蒸汽管道振动成因分析及预防措施
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．
在 定期 检验 过程 中，发现 部 分企业 对 管道 支 吊架 的设置 比较 随 意 ，没有 充分 考虑 到管 道 的受 热膨 胀 和必 要 的限制 作 用 ，甚 至 有些 支 吊架与 管
道 焊死 ，限制 了管 道 的位移 ，也 就没 有起 到 限位
由于锅炉负荷波动大，在管道 内蒸汽压力随 即产 生波 动 。产生 压力波 动 主要 原因 ： １ ）蒸汽 热源 利用 不稳 定 ，例 如 部分制 衣厂 、
接 替代 对 向连接 ：宜用 顺 向分支 替代 死端 直角 连
接 。蒸 汽管 系 的支撑 位置 和 支撑 刚度 要进 行分 析 设 计 ，使管 道 固有频 率避 开激 发 频率 ， 以避免 机
２ 管道振 动的危害
蒸汽 管道 的振 动能 否得 到很好 控 制直接 关 系
械 共振 的发 生 。在 实 际管道 中 ，支座 数量 、间距
在 开 展蒸 汽管 道 的定期 检验 中，检验 人 员发
大 的冲击 力 ，从而 引起 管道 的振 动 。 ２ ）司 炉 工 操作 不 熟 练 ， 由于 进 煤 量 的差 异
现诸 多不 利 因素 引起 了管 道异 常振 动 ，潜在 着 重 大 安全 隐患 。如发 现 有些 蒸汽 管道 会发 生异 常 间 断性 的振 动 ， 同时伴 有 间断性 的响 声 ，导致 一 些
鞋材 厂 ，锅 炉在 稳定 运行 时 ， 由于 用热 设 备 的间 断使 用蒸 汽 如 阀 门的经常 启 闭 ，蒸 汽流 动速 度 突
和 减振 作用 ，有些 支 吊架 已经脱 落 、锈死 等仍 得
不 到很 好 的维护 ，从而 加剧 了管 道 的振动 。
１ 发生 共振 ． ５
蒸汽 管系 的气柱 固有频 率及 机械 固有 频 率 ， 并使这 些频 率相 互偏 离士 ０ 。通 常必 须避 开一 、 ３％
因此 ，对 引起蒸汽 管 道振 动成 因进 行 分析 ，提 出
１ 蒸 汽管道 布置 不合 理 ． ３ 部分 企业 由于 缺 乏管道 相关 知识 ，贪 图生产 上 的便利 ，私 自更 改管 道线 路 ，随 意增加 弯 头和 阀 门，导 致一 些管 路形 成死 角和 管道 截面 突然 扩
大或 缩小现 象 。 管道死 角 处可能 会形 成冷 凝水 ， 在 在 蒸 汽输 送过 程 中会形 成 流体 的相 互碰撞 和 形成 涡流 导致 管道 的振 动 。蒸汽 在 管道 中流速 较 大 ， 刚启 动 时带动 凝 结水形 成波 浪 ，凝 结水较 多会形
成水 塞 。水塞 被 高速 蒸汽 推动 前进 ，遇 到转 弯或 截面 剧变 时 ，由于水 的惯 性大 ，撞击 管壁 、弯头 、 阀门等 管 附件 就 形成 了水 击现 象 。水击 会使 管道 振动 ，产生 噪音 ，严 重 时可 能造 成管道 、阀 门与
设备 的破 坏 。 １ 支 吊架设计 不合 理 ． ４
支 吊架和 安 全 附件 的损坏 、管 路保 温层 脱落 以及
大 ，造 成锅 炉热 负荷 不稳 定 ， 汽压 力产 生波 动 ， 蒸 弯 头 的作用 力不 断变 化 ，会 引起 管道 的振 动 。 ３ １水 质管 理差 ，产 生汽 水共腾 ，致 使蒸汽 带
水 严重 。
蒸汽 管道 明显变形 、 汽泄漏 等 危及 安全 的生产 。 蒸
然 改变 ，流 速 的变化 使其 的动 量 发生 改变 ，反应 在 管道 内的压力 迅速 上升 或下 降，对管 系产 生 很
二阶 固有 频率 ， 并尽可 能避 开 一些 更高 阶次 的频
率 ，尽可 能避 开管 道结 构共 振 区和气 柱共 振 区 。
作者 简介 ：林 上青（９５ ） １７ － ，男 ，助 理工 程师 ，从 事特 种设 备检 验检 测工 作 。
第４ 期
机 电技 术
ｌ９ ３
蒸汽管道振动成 因分Baidu Nhomakorabea及预防措施
林 上 青
（ 福建省锅炉压力容器检验研究院莆 田分院 ，福建 莆 田 ３ １ｏ ） ５ ｌｏ 摘 要 ：针对在压力管道 的定期检验 中，发现锅炉蒸汽管道 的异常振动会危及到锅炉和压力管道 安全运行 的问题 ，
‘
对蒸汽管道发生振动 的成 因进行 了分析 ，并提 出预防措施 ，有效地消除 了蒸汽管道振动的困扰。 关键 词：蒸汽 管道 ；振动成 因；振动危害 ；预防措施 中图分类号：Ｔ ２ ３１ｌ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ ．８ １２ １）４ １９０ Ｋ ２． ６ ２４ ０ （０ ２０ ．３ ．２
锅 炉 间断性 运 行 ，造 成 管路 上 由于蒸 汽 的冷
却而 形成 冷凝 水 ，特别 是在 天气 寒冷 的 时候 ， 由
于锅 炉停 炉较 频繁 、管 道 的保温 层损 坏 严重 、管
道疏 水 阀 门损 坏等 ，管 道 中积 聚大量 冷凝 水 ， 当
锅炉 再次 启动 送汽 时 ，高温 蒸汽 将会 加 热和 带动 管 内的冷 凝水 高速 流 动 ，在 管 道弯 头和 阀门处 ， 由于 汽水 流速 和方 向发生 了改 变而造 成 水冲 击 ， 引发 管道 振动现 象 。 １ 锅 炉 负荷 不稳定 引起 ． ２
机 电技术 对 于一 些 管径较 小 的蒸汽 管道 分支 ，例 如 一些 制
衣 厂 的烫 斗 ， 由于 阀 门经 常 性 的关 闭和开 启 ，加 上其它 振 动 ，形 成 的振动 频 率 ，有 可 能达 到管 道 的 固有 频率 ，而 形成共 振 。
２１ 年 ８ ０２ 月
弯 头 ；宜用 斜面 连接 替代 直 角连 接 ；宜用 顺 向连
预 防振动 的相应措 施 ，对 企业 安全 生 产有着 重 要
的意义 。
ｌ 蒸汽管道振动成 因分析
蒸汽 管道 中 的工作 介质 是水 蒸汽 ，从检 验 实 践 发现 引起 蒸汽 管道 振动 主 要原 因有 冷凝 水 、负
荷 不稳 定 、 置 不合理 、固定支 吊架 设计 不合 理 、 布 管 理不 完善 和共振 。 １１ 冷凝 水 引起 ．
在 定期 检验 过程 中，发现 部 分企业 对 管道 支 吊架 的设置 比较 随 意 ，没有 充分 考虑 到管 道 的受 热膨 胀 和必 要 的限制 作 用 ，甚 至 有些 支 吊架与 管
道 焊死 ，限制 了管 道 的位移 ，也 就没 有起 到 限位
由于锅炉负荷波动大，在管道 内蒸汽压力随 即产 生波 动 。产生 压力波 动 主要 原因 ： １ ）蒸汽 热源 利用 不稳 定 ，例 如 部分制 衣厂 、
接 替代 对 向连接 ：宜用 顺 向分支 替代 死端 直角 连
接 。蒸 汽管 系 的支撑 位置 和 支撑 刚度 要进 行分 析 设 计 ，使管 道 固有频 率避 开激 发 频率 ， 以避免 机
２ 管道振 动的危害
蒸汽 管道 的振 动能 否得 到很好 控 制直接 关 系
械 共振 的发 生 。在 实 际管道 中 ，支座 数量 、间距
在 开 展蒸 汽管 道 的定期 检验 中，检验 人 员发
大 的冲击 力 ，从而 引起 管道 的振 动 。 ２ ）司 炉 工 操作 不 熟 练 ， 由于 进 煤 量 的差 异
现诸 多不 利 因素 引起 了管 道异 常振 动 ，潜在 着 重 大 安全 隐患 。如发 现 有些 蒸汽 管道 会发 生异 常 间 断性 的振 动 ， 同时伴 有 间断性 的响 声 ，导致 一 些
鞋材 厂 ，锅 炉在 稳定 运行 时 ， 由于 用热 设 备 的间 断使 用蒸 汽 如 阀 门的经常 启 闭 ，蒸 汽流 动速 度 突
和 减振 作用 ，有些 支 吊架 已经脱 落 、锈死 等仍 得
不 到很 好 的维护 ，从而 加剧 了管 道 的振动 。
１ 发生 共振 ． ５
蒸汽 管系 的气柱 固有频 率及 机械 固有 频 率 ， 并使这 些频 率相 互偏 离士 ０ 。通 常必 须避 开一 、 ３％
因此 ，对 引起蒸汽 管 道振 动成 因进 行 分析 ，提 出
１ 蒸 汽管道 布置 不合 理 ． ３ 部分 企业 由于 缺 乏管道 相关 知识 ，贪 图生产 上 的便利 ，私 自更 改管 道线 路 ，随 意增加 弯 头和 阀 门，导 致一 些管 路形 成死 角和 管道 截面 突然 扩
大或 缩小现 象 。 管道死 角 处可能 会形 成冷 凝水 ， 在 在 蒸 汽输 送过 程 中会形 成 流体 的相 互碰撞 和 形成 涡流 导致 管道 的振 动 。蒸汽 在 管道 中流速 较 大 ， 刚启 动 时带动 凝 结水形 成波 浪 ，凝 结水较 多会形
成水 塞 。水塞 被 高速 蒸汽 推动 前进 ，遇 到转 弯或 截面 剧变 时 ，由于水 的惯 性大 ，撞击 管壁 、弯头 、 阀门等 管 附件 就 形成 了水 击现 象 。水击 会使 管道 振动 ，产生 噪音 ，严 重 时可 能造 成管道 、阀 门与
设备 的破 坏 。 １ 支 吊架设计 不合 理 ． ４
支 吊架和 安 全 附件 的损坏 、管 路保 温层 脱落 以及
大 ，造 成锅 炉热 负荷 不稳 定 ， 汽压 力产 生波 动 ， 蒸 弯 头 的作用 力不 断变 化 ，会 引起 管道 的振 动 。 ３ １水 质管 理差 ，产 生汽 水共腾 ，致 使蒸汽 带
水 严重 。
蒸汽 管道 明显变形 、 汽泄漏 等 危及 安全 的生产 。 蒸
然 改变 ，流 速 的变化 使其 的动 量 发生 改变 ，反应 在 管道 内的压力 迅速 上升 或下 降，对管 系产 生 很
二阶 固有 频率 ， 并尽可 能避 开 一些 更高 阶次 的频
率 ，尽可 能避 开管 道结 构共 振 区和气 柱共 振 区 。
作者 简介 ：林 上青（９５ ） １７ － ，男 ，助 理工 程师 ，从 事特 种设 备检 验检 测工 作 。
第４ 期
机 电技 术
ｌ９ ３
蒸汽管道振动成 因分Baidu Nhomakorabea及预防措施
林 上 青
（ 福建省锅炉压力容器检验研究院莆 田分院 ，福建 莆 田 ３ １ｏ ） ５ ｌｏ 摘 要 ：针对在压力管道 的定期检验 中，发现锅炉蒸汽管道 的异常振动会危及到锅炉和压力管道 安全运行 的问题 ，
‘
对蒸汽管道发生振动 的成 因进行 了分析 ，并提 出预防措施 ，有效地消除 了蒸汽管道振动的困扰。 关键 词：蒸汽 管道 ；振动成 因；振动危害 ；预防措施 中图分类号：Ｔ ２ ３１ｌ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ ．８ １２ １）４ １９０ Ｋ ２． ６ ２４ ０ （０ ２０ ．３ ．２
锅 炉 间断性 运 行 ，造 成 管路 上 由于蒸 汽 的冷
却而 形成 冷凝 水 ，特别 是在 天气 寒冷 的 时候 ， 由
于锅 炉停 炉较 频繁 、管 道 的保温 层损 坏 严重 、管
道疏 水 阀 门损 坏等 ，管 道 中积 聚大量 冷凝 水 ， 当
锅炉 再次 启动 送汽 时 ，高温 蒸汽 将会 加 热和 带动 管 内的冷 凝水 高速 流 动 ，在 管 道弯 头和 阀门处 ， 由于 汽水 流速 和方 向发生 了改 变而造 成 水冲 击 ， 引发 管道 振动现 象 。 １ 锅 炉 负荷 不稳定 引起 ． ２
机 电技术 对 于一 些 管径较 小 的蒸汽 管道 分支 ，例 如 一些 制
衣 厂 的烫 斗 ， 由于 阀 门经 常 性 的关 闭和开 启 ，加 上其它 振 动 ，形 成 的振动 频 率 ，有 可 能达 到管 道 的 固有 频率 ，而 形成共 振 。
２１ 年 ８ ０２ 月
弯 头 ；宜用 斜面 连接 替代 直 角连 接 ；宜用 顺 向连
预 防振动 的相应措 施 ，对 企业 安全 生 产有着 重 要
的意义 。
ｌ 蒸汽管道振动成 因分析
蒸汽 管道 中 的工作 介质 是水 蒸汽 ，从检 验 实 践 发现 引起 蒸汽 管道 振动 主 要原 因有 冷凝 水 、负
荷 不稳 定 、 置 不合理 、固定支 吊架 设计 不合 理 、 布 管 理不 完善 和共振 。 １１ 冷凝 水 引起 ．