电厂汽水系统管道振动分析.doc

火电厂汽水系统管道振动分析 高皓 （大唐韩城第二发电有限责任公司 陕西省 韩城市 715400） 摘要：本文主要是根据某600MW机组出现的几起振动，对火电厂汽水系统管系振动从理论以及实际的处理进行了分析，以解决生产中出现的振动问题。 关键词：管系；振动；两相流；热力管道 Analysis of the Vibration of the Steam-Water System Piping of the Thermal Power Plant GAO Hao Abstract: This paper is based on several vibration appeared on a 600MW unit ,it’s analyzed the vibration of the steam-water system piping of the thermal power plant from theoretical and practical treatment, to solve the vibration problems that appear on production. Key words: piping;vibration; Two-phase flow; Thermal pipeline. 振动是火电厂汽水系统运行中的一种多发现象，管道振动的存在可能导致支吊架松动失效。振动产生的往复力可能是管道局部发生疲劳破坏，并对连接的设备产生附加推力，造成设备的损害，影响电厂安全运行。 我厂出现的几起振动 1号机启动过程中由于高旁管道有存水，导致投入高旁后管道振动大，振动造成6.9m平台地面瓷砖部分揭起。1号机小修启动后加至300MW，由于凝泵入口滤网差压高，CRT测点异常未及时发现，凝泵入口汽化，凝泵振动，导致凝结水管路振动，汽轮机后缸喷水管路由于长期未更换，弯头振动，机组非停。启动过程中投入高加，投入方式不当，造成高加疏水管道振动，导致部分管系支吊架移位、变形、断裂。二期机组中压缸启动，启动过程中投入高加由于二抽压力不足导致3号高加蒸汽逆流，疏水管道振动。能看出管道振动的原因很多，但如果能正确认识每种振动的原因就能用合理的方法避免。 振动的形成 振动形成的原因 火力发电厂汽水系统承担着重要的汽水循环任务。管道作为热力个系统设备之间的联络管路，是发电厂热力系统必不可少的重要组成部分。 管道内流动的介质性质不同对管道的作用力也不同。如果管内流体为不稳定，流体就有可能成为管道的振源；汽液两相流可能引起管道振动，汽液两相流当存在与外界的热交换时，流体吸热或散热，汽液比发生变化，在局部产生流体冲击尤其是存在向外散热的情况时，流体中的介质蒸汽可局部冷凝，其体积在瞬间产生很大的变化，附近液流高速移动占据这个空间，形成冲击引起振动。气液两相流形态复杂，各处不完全相同，形成多种流型，这样各处的密度不完全相等，在流体流动方向发生变化的地方会产生冲击力而引起振动。 汽液两相流 由两种态的物质组成的两相体系的流动问题就称为两相流，与管道振动关系密切的两相流主要是气态与液态的两相流，尤其是伴有相变的两相流，如处于饱和状态的两相流，像饱和蒸汽的输送管道、管式加热炉的炉管，管内的流体在一定条件下处于两相流状态。在这种状态下的流体存在热量传递的时候就会出现相变，受热液态部分流体汽化，散热则气态部分流体液化。这样，流体的体积发生突然的变化，流体的流动状态也受到扰动，均可能对管道振动起激发的作用。无相变两相流的各相在流动中均不发生相变，气相和液相在流体中所占的比例不变，但两相的分布情况并不都是均匀的。气、液两相在混合流体中占的比例不同，流动的速度不同，流体的热力学参数不同，会形成各种不同的相分界面的几何图形。介质的表面张力使其产生曲面的趋势，如空气中的液滴和液体中的气泡均呈曲面形状，空气中的液滴越小越接近球状，液滴越大变形越厉害。反之液体中的小气泡接近球形，大气泡的形状会改变。工程上为分析问题需要人为地将它们分成若干种型状，即常说的流型。这种分类不是很确切，因为界面图形结构不是固定不变的，事实上随时发生变化，而且在一个管道中的两相流在不同的位置、不同的时间所呈现的界面图形有可能超出某种流型的界限。 在水平管道内汽液两相流可分为以下几种，如图一。 图一 水平管道两相流流型 在垂直管道内汽液两相流可分为以下几种，如图二。 图二 垂直管道两相流流型 从上面的不难看出，液节流易引起管道振动，应尽量避开它。炉管不仅从动力角度考虑不要出现液节流，还要从传热方面考虑，炉管内气液两相流流型以雾状流最好，有些地方出现环状流或分散气泡流也可以。因为存在相变过程，两相流中汽、液比就发生变化。由于相同质量的物质，以液态或汽态存在所占有的空间有很大的区别，因而对体