汽机管道振动防范措施综述

汽机管道振动防范措施综述

石纵横

(内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司内蒙古029200)

摘要:管道系统振动的成因十分复杂，主要的诱因可能是系统中设备的外部动力，也可能是管道输送的介质流动产生的复杂作用力。系统对这些激励的影响程度，受到系统的设计取值、安装布置及实际运行工况等多方面影响。一旦管道发生振动现象没有进行及时的处理解决，那么后期汽机系统运行可能会出现较为严重的安全隐患及故障。因此汽机管道的日常维护工作就显得尤为重要，本文主要就汽机管道振动防范措施进行探讨分析，并提出一些个人观点，以供参考。

关键词：汽机管道振动；防范措施；维护管理；

前言：由于管道长期处于应力交变的工况下运行，大大缩短了管道的运行寿命，给安全生产带来极大隐患，严重时甚至可造成机组的非停事故。汽机管道系统的复杂性使得其在异常工况下常常出现管道振动现象，影响设备运行安全。针对该问题，相关人员应从管道振动的原因入手，制定相应的防范措施，并严格执行，以确保设备安全。

1汽机管道振动原因分析

1.1管道内部流体流动以及脉冲压力

（1）管道系统布置如果弯头过多、频繁改变走向、以及、阀门、孔板对流体的作用，使介质流场突然改变，在阀门开关的时候，阀门处的工质流动状态变化是最猛烈的，特别是在快速开关阀门的时候。这种剧烈变化的流动状态，会导致管道振动；

（2）当流体在管道中流动时，若流速过大并超过某一允许流速时，也可能引起管道振动。

（3）在管道的设计规定中，一般都会根据管道输送的流体种类、应用场合、管道种类等因素限制管道内流体的允许流速；

（4）液体基本上是不可压缩的，而气体有很强的可压缩性，因此在管道内出现两相流动的时候，因其气体的压缩升压以及释压膨胀的运动，管道内两相流及“水锤”引发管道系统振动。

（5）管道流体的脉动压力。管道内的流体输送主要通过泵加压进行的，有可能引起管道内实际的压力在平均压力的上下波动，形成脉动压力。如果系统约束不够牢固或减振性能不好，系统的振动会逐渐加剧。

1.2管道设计不合理，引发激振现象

如果管道中的介质流向发生多次改变，在很短的距离内发生多次急转弯，在弯头处释放出大量的能量，产生附加作用力，就会进一步放大了流体的激振作用，引起管道振动。另外如果管道支吊架设计不合理，无限位导向减振结构不利于迅速及时地吸收振动所释放出的能量，而是沿管道传递造成振动的进一步放大。最后由于电厂水汽系统采用空冷，其给水系统中可能存在有未凝结的水蒸汽，或存在二次汽化现象，使得给水管道系统中为汽液两相流，从而引起整个给水管道多处振动。

1.3疏水管道发生振动

管道支架松动、断裂，起不到固定和悬吊的作用。固定支架与管道有效接触，弹簧吊架处于正常工作中间位置。另外管道太长、支吊数量不足或布置位置不合理。应增加支吊数量和对其位置重新布局。从这个角度检查，我们仔细勘察了支吊架的布置，然而支吊架的布置也没有明显不合理。另外由于高加至除氧器疏水本身是汽液两相流，管内的积水不会受其影响，可以排除这方面的因素。各管道自然补偿弯管处的疏水点位置布置不当或数量不足。高加泄漏，会引起疏水量的异常和水位异常。最后暖管不充分使管道内部温差较大，产生过大热应力而引起管道振动。从设计上对高加至除氧器疏水管未作具体的温升要求，由于高加至除氧器疏水管从0米到除氧平台线路长，弯头多，又有弹簧吊架的支撑，向上和水平热膨胀的空间很大，不需要考虑向除氧器疏水的暖管因素的影响，即便是有影响，也只能是暂时的，正常运行以后便会消失。最后管道本身结构上不合理，管件繁琐，使工质流动性受到过多干扰，流体内部产生大量剧烈扰动，通过管道的振动表现出来。

2汽机管道振动防范措施

2.1优化管理布置和阀门的角度降低振动

管道弯头设置较多，流体流动时，总是受到摩擦力的阻滞，也就是所说的沿程阻力；同时，流体与局部装置之间发生碰撞、产生漩涡，使流体流动受到阻碍，就是局部阻力，这种阻碍多产生在急变流动区域。可以通过改变管道布置和适当优化阀门等管件的方法来消除管道内流体对管道的激扰作用。采用提高管道系统的刚度来改变固有频率从而达到消除振动的目的：在优化运行和改变管件设计无法实现的情况下，可通过提高管道系统的刚度降低管道振动，这也是目前国内处理管道振动最常用的方法。同样，这种方法也可用于给水管道及疏水管道等其他类型管道振动治理。

2.2管道粘滞阻尼器解决管道振动

欲降低管路的振动，关键是耗散掉其振动的能量。管道粘滞阻尼器正是利用阻尼器腔内的粘滞性高分子液体作为介质，通过导向杆与管道连接，将管道振动产生的动能迅速传递至高粘性液体，并转化为热能释放，保证能量不会传到往复压缩机或者其他管道上，实现降低振动的目的，同时对往复压缩机没有任何副作用。根据其独特性能，再结合现场设备实际情况可以很方便的找出消振措施，并加以实施。

2.3管道振动治理

通过对各类管道振动原因分析得知，要解决管道振动问题需要研究两个振动系统，一个是管道结构系统，即从结构研究的角度来确定结构对流体激发的响应；另一个是流体系统，即从流体研究的角度来确定流动的规律和它对结构的激发作用。管道的减振可以通过两个途径加以解决。首先控制管流的压力脉动，使其不产生谐振，接着调整管系结构的固有频率，使其不产生机械振动。一般的汽水管道振动主要是由介质不稳定流动对管道内壁产生激扰而引起的振动。进行治理时应从优化运行角度降低振动，例如对于疏水管道可以从运行方式上作些试验，控制好加热器水位压力，避免无水位运行，反复调整高加水位、疏水量，在不同疏水量的情况下多次对比管道振动变化。

2.4其他防范措施

（1）在管道容易出现汽化的部位，应该及时的进行排空，来有效地防止发生振动的情况。在启停或机组跳闸情况下，凝结水量大幅下降，就要考虑上述因素，及时对除氧器入口凝结水管进行排空；

（2）在给水泵跳闸后，也要考虑上述因素，及时对给水泵入口管路进行多次排空；

（3）启动时，高加要随机组投运。不能只看抽汽门指示灯由绿变红，还要注意观察抽汽门后温度、高加疏水管温度及高加水位，尽可能使高加抽汽门全开，高加正常疏水门自动投入，使高加正常疏水，以便于高加水位及早建立在冲转和并网过程中，即使有大量蒸汽进入高加，也不会出现疏水管两相流情况，从而避免疏水管道振动，同时也可避免高加疏水管被冲刷影响设备寿命。

（4）防止产生激振力，减少管道上的弯头、异径管、阀门、附件等,以减少激发影响力。采取措施,降低压力不均匀度。

（5）选用孔板时,尺寸一定要合理,主要考虑两项，开口比:d/D=0.43~0.50、厚度:H=3~5mm｡蒸汽管道投运前，一定要检查相关疏水阀门，有疏水器的，要检查疏水器前后手动门是否开启，确保疏水畅通。

结束语：

综上所述，对于管道振动可通过有效振动综合治理将管系的振动幅度和频率控制在安全范围之内，确保管道在启停和运行过程中，无因管路振动或受力不均而影响管道正常运行等现象的发生，保证管道和机组安全可靠运行。相关人员在进行治理防范时，一定要了解到实际的振动情况，并利用良好的技术方法及时的进行解决处理，从而更好的维护汽机长稳运行安全。

参考文献：

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