管道振动及消振技术
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2015年12月12日 全省金属监督评比会议
管道消振的步骤 • • • • • 管道振动的振频和振幅的实测； 管道振动的仿真分析； 管道的消振方案； 管道的现场实施； 管道的运行后实测分析。
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道振动的消振措施
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
应用业绩
2015年12月12日 全省金属监督评比会议
管道的振动原因及分析
• 主蒸汽管道和再热蒸汽管道的振动。引起其振动的因 素主要在于原始管子的设计和管内气流的脉动，1）管 道缺少必要的刚性约束，管道的稳定性较差，不能有 效限制管道振动。2）管内压力的变化，导致管子存在 脉动压力。 • 主给水管道的振动。1）给水泵出口的管道出现振动， 这是由于给水泵转动时产生的振动传递到相连的管道 上，属于振动源的传递；2）省煤器入口主给水管道振 动，特别是在机组带32%左右负荷时，振动时间长、频 率高、振幅大，而在带满负荷时情况尚好，这是由于 介质扰动、剧烈的紊流引起的振动。
2015年12月12日 全省金属监督评比会议
需要进行的工作
• • • • 管道支吊架全面检查 对鉴定管道进行全面的应力验算 对验算应力水平高的弯管进行状态应力验算 管道、管件、焊缝的质量水平是实现管道寿命 预测的必要条件
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
寿命评估的程序
• • • •
首先，确定管道的受力状态； 其次，检查管道、管件、焊缝的质量； 测量管道的蠕变损伤程度； 估算管道的剩余寿命。
锅炉承压部件寿命评估及管道消振技术
山东电力锅检中心
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
目录
• • • • 过热器管和再热器管寿命评估 管道的安全性评估 汽包的安全性评定 管道振动及消振技术
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
过热器和再热器管的安全性评定
• 过热器管和再热器管在运行过程中会发生： • 腐蚀减薄、高温氧化及超温等现象，这将大大降低其 寿命； • 本技术通过测量管子的内壁氧化皮的厚度，预测管子 的当量温度，再加以管子厚度测量、蠕胀测量和组织 分析等手段，综合分析管子的剩余寿命； • 优点： • 准确的判断管子的超温状况、有效壁厚和动态监测管 子的损伤情况。
全省金属监督评比会议
支吊架损坏的危害
• 支吊架的损害对管道的安全运行有着重大的影 响，支吊架的损坏主要的危害在于： • 增加了管道的附加应力，改变了管道的受力状 态； • 轻则造成管道支吊架本身焊缝的破坏，严重者 导致管道产生裂纹。
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道支吊架管部出现裂纹
全省金属监督评比会议
管道安全性评估
• • • • 管系寿命评估的原则 需要进行的工作 寿命评估的步骤 寿命评估程序
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
重点部位的确认
• • • • • • • • • • 管道寿命评估的重点部位的确认： 运行时间最长的管段 有泄漏历史的管段 应力验算超标的管段 管系结构不连续的部位 重点部位： 管系的弯头 铸造三通、阀门、变径管 对接焊缝 运行时间最长的管段
560.0
580.0
600.0
2015年12月12日
排数（自甲侧到乙侧）
源自文库
温度场分布图
全省金属监督评比会议
100000
120000
140000
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20000
40000
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1_1 1_6 2_3 3_4 5_1 6_1 6_2 6_4 7_2 8_3 9_4 11_1 11_2 11_4 12_4 14_1 15_2 16_1 16_2 16_4 17_2 18_3 19_4 21_1 21_6 22_3 24_3 25_4 26_3 26_4 27_3 28_4 30_1 30_6
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
汽包的安全性评估
• 汽包的损伤主要是低周疲劳损伤，破坏首先发生在高 应力区； • 评估的方法是对汽包进行温度、应力分析，计算疲劳 损伤，并计算剩余寿命。 • 优点： • 对汽包的损伤情况进行全面分析，对有缺限部位进行 安全性评定，分析汽包的剩余寿命
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
汽包启停时温度场分布
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
汽包停炉温度分布
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
汽包应力场分布
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道的振动测试及消振技术
• 在电厂中，由于管道纵横交叉、管网密布。一般情况 下，微弱的管道振动不会对设备带来损害，但较强烈 的振动可能对设备造成损伤乃至机组的非计划停运。 • 管道振动会使现场工作人员产生恐惧感、不舒适感和 不安全感，分散操作人员的注意力，影响工作效率， 并容易产生操作失误、造成事故。 • 强烈的管道振动会使管道结构、管路附件产生疲劳破 坏、管道保温脱落，管道的焊缝及弯头轻则引起泄露， 重则由破裂引起爆炸、燃烧，造成严重事故，甚至引 起灾害。
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道的振动原因
• 给水泵最小流量再循环管道的振动。该管道在大部分 电厂中都存在着大小不同振幅的振动，而且发出刺耳 的噪音，具体原因归纳几点：1）管道上设置的固定支 架及限位支架少；2）部分支吊架松脱、跨落或失去作 用，使个别支吊点失重，流体的冲击造成管道失稳晃 动；3）管道布置不顺畅，流体阻力大。 • 高压加热器疏水管道的振动。1）高压加热器疏水管道 上的疏水阀选型时，流量系数计算有误，疏水阀通径 选择偏小，工质流速过高，快开的疏水阀使工质产生 二相流，引起“汽锤”或“水锤”；2）管道布置中采 用的弯头较多，柔性过大，增加了流体对管道的激扰 力，流体变化频率和管道自振频率出现叠加，振幅加 大，管道振动加剧。
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
支吊架的失效（吊杆歪斜）
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
支吊架失效（吊架失载）
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道支吊架管部出现裂纹
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道支吊架的失效导致管道破坏的实例
2015年12月12日
2015年12月12日 全省金属监督评比会议
当量温度
480.0
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 103
500.0
520.0
540.0
剩余寿命(小时) 图7 II级再热器管子(炉前)剩余寿命分布
2015年12月12日 全省金属监督评比会议
管子的剩余寿命分布图
管道的安全性评估
• 管道在长期运行过程中会发生： • 管道支吊架的损坏，导致应力集中； • 组织老化、蠕胀等现象
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
支吊架的损坏实例
2015年12月12日
• 过热器管的寿命评估：黄台电厂＃8炉再热器管；威海 电厂＃2炉过热器管、邹县电厂和龙口电厂的过热器管 • 管道寿命评估：辛店发电厂＃1炉、济宁发电厂＃1－4 炉、白杨河发电厂＃1炉 、十里泉电厂＃2炉主汽和再 热汽管道 • 汽包的安全性评估：白杨河电厂＃1炉、青岛电厂＃13 炉和＃14炉汽包等 • 管道振动及消振处理：黄岛电厂＃2主蒸汽管道和#3高 加疏水管道
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道消振的步骤 • • • • • 管道振动的振频和振幅的实测； 管道振动的仿真分析； 管道的消振方案； 管道的现场实施； 管道的运行后实测分析。
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道振动的消振措施
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
应用业绩
2015年12月12日 全省金属监督评比会议
管道的振动原因及分析
• 主蒸汽管道和再热蒸汽管道的振动。引起其振动的因 素主要在于原始管子的设计和管内气流的脉动，1）管 道缺少必要的刚性约束，管道的稳定性较差，不能有 效限制管道振动。2）管内压力的变化，导致管子存在 脉动压力。 • 主给水管道的振动。1）给水泵出口的管道出现振动， 这是由于给水泵转动时产生的振动传递到相连的管道 上，属于振动源的传递；2）省煤器入口主给水管道振 动，特别是在机组带32%左右负荷时，振动时间长、频 率高、振幅大，而在带满负荷时情况尚好，这是由于 介质扰动、剧烈的紊流引起的振动。
2015年12月12日 全省金属监督评比会议
需要进行的工作
• • • • 管道支吊架全面检查 对鉴定管道进行全面的应力验算 对验算应力水平高的弯管进行状态应力验算 管道、管件、焊缝的质量水平是实现管道寿命 预测的必要条件
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
寿命评估的程序
• • • •
首先，确定管道的受力状态； 其次，检查管道、管件、焊缝的质量； 测量管道的蠕变损伤程度； 估算管道的剩余寿命。
锅炉承压部件寿命评估及管道消振技术
山东电力锅检中心
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
目录
• • • • 过热器管和再热器管寿命评估 管道的安全性评估 汽包的安全性评定 管道振动及消振技术
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
过热器和再热器管的安全性评定
• 过热器管和再热器管在运行过程中会发生： • 腐蚀减薄、高温氧化及超温等现象，这将大大降低其 寿命； • 本技术通过测量管子的内壁氧化皮的厚度，预测管子 的当量温度，再加以管子厚度测量、蠕胀测量和组织 分析等手段，综合分析管子的剩余寿命； • 优点： • 准确的判断管子的超温状况、有效壁厚和动态监测管 子的损伤情况。
全省金属监督评比会议
支吊架损坏的危害
• 支吊架的损害对管道的安全运行有着重大的影 响，支吊架的损坏主要的危害在于： • 增加了管道的附加应力，改变了管道的受力状 态； • 轻则造成管道支吊架本身焊缝的破坏，严重者 导致管道产生裂纹。
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道支吊架管部出现裂纹
全省金属监督评比会议
管道安全性评估
• • • • 管系寿命评估的原则 需要进行的工作 寿命评估的步骤 寿命评估程序
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
重点部位的确认
• • • • • • • • • • 管道寿命评估的重点部位的确认： 运行时间最长的管段 有泄漏历史的管段 应力验算超标的管段 管系结构不连续的部位 重点部位： 管系的弯头 铸造三通、阀门、变径管 对接焊缝 运行时间最长的管段
560.0
580.0
600.0
2015年12月12日
排数（自甲侧到乙侧）
源自文库
温度场分布图
全省金属监督评比会议
100000
120000
140000
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2015年12月12日
全省金属监督评比会议
汽包的安全性评估
• 汽包的损伤主要是低周疲劳损伤，破坏首先发生在高 应力区； • 评估的方法是对汽包进行温度、应力分析，计算疲劳 损伤，并计算剩余寿命。 • 优点： • 对汽包的损伤情况进行全面分析，对有缺限部位进行 安全性评定，分析汽包的剩余寿命
2015年12月12日
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汽包启停时温度场分布
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
汽包停炉温度分布
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
汽包应力场分布
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道的振动测试及消振技术
• 在电厂中，由于管道纵横交叉、管网密布。一般情况 下，微弱的管道振动不会对设备带来损害，但较强烈 的振动可能对设备造成损伤乃至机组的非计划停运。 • 管道振动会使现场工作人员产生恐惧感、不舒适感和 不安全感，分散操作人员的注意力，影响工作效率， 并容易产生操作失误、造成事故。 • 强烈的管道振动会使管道结构、管路附件产生疲劳破 坏、管道保温脱落，管道的焊缝及弯头轻则引起泄露， 重则由破裂引起爆炸、燃烧，造成严重事故，甚至引 起灾害。
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道的振动原因
• 给水泵最小流量再循环管道的振动。该管道在大部分 电厂中都存在着大小不同振幅的振动，而且发出刺耳 的噪音，具体原因归纳几点：1）管道上设置的固定支 架及限位支架少；2）部分支吊架松脱、跨落或失去作 用，使个别支吊点失重，流体的冲击造成管道失稳晃 动；3）管道布置不顺畅，流体阻力大。 • 高压加热器疏水管道的振动。1）高压加热器疏水管道 上的疏水阀选型时，流量系数计算有误，疏水阀通径 选择偏小，工质流速过高，快开的疏水阀使工质产生 二相流，引起“汽锤”或“水锤”；2）管道布置中采 用的弯头较多，柔性过大，增加了流体对管道的激扰 力，流体变化频率和管道自振频率出现叠加，振幅加 大，管道振动加剧。
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
支吊架的失效（吊杆歪斜）
2015年12月12日
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支吊架失效（吊架失载）
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道支吊架管部出现裂纹
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
管道支吊架的失效导致管道破坏的实例
2015年12月12日
2015年12月12日 全省金属监督评比会议
当量温度
480.0
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 103
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剩余寿命(小时) 图7 II级再热器管子(炉前)剩余寿命分布
2015年12月12日 全省金属监督评比会议
管子的剩余寿命分布图
管道的安全性评估
• 管道在长期运行过程中会发生： • 管道支吊架的损坏，导致应力集中； • 组织老化、蠕胀等现象
2015年12月12日
全省金属监督评比会议
支吊架的损坏实例
2015年12月12日
• 过热器管的寿命评估：黄台电厂＃8炉再热器管；威海 电厂＃2炉过热器管、邹县电厂和龙口电厂的过热器管 • 管道寿命评估：辛店发电厂＃1炉、济宁发电厂＃1－4 炉、白杨河发电厂＃1炉 、十里泉电厂＃2炉主汽和再 热汽管道 • 汽包的安全性评估：白杨河电厂＃1炉、青岛电厂＃13 炉和＃14炉汽包等 • 管道振动及消振处理：黄岛电厂＃2主蒸汽管道和#3高 加疏水管道
2015年12月12日
全省金属监督评比会议