石门坎水电站中压气系统调试过程中振动的处理

１ 工程 概况
石门坎水 电站 以发电为主 ， 厂房 安装 ２台单机 容量为 ６ Ｗ 的混流式水轮发 电机组 ， ５Ｍ 总装机容量
石 门坎水电站 中压气 系统调试过程中， 在给储 气罐补气时 ， 发现空压机出 口至储气罐间管路及储
为 １ Ｍ 保 证 出力 ３ ． Ｗ， 年 平 均发 电量 ３ Ｗ， ０ ２ ３Ｍ 多 ５ ７９ ａ Ｗ・。机组调速系统额 定用气压力为 ．２ １ ｈ Ｘ ０ｋ ４０Ｍ ａ 由两台英格 索兰生产的 １Ｔ 型空压机并 ． Ｐ， ５２ 列运行 ， １ ｎ 的中压储气罐补气 ， 给 ３ Ｉ 局部系统见图
２ 调试过 程 中问题 的发现及分 析
２ １ 问题发 现及 初 步处理 ．
收稿 日期 ： ０１ ０ — ２１— ８ ２ ０ 作者简介 ： 何 佳 （ ８ 一）男 ， １ ７ ， 河北衡 水人 ， ９ 技术员 ， 从事水 电机 电安装管理工作。
云南水力发电
２ １ 年第 ６ ０１ 期
响应 。压力脉动越强 ， 管道振动的位移峰值和应力 越大。而中压气 系统管路上含有 弯头 、 阀门及空压 机 出 口处为 Ｄ ２ ｉ到 Ｄ Ｓ 髓 的变 径 ， Ｎ ５ｍｌ ｌ Ｎ ０Ｈ 按照 常规 分析激振力对管道的影响可能是管路振动的一部分
的分析 ， 中找出原因 ， 从 进行 了管路优化 ， 降低 了管路及仪表支架的振动。
关键词 ：wenku.baidu.com中压气 系统 ； 动 ； 振 原因分析 ； 管路优化
中图分类号 ：Ｔ ７ ５ Ｖ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文难编号 ：０６—３５ （０ １０ ０５—０ １０ ９１２ １ ）６—０３ ３
Ｄ Ｉ１ ．９９ｊｉｎ １０ Ｏ ：０３６／． ．０６—３５ ．０ １０ ．ｌ ｏ ｒ ９ １２ １ ．６Ｏ １
机本体 的振 动 只 有 ０ １Ⅱ 右 ， 不 是 很 严 重 ， ．ｎｎ左 并 而
且空压机出 口 设计有软管与其后面管路相连 ， 这就 将空压机本体 的振动基本上隔绝了， 所以， 其管路及 储气罐上仪表架的振动并不是 由于空压机本体的振
动引 起 的 。
２ ２ ２ 脉 动 气流 引起 管路 的受 迫振 动 ．．
２ ２ 振动原 因分析 ．
低压气系统振动很小 ， 通过对比得知， 低压空压 机为螺杆式空压机， 供气 比较均匀， 而中压空压机为
往复式压缩机 ， 影响其振动的因素较多， 其主要原因
通 常有 以下几 种 ：
２２ １ 空压机本身运转引起的振动 ．．
空压机本身 由于运动部件的动平衡性能差 ， 安 装不对称 、 基础设计不 当等 ， 均能引起机组的振动 ， 从而使之连接 的管路一起振 动。而通过测量 ， 空压
１
气罐上仪表架振动较严重。长时间的振动将导致管 路的漏气甚至断裂 ， 危害较大。考虑到中压气系统
在 电站 中的重要性， 以后设备的长期稳定运行， 及 认 为是管路支架数量过 少造成 的， 于是增加 了管路支
架并单独在仪 表架上增加了两个支撑。修改后 ， 效
果并不明显 ， 振幅仍较大。
第 ２ 卷 ７ 第 ６ 期
云南 水力 发电
ＹＵ ＮＮＡＮ Ｗ Ｉ ＥＲ Ｉ Ｐ Ｒ ３ ５
石 门坎 水 电 站 中压气 系统 调 试 过 程 中振 动 的处 理
何 佳， 张振伟 ， 国志 陈
６５ｏ） ６ｏｏ （ 云南大唐 国际李仙江流域水电开发有限公司 ， 云南 普洱
摘
要： 石门坎水电站中压气系统 调试过程中 ， 管路及储气 罐上仪表架振动严重 ， 过对空压机工作原 理、 通 气流脉动 、 共振等方 面
原 因。
振力。
对中压气 系统 上， 个 ９。 １ ０弯头 的受力情 况如
下：
当储气罐压力为 ４Ｍ ａ ， Ｐ 时 空压机出 口最大压
力 Ｐａ ｍ ｘ＝４ １ ａ ．５ＭＰ
中压气 系统中阀门是必不 可少的 ， 因此 阀门的 影响是不可避免的。从解决 问题的角度考虑 ， 具体 分析弯头的影响。管道受力情况分析如下 ： 当管道 内的气流作稳定流动， 就是说没有压力 和流速的波动 ， 气流通过弯管时 ， 只受到流动气体 的 个静力 ， 只有静力时是不会引起 管道振动的。而
４０ ） ￣ ３ ０ ａ ．２ＭＰ ＝１０００Ｐ
最大激振力 ：，２ ｄＰ ｓ （０／） （－ ） ４ ｎ９。 ＝ ／ ｉ ２
（ｅ ） ０ ０ ０ ０ ０ ７７＝３０ ７ （ ｒ ２ Ｘ ．５ Ｘ１ ０ ０Ｘ ．０ ／ ３ ６ ．５ Ｎ）
对于往复式空压机 出 口管道 ， 气流受到压缩机 的周 期性激发 ， 呈现脉动。这种脉动 以压力波的形式在 管内传播 ， 对不 同的位置达到压力脉动峰值 的时间 是不同的。当遇到弯头时 ， 将产生随时间变化 的激 振力 ， 从而引起管道做机械振动 。受力情况如图 ２
所示。
静力 ：７２ ｄ Ｐ ｓ （０／） （ ／） （ ，） 。 ｍ ｉ ９￣ ＝ ，２ Ｘ ｒ ｎ ２ ｒ
０． ５ ８ ０ ０ 。Ｘ ４０ ５０ ０ Ｘ０
．
７７＝１ ３ ．８ Ｎ ０ １ ５７ （ ） ３
从计算结果可 知， 压缩机二段出 口管上的 １ 个 ９￣ ０ 弯头 ， 所承受 的静力为 １ ５７ ， １ ３ ．８Ｎ 虽然这个力 ３ 较大， 但选用刚性较强的支承加固， 是不会引起管道 的振动的。而其变化的激振力（ 最大值为 ３０７ ） ６ ．５ Ｎ 正是引起 管道振动 的力。因此若要减少管道 的振 动， 除减少管道的气流压力不均匀度外 ， 还要在配管
往复式空 压机工作 时， 排气过程 中呈间歇 吸、
性， 使管道 内气流的压力 、 速度、 密度等 即随位置变 化， 又随时间作周期性变化 ， 这种现象称之为气流脉
围 １ 中压气 系统 布置图
动。脉动的气流 ， 沿着管道输送过程 中遇到弯头、 异 径管、 阀门等元件时 ， 将产生随时间变化的激振力。 受此激振力作用 ， 管道 系统便产生一定的机械振动
一
最小 压 力 Ｐ ｉ ４ ０ Ｐ ｍ ｎ＝ ．２Ｍ ａ Ｐ ｍ＝（ ｍ ｘ＋Ｐ ｉ） Ｐａ ｍ ｎ １ ４ １ ＋４ ０ ） ２＝（ ．５ ．２ Ｘ
１６ ４０５０ ０Ｐ ｏ１ ２＝ ８ ０ ａ
最大脉动压力 Ｐ ＝ １ ） Ｐ＝１ （ ． — ４ （／ △ ２ ／ Ｘ ４１ ２ ５