摘 要 汽水管道系統(tǒng)振動(dòng)在電廠汽水系統(tǒng)運(yùn)行中較為常見，其主要是汽水管道運(yùn)行中工質(zhì)的參數(shù)變化造成的。電廠汽水管道系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重振動(dòng)，可能會(huì)導(dǎo)致汽水管道局部出現(xiàn)疲勞損壞，從而影響電廠電力生產(chǎn)的安全運(yùn)行。為了對(duì)電廠汽水管道系統(tǒng)振動(dòng)相關(guān)信息有一個(gè)全面的了解，降低汽水管道系統(tǒng)振動(dòng)發(fā)生的頻率，文章對(duì)電廠汽水管道系統(tǒng)振動(dòng)的危害及其原因進(jìn)行了分析，并提出了切實(shí)可行的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞 電廠；汽水管道系統(tǒng)；振動(dòng)；危害；原因；對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）06-0167-01

電廠汽水系統(tǒng)是汽水循環(huán)的重要載體，而管道則是連接熱力系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備，是汽水熱力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分?；谄艿老到y(tǒng)的重要性，防止汽水管道系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，保障汽水管道運(yùn)行的安全性是電廠的重要任務(wù)。

1 電廠汽水管道振動(dòng)的危害與原因分析

1.1 電廠汽水管道振動(dòng)的危害

電廠電力生產(chǎn)中會(huì)用到大量的汽水管道，汽水管道的熱力系統(tǒng)較為復(fù)雜且管道內(nèi)部工質(zhì)參數(shù)時(shí)常變化，因此常造成汽水管道系統(tǒng)振動(dòng)現(xiàn)象，產(chǎn)生振的主要原因在于力的交替變化。當(dāng)汽水管道系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)后，那么與其連接的管道轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)行也會(huì)受到相應(yīng)的影響，可能會(huì)造成轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備損壞，影響電力生產(chǎn)。除此之外，汽水管道若長(zhǎng)期在應(yīng)力交變的狀況下運(yùn)行，那么不僅會(huì)縮短汽水管道的運(yùn)行壽命，同時(shí)也會(huì)給電力的安全生產(chǎn)結(jié)帶來極大的安全隱患，甚至有可能造成結(jié)機(jī)組出現(xiàn)非停事故。

1.2 電廠汽水管道出現(xiàn)振動(dòng)的原因

電力生產(chǎn)中需要用到諸多汽水管道，在汽水管道運(yùn)行過程中出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象屢見不鮮，并且造成汽車管道振動(dòng)的原因具有一定的復(fù)雜性，可能是由于汽車管道系統(tǒng)設(shè)備的外部動(dòng)力，也有可能是汽水管道輸送介質(zhì)流動(dòng)所產(chǎn)生的作用力引起的。汽水管道系統(tǒng)易受系統(tǒng)設(shè)計(jì)取值、系統(tǒng)安裝布置以及汽水管道系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況等多種因素的影響。一般情況下，電廠汽水管道出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象主要是由三方面原因造成的，以下是對(duì)電廠汽水管道出現(xiàn)振動(dòng)的具體原因分析。

1）轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的不平衡轉(zhuǎn)動(dòng)。與汽水管道相連接的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中若出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，那么極有可能會(huì)引起汽水管道發(fā)生振動(dòng)。另外，如電力生產(chǎn)中的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)不合理，那么轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備的不平衡振動(dòng)將通過電力生產(chǎn)中的基礎(chǔ)設(shè)施及其他設(shè)施傳遞給汽水管道，從而導(dǎo)致汽水管道振動(dòng)。

2）汽水管道內(nèi)部流體流動(dòng)問題。汽水管道系統(tǒng)的不合理狀況有很多，例如彎頭過多、系統(tǒng)運(yùn)行方向的頻繁改動(dòng)、管件對(duì)流體的相對(duì)作用等等，這些情況會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)流場(chǎng)發(fā)生改變，從而造成汽水管道的振動(dòng)。流體在汽水管道流動(dòng)過程中如果流速過大，并超過了管道系統(tǒng)中某一允許流速時(shí)也有可能造成汽水管道振動(dòng)的情況。

3）汽水管道流體的脈動(dòng)壓力。汽水管道內(nèi)部的流體輸送運(yùn)行是依靠泵加壓實(shí)現(xiàn)工作運(yùn)行的，它是一種周期性加壓方式，每個(gè)周期所施加的壓力有所不同，在此過程中可能出現(xiàn)汽水管道實(shí)際壓力值大于或者小于平均壓力值，從而形成脈動(dòng)壓力，該壓力主要作用于汽水管道系統(tǒng)，在脈動(dòng)壓力的作用下易形成汽水管道系統(tǒng)振動(dòng)。

4）水錘引發(fā)的管道振動(dòng)。在電廠汽水管道系統(tǒng)中，泵閥出現(xiàn)故障或者機(jī)組需要調(diào)節(jié)都需要開啟與關(guān)閉閥門，汽水管道內(nèi)部的水流速度若在閥門位置突然出現(xiàn)變化，那么會(huì)導(dǎo)致汽水管道內(nèi)部的水壓形成膨脹波以及壓縮波，該波將會(huì)在汽水管道內(nèi)進(jìn)行周期性衰減，直到壓力穩(wěn)定，這種情況就稱之為水錘。當(dāng)汽水管道系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生水錘現(xiàn)象時(shí)，管道內(nèi)部的壓力會(huì)發(fā)生很大變化，甚至可能會(huì)導(dǎo)致管道出現(xiàn)晃動(dòng)，若水錘波動(dòng)頻率與汽水管道某一階段的運(yùn)行頻率接近或者出現(xiàn)重疊情況時(shí)會(huì)造成兩者共振的情況。

2 有效防止電廠汽水管道系統(tǒng)振動(dòng)的對(duì)策研究

1）合理調(diào)整工質(zhì)參數(shù)。工質(zhì)參數(shù)主要指的是汽水管道內(nèi)部壓力值、溫度以及工質(zhì)流速。首先管內(nèi)壓力對(duì)汽水管道系統(tǒng)的固有頻率沒有直接性影響，但是管內(nèi)壓力增加會(huì)加強(qiáng)汽水管道振動(dòng)，若管道因振動(dòng)而遭到破壞，那么壓力增大會(huì)使汽水管道破壞加劇。其次，在汽水管道運(yùn)行中，工質(zhì)溫度越高，汽水管道內(nèi)熱態(tài)膨脹則會(huì)更嚴(yán)重，相應(yīng)的其所產(chǎn)生的熱應(yīng)力也會(huì)隨之加大，這對(duì)管道運(yùn)行的安全性十分不利。再者，工質(zhì)流速加快，則表示泵對(duì)流體所施加的壓力也加大，尤其產(chǎn)生的脈動(dòng)也會(huì)愈加強(qiáng)烈，工質(zhì)流速越大，對(duì)減小管道振動(dòng)越不利。由此可見工質(zhì)參數(shù)在汽水管道運(yùn)行中的重要性。在汽水管道運(yùn)行中要保證管道運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，減少管道振動(dòng)發(fā)生的頻率，需要結(jié)合管道運(yùn)行實(shí)際情況合理調(diào)整工質(zhì)參數(shù)，從而將管道振動(dòng)降低或者控制在合理范圍內(nèi)。

2）調(diào)整汽水管道結(jié)構(gòu)的固有頻率。當(dāng)汽水管道流體速度增加、管道徑長(zhǎng)比變小或者管壁變薄時(shí)都會(huì)導(dǎo)致汽水管道固有頻率相應(yīng)變小，而管道固有頻率變小，那么汽水管道的抗振性能也會(huì)有所減弱，它們之間有著密切聯(lián)系，是一種互為連帶的關(guān)系。在汽水管道運(yùn)行中要從根本上避免管道振動(dòng)情況，需要對(duì)汽水管道結(jié)構(gòu)的固有頻率進(jìn)行合理化調(diào)整，將其控制在規(guī)定范圍內(nèi)，使汽水管道的抗振性能得到充分發(fā)揮。

3）合理削減流體脈動(dòng)對(duì)汽水管道的激振力。對(duì)于汽水管道而言，彎頭使用過多也會(huì)引發(fā)管道振動(dòng)，因此在電廠汽水管道設(shè)計(jì)過程中應(yīng)在滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求以及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝要求的基礎(chǔ)上盡量保證汽水管道的走向平直，減少?gòu)濐^的使用數(shù)量。另外在彎頭選型時(shí)，應(yīng)盡量選擇一些轉(zhuǎn)彎弧度相對(duì)較小的彎頭。與此同時(shí)還要合理削減流體脈動(dòng)對(duì)管道的激振力，將振動(dòng)損害降到最低。

4）改變汽水管道的支承剛度。從相關(guān)理論角度上來講，汽水管道的支承剛度越大，則對(duì)降低汽水管道越有利，所以在汽水管道設(shè)計(jì)過程中應(yīng)以機(jī)組容量為依據(jù)合理確定汽水管道輸送介質(zhì)的流量及壓力，以此來確定汽水管道的直徑與材料，同時(shí)還要根據(jù)管道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定汽水管道在電力生產(chǎn)中的布局，確定其布局后需要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況科學(xué)調(diào)整汽水管道的支承剛度，使汽水管道的振動(dòng)現(xiàn)象得以控制。

3 總結(jié)

綜上所述，汽水管道發(fā)生振動(dòng)與管道內(nèi)部的工質(zhì)流速、工質(zhì)參數(shù)、管道結(jié)構(gòu)的固有頻率以及管道的支承剛度等因素有著密切聯(lián)系，在汽車管道運(yùn)行過程中要實(shí)時(shí)掌握管道的運(yùn)行狀況，對(duì)于不符合相關(guān)規(guī)范要求的因素應(yīng)及時(shí)做出調(diào)整，消除汽水管道運(yùn)行中的不安全因素，從而使汽水管道的振動(dòng)現(xiàn)象得到合理控制。

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作者簡(jiǎn)介

王灝（1985-），男，遼寧錦州北鎮(zhèn)市人，本科，研究方向：電廠管道閥門。endprint