电厂汽水管道振动原因分析及解决对策 潘文思

电厂汽水管道振动原因分析及解决对策潘文思

发表时间：2019-03-26T09:44:12.833Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：潘文思

[导读] 摘要：汽水管道系统振动在电厂汽水系统运行中较为常见，其主要是由于汽水管道运行中工质的参数变化造成的。

（山东电力工程咨询院有限公司山东济南 250013）

摘要：汽水管道系统振动在电厂汽水系统运行中较为常见，其主要是由于汽水管道运行中工质的参数变化造成的。电厂汽水管道系统发生严重振动，可能会导致汽水管道局部出现疲劳损坏，从而影响电厂电力生产的安全运行。为降低汽水管道系统振动发生的频率，本文对电厂汽水管道振动原因进行了分析并提出了解决对策。

关键词：电厂；汽水管道；原因分析；解决方法

在电厂中汽水管道系统运行中，管道振动是一种常见的现象，然而管道的剧烈震动会对管道系统造成不同程度的伤害，严重者会使相关附件造成损坏或出现功能故障，而汽水管道中的管线长期接受振动的"洗礼"也会出现反应迟钝、部分老化等各种问题。经常性的振动以及大幅度的振动很有可能导致电厂汽水管道中脆弱的部位出现问题，造成一系列的影响，使管道操作设备受到严重的损坏，影响整个系统的正常运行。

1 汽水管道振动的原因

1.1汽水管道出现振动的原因

电力生产中需要用到诸多汽水管道，在汽水管道运行过程中出现振动现象屡见不鲜，并且造成汽水管道振动的原因具有一定的复杂性，可能是由于汽水管道系统设备的外部动力，也有可能是汽水管道输送介质流动所产生的作用力引起的。汽水管道系统易受系统设计取值、系统安装布置以及汽水管道系统实际运行情况等多种因素的影响。一般情况下，电厂汽水管道出现振动现象主要是由三方面原因造成的，以下是对电厂汽水管道出现振动的具体原因分析。

（1）转动设备的不平衡转动

与汽水管道相连接的转动设备在转动过程中若出现不平衡的现象，那么极有可能会引起汽水管道发生振动。另外，如基础设施设计不合理，那么转机设备的不平衡振动将通过基础设施传递给汽水管道，从而导致汽水管道振动。

（2）管道内流体的脉动所引起的振动

在电厂内，各种泵做工为流体的流动提供了动力，当泵开始做工时，由于所产生的压力并不是连续的，因此，管道内部的流体的压力以及其速度会在平均值上下进行浮动，称之为流体脉动。而当流体处于脉动的状态时，相应的管道内各个元件都会随之产生振动。（3）泵运行引起的振动

电厂内各种泵都是由各种零件组成的，在运行的过程中不可避免地会发生振动，当泵在振动的时候，振动波会传递到与之相连的管道上，进而引起管道发生振动。

1.2介质气化导致管道振动加剧

当管道内的水流发生变化时，会引起轻微的甚至是剧烈的振动，当水泵内的温度过高或水口中的压力有所不同时，也会产生一定量的介质。在检查水泵问题的过程中循环发生的管路是否通畅也是很重要的，水的流量会大于水泵的流速，长时间的摩擦、晃动会对管道造成强烈的破坏。管道中的液体温度也是导致管道发生剧烈晃动以及摩擦的最主要原因之一，工程师需要检查进口的温度、湿度、压力、压强等是否符合设计要求，水流出口量大于或者小于其产生值时，会产生不同的反应。水泵中的水流也会随之产生强烈的晃动，导致水泵发生汽化现象，在水泵进口处会因高度产生轻微的晃动，所以要检查水泵吸入口是否符合正常的设计要求。

1.3水锤引发的管道振动

在电厂汽水管道系统中，泵阀出现故障或者机组需要调节都需要开启与关闭阀门，汽水管道内部的水流速度若在阀门位置突然出现变化，那么会导致汽水管道内部的水压形成膨胀波以及压缩波，该波将会在汽水管道内进行周期性衰减，直到压力稳定，这种情况就称之为水锤。当汽水管道系统在运行中发生水锤现象时，管道内部的压力会发生很大变化，甚至可能会导致管道出现晃动，若水锤波动频率与汽水管道某一阶段的运行频率接近或者出现重叠情况时会造成两者共振的情况。

2优化管道振动的策略

2.1现场观察，进行初步推测诊断

时刻分析检查管道内部的各个仪器、系统安装是否都在正常运作，保障管道运行的正常，注意仪表显示器在显示过程中是否发生强烈的晃动，使仪器的表盘在规定的范围内晃动，以免造成不必要的危害。用眼睛观察，综合各方面检查，查看是否存在偏差，保证水平与纵向的发展，拥有合理的规划区间，使管道的稳定值不断提升。升级保障系统也是关键，只有这样用心维护才能保障管道正常运作，才能真正维护其发展，使管道振动幅度大大减轻。

2.2合理调整工质参数

工质参数主要指的是汽水管道内部压力值、温度以及工质流速。首先管内压力对汽水管道系统的固有频率没有直接性影响，但是管内压力增加会加强汽水管道振动，若管道因振动而遭到破坏，那么压力增大会使汽水管道破坏加剧。其次，在汽水管道运行中，工质温度越高，汽水管道内热态膨胀则会更严重，相应的其所产生的热应力也会随之加大，这对管道运行的安全性十分不利。再者，工质流速加快，则表示泵对流体所施加的压力也加大，尤其产生的脉动也会愈加强烈，工质流速越大，对减小管道振动越不利。由此可见工质参数在汽水管道运行中的重要性。在汽水管道运行中要保证管道运行的安全性与稳定性，减少管道振动发生的频率，需要结合管道运行实际情况合理调整工质参数，从而将管道振动降低或者控制在合理范围内。

2.3调整汽水管道结构的固有频率

当汽水管道流体速度增加、管道径长比变小或者管壁变薄时都会导致汽水管道固有频率相应变小，而管道固有频率变小，那么汽水管道的抗振性能也会有所减弱，它们之间有着密切联系，是一种互为连带的关系。在汽水管道运行中要从根本上避免管道振动情况，需要对汽水管道结构的固有频率进行合理化调整，将其控制在规定范围内，使汽水管道的抗振性能得到充分发挥。

2.4小角度转弯法

淤泵做工过程中所产生的压力作用的流体上，而在管道相对平直的条件下该作用力会随着流体一同“流走”，因此，在对电厂的汽水管

道设计的过程中，相关管道设计师应当先对实际情况进行考察，对管道建筑现场进行考察，在满足设计要求基础、工艺要求的基础上展开设计，尽可能将汽水管道的走向设计成平直的状态，减少管道中弯头的数量，避免过多的弯头使得流体对管道的作用力变大，避免泵做工产生的作用力引起管道的振动。从实际情况来看，这种方式虽然价值较高，但是由于很多电厂都已经建成且运行了好多年，那么针对这种情况，电厂相关人员可以根据电厂发展的需求、电厂的资金状况等因素进行综合考虑，对电厂汽水管道进行适当的改建。对弯头进行选型的过程中，应当尽量使用转弯角度相对较小的，即在汽水管道建设中采取小角度转弯法。

2.5改变汽水管道的支承刚度

从相关理论角度上来讲，汽水管道的支承刚度越大，则对降低汽水管道越有利，所以在汽水管道设计过程中应以机组容量为依据合理确定汽水管道输送介质的流量及压力，以此来确定汽水管道的直径与材料，同时还要根据管道结构特点确定汽水管道在电力生产中的布局，确定其布局后需要结合实际应用情况科学调整汽水管道的支承刚度，使汽水管道的振动现象得以控制。

结束语：

总之，电厂汽水管道振动的原因有很多，在实际情况中，需要电厂内部人员针对汽水管道振动的原因进行深入分析，并提出一些优化策略，以促进汽水管道的稳定运行，如：降低流体流速、增加管道壁厚度、减少弯头的数量等方式，从根本上解决问题，为电厂汽水管道的安全生产奠定基础，同时也能够促进电厂的稳定发展，在产生经济效益的同时得到一定的社会效益。

参考文献：

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