摘 要：本文主要介紹了火力發(fā)電廠凝結(jié)水系統(tǒng)布置特點(diǎn)，討論分析了凝結(jié)水再循環(huán)管道振動(dòng)原因，提出減振措施減小管道振動(dòng)，以提高凝結(jié)水系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，確保機(jī)組安全高效運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水再循環(huán)管道 振動(dòng)原因 減振措施 管道振動(dòng)

中圖分類號(hào)：TK223.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（c）-0132-01

火力發(fā)電廠凝結(jié)水系統(tǒng)包括從熱井至除氧器之間的管道、閥門、支吊架及其零部件。具體系統(tǒng)包括：熱井至除氧器的主凝結(jié)水管道及其至熱井再循環(huán)管道；凝結(jié)水管至各用戶的雜項(xiàng)管道；儲(chǔ)水箱有關(guān)管道；由凝結(jié)水主管至凝結(jié)水儲(chǔ)水箱的凝結(jié)水熱井放水管道；由化學(xué)補(bǔ)充水至凝結(jié)水儲(chǔ)水箱的補(bǔ)水管道；儲(chǔ)水箱的溢放水管道等。

主要設(shè)備包括：凝汽器、凝結(jié)水泵、凝結(jié)水精處理裝置、軸封冷卻器、低壓加熱器、除氧器、凝結(jié)水儲(chǔ)水箱。

火力發(fā)電廠凝結(jié)水系統(tǒng)的主要功能是將凝結(jié)水從凝汽器熱井送到除氧器，為了保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行和提高循環(huán)熱效率，在輸送過程中對(duì)凝結(jié)水系統(tǒng)進(jìn)行控制、除鹽、加熱、除氧等一系列必要環(huán)節(jié)。

凝結(jié)水系統(tǒng)的設(shè)備及系統(tǒng)布置以某國(guó)產(chǎn)300 MW機(jī)組為例。該工程凝結(jié)水系統(tǒng)主要包括：凝汽器、兩臺(tái)100%容量筒袋形變頻調(diào)速凝結(jié)水泵、一臺(tái)軸封加熱器、四臺(tái)低壓加熱器、一臺(tái)除氧器、一臺(tái)凝結(jié)水貯水箱和一臺(tái)凝結(jié)水輸送水泵，凝結(jié)水精處理采用中壓系統(tǒng)。在凝結(jié)水泵出口至軸封加熱器之間，稱為凝結(jié)水雜用母管，母管接有其他設(shè)備用水的管道。軸封加熱器和低壓加熱器設(shè)有旁路系統(tǒng)，防止因加熱器內(nèi)部泄露而導(dǎo)致凝結(jié)水系統(tǒng)的中斷，從而迫使機(jī)組停運(yùn)。軸封冷卻器出口凝結(jié)水管道上設(shè)有最小流量再循環(huán)系統(tǒng)至凝汽器，最小流量再循環(huán)取凝泵和軸封冷卻器要求的最小流量較大者，以冷卻機(jī)組啟動(dòng)及低負(fù)荷時(shí)軸封漏汽和門桿漏汽，滿足凝結(jié)水泵低負(fù)荷運(yùn)行的要求，在機(jī)組正常運(yùn)行中，調(diào)整凝結(jié)水母管壓力。在5號(hào)低壓加熱器出口閥門前，引出一路管道，上裝啟動(dòng)放水門，作用是在機(jī)組啟動(dòng)初期，凝結(jié)水水質(zhì)不合格，不能輸送到除氧器，通過放水管道將不合格的凝結(jié)水排地溝。

凝結(jié)水貯水箱配凝結(jié)水輸送泵，僅在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)給系統(tǒng)充水及鍋爐充水。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，通過該泵旁路管道靠凝汽器負(fù)壓向凝汽器補(bǔ)水，通過軸封冷卻器出口凝結(jié)水管道上設(shè)置的水位控制閥將部分凝結(jié)水溢流至凝結(jié)水貯水箱，以保持熱井水位。在凝汽器補(bǔ)水管道上設(shè)有水位控制閥，用以調(diào)節(jié)熱井水位。

凝汽器為單背壓、雙流程、分隔水室、橫向布置。凝汽器接受主機(jī)排汽、小汽機(jī)排汽、本體疏水以外，還具有接受高、低加事故疏水及除氧器溢流水的能力。凝汽器喉部的設(shè)備及管道考慮了防止汽流沖刷措施，其喉部?jī)?nèi)設(shè)置有7號(hào)、8號(hào)兩個(gè)低加。

該工程凝結(jié)水系統(tǒng)中軸封加熱器以及5號(hào)、6號(hào)低壓加熱器均采用小旁路系統(tǒng)，小旁路系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是加熱器如果出現(xiàn)故障，可以單獨(dú)開通各自的旁路系統(tǒng)，不影響其他加熱器的正常運(yùn)行，同時(shí)保證除氧器入口凝結(jié)水溫度不至過低，從而提高熱經(jīng)濟(jì)性。由于7號(hào)、8號(hào)低加布置在凝汽器喉部，在7、8號(hào)低加設(shè)置了一個(gè)大旁路，大旁路系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單，閥門少，運(yùn)行維護(hù)方便，節(jié)省投資。

在電廠試運(yùn)期間，汽水管道振動(dòng)是常見的威脅，尤其對(duì)人身安全構(gòu)成極大的威脅。而在眾多汽水管道振動(dòng)中，凝結(jié)水最小流量再循環(huán)管道出現(xiàn)管道振動(dòng)的幾率最大，原因是凝汽器工作背壓低，汽蝕和閃蒸工況嚴(yán)重。另外，凝結(jié)水再循環(huán)管道的介質(zhì)流速較小，激振頻率較低，管道布置剛度不夠或支吊架設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致管道自振頻率較低時(shí)，管道產(chǎn)生的共振可能性較大[1]。

根據(jù)管道振動(dòng)的理論分析，管道與其支吊架以及與之相連接的各種設(shè)備或裝置構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，在有激振力作用的情況下，這個(gè)系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。來自系統(tǒng)自身的主要有與管道直接相連接的機(jī)械設(shè)備振動(dòng)和管內(nèi)流體不穩(wěn)定流動(dòng)引起的振動(dòng)，是管道振動(dòng)的主要誘因。管道振動(dòng)的主要原因有以下幾點(diǎn)。

（1）管道布置或支吊架設(shè)置不當(dāng)。

管道布置較長(zhǎng)，彎頭多，柔性較大，管道內(nèi)的水流容易在彎頭或者閥門變徑處產(chǎn)生激振力，引起管道低頻高幅振動(dòng)[2]。管道上設(shè)置的固定支架或者限位支架較少，使管道系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，不能有效制約管道振動(dòng)。彈簧支吊架或固定導(dǎo)向支架的位置不合適，導(dǎo)致管道受力不均勻，管線穩(wěn)定性較差。

（2）調(diào)節(jié)閥為高位布置，凝汽器接口為低位布置。此類布置不合理，凝汽器接口與調(diào)節(jié)閥的高差水柱使調(diào)節(jié)閥內(nèi)壓力更低，加劇汽蝕。

（3）調(diào)節(jié)閥后的管徑及管件選型不當(dāng)，消耗汽水沖擊的能力不強(qiáng)。

（4）流體發(fā)生汽化，汽水流動(dòng)失去穩(wěn)定性而造成的。

凝結(jié)水管道振動(dòng)會(huì)使管道產(chǎn)生較大的應(yīng)力，引起管道和支吊架材料的疲勞損傷，積累到一定程度會(huì)形成裂紋，特別是在彎頭、焊縫等性能較差并承受較高應(yīng)力的部位。這將直接影響整個(gè)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性，必須盡早解決管道的振動(dòng)問題。減振方法大概有以下幾點(diǎn)。

（1）合理設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)，應(yīng)盡量避免管道彎頭過多和異徑管道；合理設(shè)置支吊架，增加管道系統(tǒng)剛性。

（2）合理布置閥門站位置，減少汽蝕。

（3）機(jī)組低負(fù)荷小流量運(yùn)行時(shí)，打開凝結(jié)水泵再循環(huán)門，進(jìn)行分流調(diào)節(jié)。

（4）在管道的某些部位增加支撐，以約束管道由于振動(dòng)而引起的有害變位。但采取這種措施需對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，并充分考慮管道在各種狀態(tài)（如冷態(tài)、熱態(tài)）下的變位情況，避免不當(dāng)?shù)南拚翊胧?duì)管道產(chǎn)生附加危害[3]。

（5）凝結(jié)水最小流量再循環(huán)閥后加節(jié)流孔板。節(jié)流孔板應(yīng)靠凝汽器端布置，減小最小流量再循環(huán)閥前后壓差，破壞介質(zhì)汽化的條件，減小閥后介質(zhì)發(fā)生汽化的幾率。

此外，凝結(jié)水泵啟動(dòng)前，開啟低旁減溫水、疏水?dāng)U容器減溫水等凝結(jié)水各雜項(xiàng)用戶，盡可能降低再循環(huán)流量和凝結(jié)水系統(tǒng)壓力；在滿足凝結(jié)水系統(tǒng)工作壓力要求和凝結(jié)水泵保護(hù)的前提下，及時(shí)關(guān)閉再循環(huán)門；盡可能避免再循環(huán)調(diào)節(jié)閥和旁路閥同時(shí)開啟的情況，避免閥門組垂直方向流向的高頻振動(dòng)。

導(dǎo)致管道振動(dòng)的因素有很多，解決方案也不盡相同。本文針對(duì)凝結(jié)水再循環(huán)管路振動(dòng)的原因進(jìn)行深入分析，提出了合理布置管道、閥門及支吊架、正確使用再循環(huán)門、設(shè)置節(jié)流孔板等措施，確保機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]陸江云，楊春.凝結(jié)水再循環(huán)管道振動(dòng)問題分析與處理[J].廣西電力，2008（5）：24-25.

[2]楊金星，李江勇，唐璐.2號(hào)機(jī)組凝結(jié)水再循環(huán)管道振動(dòng)分析與治理[J].華北電力技術(shù)，2012（10）：52-54.

[3]王勝捷，王華.330MW機(jī)組凝結(jié)水管道振動(dòng)原因及減振措施[J].維修與改造，2005（7）：57-58.