火电厂汽水管道振动原因及消振措施分析.pdf

内蒙古电力技术
2015年第33卷第4期
INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER
doi:10.3969/issn.1008-6218.2015.04.003
火电厂浼水管道振勐原因及荫振措施分析
张艳飞,谢利明,张静
(内蒙古电力科学研究院,呼和浩特010020)
摘要:根据火电厂汽水管道布置和运行特点,分析了管道振动原因及消振措施。根据相
关规程,结合内蒙古某热电厂高压给水管道振动实例,利用 CAESARⅡ软件对管道静力进行
计算,并根据振动测试结果,分析确定高压给水管道振动是由于刚性支吊架安装错误,导致管
道刚性不足,在管道内部介质扰动下最终发生振动。经治理,消除了管道振动故障,保证了管
道安全稳定运行。
关键词:汽水管道;振动;消振措施;激振力;静力计算;支吊架
文献标志码:B
中图分类号:TK223.3
文章编号:1008-6218(2015)04-0023-04
Cause Analysis of Steam-water Pipes Vibration and Measures
to Eliminate Vibration in Thermal Power Plant
ZHANG Yanfei, XIE Liming, ZHANG Jing
Inner Mongolia Power Research Institute, Hohhot 010020, China
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Abstract: The causes of steam-water pipes and the measures to eliminate vibration
were analyzed according to the characteristics of steam-water piping layout and operation
in thermal power plant. Accordance with relevant regulations, combined with the case
high pressure water supply pipe vibration in some thermal power plant, pipeline static was
calculated by using CAESAR Il software. Combined with results of vibration testing, the
vibration reason was obtained. It was due to hanger installation error. resulting in insufficient
rigidity of the pipe. The pipeline got safe and stable operation after the improvement
Key words: steam-water pipes; vibration; measures of eliminating vibration; exciting
force; static calculation; support and hanger
0引言
行,危及操作人员的生命安全。本文从火电厂管
道布置、运行、约束等方面对管道的振动原因进行
火电厂给水管道、蒸汽管道、疏水管道等汽水分析,提出相应的消振措施,为消除汽水管道振动
管道主要用于连接锅炉和汽轮机及其附属设备,是故障提供参考
实现热能转换为机能的重要部件,对于机组的安
全稳定运行至关重要。在运行过程中,如果汽水管1火电厂汽水管道振动原因分析
道发生异常振动,将可能导致管道自身及与阀门
集箱、联络管道、高中压主汽门等部件的连接部位
根据管道振动理论分析,管道、支吊架、阀门以
疲劳损坏,甚至泄漏,严重影响机组的安全稳定运及与之相连接的各种设备构成了一个复杂的机械
[收稿日期]2015-03-05
作者简介]张艳飞(1981),男,内蒙古人,硕士,高级工程师,从事火电厂锅炉和压力容器的无损探伤、焊接、失效分析工作。
内蒙古电力技术
2015年第33卷第4期
结构系统,在存在激振力的情况下,该系统将产生当引起的管道瞬态振动,如快速关闭和打开阀门弓
振动。在火电厂中,汽水管道振动的激振力主要发的水锤、汽锤,通过调整运行方式、操作方式和次
来自介质流动产生的复杂作用力。管道对激振力序,可彻底解决上述振动问题
的响应程度受管道结构、安装布置.、管道支撑与约2.2激振力来源不明或激振力无法减小
束、实际运行工况和运行操作等因素影响
在不能够查明激振力来源或元法减小激振力
按照振动持绫时间划分,火电厂汽水管道振动的情况下,可以通过改变管道自身特性,即从结构
类型分为稳态振动和瞬态振动2种?。引发汽水管研究的角度来降低管道对激振力的响应程度
道稳态振动和瞬态振动的常见原因有:管道固有频
解决该类型管道振动的常见措施有:改变管道
率低、管道输送介质压力变化、管道两相介质紊流、的固有频率,从而避免共振现象的发生,降低管道
管道发生水击、机组运行方式安排不合理或运行人对激振力的响应程度,减小管道振动;安装吸振装
员操作不当引发管道振动、管道连接设备工作不正置,通过吸振装置的反作用力抵消部分振动能量,
常造成管道振动、地震载荷或风载荷引发管道瞬态减少了振动能量在管道上的分配,常用的吸振装置
振动。其中,支吊架设计、安装、调整问题是造成管有动力减振器、摆式吸振器等;安装阻振阻尼器,通
道固有频率低的最常见原因。
过消粍能量使响应程度降低;也可采用外加阻尼材
此外,为了保证管道具有良好的热胀补偿性料的方法来适当增加系统的阻尼,利用阻尼来消耗
能,火电厂汽水管道采用多吊架的柔性设计。该种振动的能量。
设计形式致使管道的一阶固有频率较低,抗振性能
图1为火电厂汽水管道常用的阻振装置。
下降。汽水管道支吊架设计不仅要满足强度条件
而且应满足一定的刚度条件。依据《DLT5054
1996火力发电厂汽水管道设计技术规定》?要求,管
道的一阶固有频率应大于3.5Hz,即单跨管道按简
m,小
支梁计算,其最大挠度值不应大于2.62mm。然而
在工程实际应用中,由于设计变更、施工安装、载荷
分配不合理以及长期运行损坏等原因,造成机组管
道的应力分布不合理,刚度不符合要求,导致管道
阶固有频率不符合相关规程要求,成为管道振动
图1火电厂汽水管道常用的阻振装置
的主要原因。
高压给水管道振动治理实例
消振揹施
内蒙古某热电厂2号炉为无锡华光锅炉股份有
经分析,主要应从抑制振源、改变管道自身特限公司生产的UC-480/13.7-M型超高压、自然循
性和安装吸振或减振装置3方面进行火电厂汽水管环、高温绝热旋风分离器、中间再热循环流化床燃
道振动治理。针对激振力的来源不同,消振措施如煤锅炉,于2008年5月投产发电。机组自投运以
来,2号炉高压给水管道电动调整门前水平段(编号
2.1激振力来源明确
为12号ー15号的支吊架之间管段)Z向长期存在目
在能够查明激振力来源的情况下,采取有效措视可见的低频振动。
施抑制或消除外界振源及管道自身激振力,可从根3.1管道振动原因排查
源上消除管道振