張凱

摘要：蒸汽管道系統(tǒng)的水擊現(xiàn)象是無法根除的，由此造成的管道震動也是不容小覷的，火電廠電力工作者應(yīng)重視電廠汽水管道振動問題，本文第一部分從激振力、管系進行電廠汽水管道振動現(xiàn)象與原因研究，第二部分從合理設(shè)計管道系統(tǒng)、減小激振力 ，從根源上消除振動以及恰當(dāng)?shù)母淖児艿赖闹Ъ苄问竭M行電廠汽水管道振動解決方法具體研究，展開本文的探討。

關(guān)鍵詞：火電廠;汽水管道;振動原因;解決對策

引言：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，用電量持續(xù)攀升，這對電力供應(yīng)企業(yè)提出了更高的要求，一直以來，我國跟多地方都存在的電力供需的矛盾，尤其在人們對用電的需求極大冬夏兩季，電力供需的矛盾更為突出，時不時的大范圍停電不僅對居民正常的生活造成嚴重影響，而且還嚴重影響當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展。所以，電力企業(yè)對解決電的供需矛盾有義不容辭的責(zé)任。解決用電的供需矛盾，不僅需要努力“節(jié)流”，努力“開源”才是關(guān)鍵之處。如何實現(xiàn)“開源”，提高電能生產(chǎn)效益？火力發(fā)電是我國電力生產(chǎn)的重要結(jié)構(gòu)，提高設(shè)備運行效率，對提高火力發(fā)電廠提高電能生產(chǎn)至關(guān)重要。汽水管道作為熱力系統(tǒng)與各機組裝置之間的重要聯(lián)絡(luò)工具，承擔(dān)著管道內(nèi)液體運行的艱巨任務(wù)，是電廠熱力系統(tǒng)的重要部分。由于電廠汽水管道振動非常普遍，對于這個問題，我們應(yīng)予以重視。

一、電廠汽水管道振動現(xiàn)象與原因

1.振動的現(xiàn)象

電廠汽水管道振動非常普遍，我們常見的管路及其支吊架的擺動，發(fā)出的“呲呲”的聲音，振動多出現(xiàn)在主蒸汽管道、高低加之間疏水水管路中。有時，汽水管道振動還常常發(fā)生在水泵的出入口和再循環(huán)管路中。例如，某廠水系統(tǒng)多次發(fā)生水擊現(xiàn)象，其中3臺次造成停機，給企業(yè)造成很大的經(jīng)濟損失。汽水系統(tǒng)兩次水擊事故導(dǎo)致停機均發(fā)生在 同一臺機組。第一次發(fā)生在機組調(diào)試階段，第二次發(fā)生在帶負荷至340兆瓦 運行過程中。此時，給水壓力19.1兆帕，鍋爐壓力16.1兆帕， 5號高壓加熱器水位變高，激發(fā)6號高壓加熱器給水自動跳旁路，緊接著給水泵母管壓力急劇波動，產(chǎn)生水擊。引起鍋爐給水管道劇烈的 晃動，一些吊架被扯壞，松動，給水疏水管扯斷2根，水流量取樣管被扯斷了3根，水噴涌而出，場面不忍直視。

2.電廠汽水管道振動原因

可從以下三個方面考慮 ：（1）改變汽水管道結(jié)構(gòu) ，即從結(jié)構(gòu)研究的角度來降低汽水管系對外界激振力的響應(yīng)。（2）減小汽水管道激振力 ，從根本上避免汽水管道發(fā)生振動; （3）從汽水管系響應(yīng)及管系自身振動特性的層面來減少汽水管系對外界激振力的響應(yīng)。

2.1 激振力因素

汽水管道的激振力有來自汽水管道系統(tǒng)自身和汽水管道系統(tǒng)外2種情況，其中來自動力管道系統(tǒng)自身的激振力是管道振動的根本誘因。也就是說來自管道內(nèi)部流體的不穩(wěn)定流動是導(dǎo)致管道振動的主要引發(fā)原因。詳細分析如下：

a.液擊振動因素

這是激振力因素類型之一? ，即在輸送液體的管道中，由于生產(chǎn)過程的調(diào)節(jié) ，有時需要突然啟停閥門、或水泵機組突然停車等 ，這時管道內(nèi)液體的速度會突然發(fā)生變化，液體速度的變化使液體的動量改變，反映在管道內(nèi)的壓強迅速上升或下降，并伴有液體錘擊的聲音? 。液擊造成管道內(nèi)壓力的變化很大，迅速降壓而形成負壓，使壓力管道失穩(wěn)，甚至，有些時候會造成壓力管道的破裂 。

b.管道內(nèi)流體流速太快因素

這是激振力因素類型之二，由于流體與管道邊界層分離而產(chǎn)生湍流 ，造成汽水管道失卻平衡，誘發(fā)的管道振動。 其次，許多管道震動是由于現(xiàn)場正常運行水泵或閥門不可抗拒因素或人為操作不當(dāng)造成的，例如，停電導(dǎo)致的水泵機組突然停運，突然關(guān)閉閥門，水泵啟動、停車前完全關(guān)閉出水閥門等。

二、消除電廠汽水管道振動的具體辦法

1.合理設(shè)計汽水管道系統(tǒng)

合理設(shè)計管道系統(tǒng)為有效避免蒸汽管道震動至關(guān)重要。采取以下有效應(yīng)對方式需注意。第一、合理設(shè)計汽水管道系統(tǒng)需注意以為使蒸汽管道不受外界振動力的激影響 ， 盡可能將轉(zhuǎn)動設(shè)備產(chǎn)生的振動與蒸汽管道隔絕開;第二、合理設(shè)計汽水管道系統(tǒng)還需注意在蒸汽管系合理位置配置如固定支架 、導(dǎo)向支架 、滑動支架等剛性 約束管件 ，必有需要時配置阻尼器或減振器? ;第三、合理設(shè)計汽水管道系統(tǒng)還需注意為使蒸汽管道內(nèi)水流動順暢，對于節(jié)流減壓闊件要認真選擇; 第四、合理設(shè)計汽水管道系統(tǒng)還需注意在蒸汽管路中配置集箱 、濾波緩沖器或蓄壓緩沖器 等 ，消除振源 。第五、合理設(shè)計汽水管道系統(tǒng)還需注意為不形成積水，布置中盡量少用“u”管、 彎頭 、變徑管等 ，加大管道轉(zhuǎn)角彎曲半徑，確保管道水流通常;此外，合理設(shè)計汽水管道系統(tǒng)還需注意為使水流通常蒸汽管道的布置要盡可能增加坡度 。

2.減小激振力 ，從根源上消除管道振動

蒸汽管道發(fā)生振動的主要原因是在管道內(nèi)有激振力，減小激振力 ，才能從根源上消除振動。采取從根源上消除振動的應(yīng)對方式如下。第一、減小激振力 ，從根源上消除振動需要注意在蒸汽管道水泵出口處增設(shè)泄壓閥，采用被動的泄壓方法讓水擊產(chǎn)生的壓力增值釋放掉，第二、為減小激振力 ，從根源上消除管道振動還需要注意為防止由于突然停泵引發(fā)的水擊，可適當(dāng)在蒸汽管道恰當(dāng)位置安裝緩閉單向閥，延長閥門全部關(guān)閉所需的時間 ， 或者在循環(huán)泵前、后的管路之間安裝止回閥的旁通管;第三、為減小激振力 ，從根源上消除管道振動還需要注意適當(dāng)加大蒸汽管道管徑，通過限制管中流速，來達到減小水錘強度的目的。第四、為減小激振力 ，從根源上消除管道振動還需要注意在蒸汽管管系上按規(guī)定安裝排氣閥，避免管道產(chǎn)生集氣。此外，很多事故是由于現(xiàn)場水泵或閥門操作不當(dāng)導(dǎo)致的的，所以，為將水擊發(fā)生的頻率和水擊所造成的損失降至最低，火電廠管理 、操作人員要建立并完善安全操作規(guī)程并堅決遵守和執(zhí)行，合理掌握管道閥門關(guān)閉時間，按照相關(guān)使用手冊規(guī)范操作，禁止突然關(guān)停管道開關(guān)。

3.變管道的支架形式

當(dāng)蒸汽管道發(fā)生振動時 ，采取改變管道支架形式的做法是處理蒸汽管震動有效方式。這一是已建成的熱力設(shè)備中出現(xiàn)管道正東常常使用的方式。譬如，在解決某火力電廠蒸汽管道振動問題，通過在熱力設(shè)備支座與管道之間墊上了一塊0.5厘米厚度的橡膠片，這種對已經(jīng)建成的熱力設(shè)備管道支架形式做了改變的方法 ，在管道結(jié)構(gòu)上起到很好補償作用，有效阻隔傳到管根部位的外來激振力 。由此可見，采用改變彈性支架的形式，減少了振動， 降低了蒸汽管道發(fā)出的“呲呲”音 ，收到了比較好的防震效果。

三、 結(jié)語

綜上所述，蒸汽管道系統(tǒng)的水擊現(xiàn)象是無法根除的，由此造成管道危震動也是不容小覷的，可能會引發(fā)的危險更不能忽視。所以，在蒸汽管道的設(shè)計中，需要著重考慮水激力，合理的設(shè)計蒸汽管道，并減小激振力 ，從根源上消除振動。

參考文獻：

[1]王路.電廠汽水管道振動原因分析及解決對策[J].黑龍江科學(xué)，2015，6（16）：39.

[2]邢景偉，趙星海，辛國華.電廠汽水管道振動原因分析及解決對策[J].能源研究與信息，2012，28（1）：18-23.

[3]王灝.電廠汽水管道系統(tǒng)振動的危害和原因以及對策分析[J].硅谷，2014，（6）：167-167，147.

[4]黃哲.核電廠汽動給水泵進出口管道振動原因分析及解決對策[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2015，（4）：56-58.

[5]陳海鑫，林磊，徐德城.工作變形分析方法在發(fā)電廠汽水管道振動治理中的應(yīng)用[J].浙江電力，2017，36（3）：42-45，61.