电厂汽水管道振动原因分析及解决对策
火电厂汽水管道振动的成因及治理
火电厂汽水管道振动的成因及治理作者：贾勇来源：《硅谷》2012年第16期1 汽水管道系统振动的危害汽水管道系统振动在火电厂日常生产运行中是一种多发现象，振动的产生是由于力的交替变化。
同时连接于管道的转动机械也将受此影响，产生不正常的振动，造成转动机械的伤害。
另外，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。
2 汽水管道系统振动的成因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。
系统中设备的型式、管道的尺寸与走向的布置情况、管道系统支撑与约束的状况、实际运行状态与设计状态的偏差等，都可能是构成管道系统振动的原因。
通常情况下分析管道系统振动的原因，主要从以下三个方面分析：1）机械系统的动力平衡性。
与管道系统相连的转动设备（比如汽轮机组、水泵等）的转动不平衡，将引起设备本身的振动，如果基础设施设计不当，转机的振动将通过基础或其他设施传递给管道，牵连管道振动[1]。
2）管道内部流体流动状况。
管道系统布置的不合理情况（比如弯头过多、频繁改变走向）以及管件（比如阀门、孔板）对流体的作用，使介质流场突然改变，会导致管道振动；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。
所以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；管道内两相流及“水锤”也是管道系统振动的主要原因之一。
3）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，这种加压方式是周期性的。
因此，有可能引起管道内实际的压力在平均压力的上下波动，即形成了所谓的“脉动压力”[2]。
这种“脉动压力”作用于管道系统，会引起管道系统的振动，如果系统的约束不够牢固或减振性能不好，系统的振动会逐渐加剧。
电厂汽水管道震动原因分析及解决对策
电厂汽水管道震动原因分析及解决对策摘要：在电厂汽水系统运行中汽水管道系统振动问题较为常见，导致这个问题的主要原因就是在运行中汽水管道的工质参数变化，实际中电厂里分布很多电厂管道，因此发生震动的频率是很高的，如果汽水管道系统震动严重，则汽水管道局部会出现疲劳受损，这对于电厂的电力生产安全运行具有很严重的威胁。
因此需要对电厂汽水管道的震动原因进行全面分析，并且提出有效的解决对策。
关键词：电厂汽水管道；震动，对策管道震动在电厂汽水管道运行系统中是比较常见的的一种现象，由于管道震动的概率比较大，因此汽水管道震动会对管道系统造成很大程度的破坏，如果情况严重会对系统局部的部件造成损害，导致系统整体运行障碍。
另一方面，长期的管道震动，汽水管道部分也会出现局部老化，反应迟钝等不良现象。
电厂汽水管道系统是汽水循环的重要载体，管道与热力系统的各个设备都有联系，是汽水热力系统中的重要组成部分。
因此找出管道系统发生震动的原因，并且及时采取措施有效解决是关键。
1汽水管道震动原因1.1汽水管道内部流体流动问题汽水管道内部存在着多种气体，如果这些气体不能够及时排出，气体的存在就会导致管道内部有效流通面积降低，因此气体的积压就会导致液体正常流动受到阻碍，此外气体的大量积压就会对管道产生撞击，这时候就会造成管道出现不同程度的爆破，管道因此而剧烈震动。
除此之外管道系统内部设计不合理状况也会造成震动，有时候由于管道内部设计弯头过多、以及管道与内部流体之间的相互作用等，就会使介质流场发生介质改变，汽水管道因此而震动。
此外，如果管道内部流体在某一阶段流动的速度超过限定的速度，也会导致管道震动。
1.2机械系统稳定性问题管道发生振动很有可能是由于其自身的机械系统稳定性导致的，一般而言管道系统在设计与实际规划之间回存在一定的误差，尽管误差在合理范围内是允许的，并且也不可能避免，但是误差的存在就会导致管道系统在连接设备间的转动时出现不平衡以及结构不稳定等因素，因此误差的存在导致系统内部不能够做到严丝合缝，成为管道系统在工作时发生振动的重要原因。
电厂汽水管道系统振动的危害和原因以及对策分析
电厂汽水管道系统振动的危害和原因以及对策分析摘要：电厂汽水管道系统发生振动故障容易引发多种故障，增加电厂系统运行的风险，本文分析管道振动的危害和引起振动的原因，针对性地提出解决措施。
关键词：电厂汽水管道；振动；危害；原因；对策1引言随着我国经济的发展，人们对电力需求越来越多，要求也越来越高，而且近年来电力技术发展迅速，发电机组的容量和参数有了大幅度的提升，越来越多的新技术和新设备原因在电厂系统中，使得电厂系统的设备种类和构造越来越复杂，导致其发生汽水管道振动的原因也更加复杂，管道振动是电厂汽水系统中的常见问题，容易引起支吊架失效，并可加速管道的磨损，造成管道及设备穗槐，影响系统的运行安全，所以需要研究汽水管道系统振动的危害及原因，并寻找解决的措施。
2电厂汽水管道振动的危害在电厂的发电机组系统中存在着大量的汽水管道，其中的介质多为蒸汽和水，且介质的压力和温度随时变化，系统对管道的密封和承载能力有着较高的要求。
而在系统的运行过程中，由于管道外界环境或者内部介质等原因，容易引起管道的振动，导致管道内的应力发生变化，而连接管道的转动机械部件也会受到振动的影响，加快磨损或者造成机械设备的损坏，从而影响整个电力系统的正常运行。
不仅如此，由于汽水管道长期处于振动状态，其管道内部的应力处于交变的状况，容易减少管道的使用寿命，也会增加电力系统运行的安全风险，严重时会导致电力系统的停机事故。
3电厂汽水管道振动的原因分析3.1管道振动的微分方程汽水管道的振动通常是由于与之连接的支吊架失效或者部分失效而造成的，当管道振动时，其在管道节点的稳定平衡位置附近作微幅振动，其振动微分方程可用拉格朗日方程来进行推导，一个由N个质点组成的管道系统，其运动方程则可以用矩阵形式来表示见公式3.1：（3.1）其中M、C、K分别为质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵；F为激振力[1]。
3.2管道振动的影响因素由于汽水管道系统的运行与支吊架系统以及系统中的动力泵、阀门、法兰等组件有关系，其组成一个复杂的机械结构系统，根据管道振动的微分方程可知，管道系统在外界的或者内部的激振力的作用下会发生振动，且激振力与结构系统和流体系统这两个系统有关系。
汽机管道振动防范分析
汽机管道振动防范分析汽机管道振动是指在汽机工作过程中，由于流体压力和流速的变化，导致管道产生振动的现象。
这种振动不仅会造成设备的破坏，还会影响汽机的正常运行。
对汽机管道振动进行防范分析非常重要。
要进行汽机管道振动的原因分析。
导致汽机管道振动的原因主要有以下几个方面：1. 流体压力脉动：在汽机运行过程中，由于流体压力的波动，会产生压力脉动，从而导致管道振动。
2. 流体流速脉动：由于汽机负荷变化或流体管道系统的结构设计不当等原因，使流体流速产生脉动，进而引起管道振动。
3. 设备共振：由于管道系统与汽机的结构共振，当共振频率达到或接近流体激励频率时，会引发管道振动。
4. 管道结构松弛或磨损：管道系统长期使用后，可能会出现结构松弛或磨损，导致管道振动。
在对汽机管道振动进行防范时，可以采取以下措施：1. 设计合理的管道支撑系统：合理的管道支撑系统能够增强管道的刚度和稳定性，减小管道振动。
2. 定期检查和维护管道结构：定期检查管道结构的松弛或磨损情况，及时进行维护和修复，确保管道的正常运行。
3. 优化流体系统设计：优化流体系统的设计，减小流体压力和流速的波动，减小管道振动的可能性。
4. 安装振动吸收器：在管道系统中安装振动吸收器，能够吸收流体压力和流速的波动，减小管道振动的程度。
5. 加强管道系统的监测和控制：通过安装振动监测仪器，对管道振动进行实时监测，并加强管道系统的控制，减小振动的发生。
汽机管道振动的防范分析对于确保汽机的正常运行、延长设备寿命具有重要意义。
通过对振动原因的分析和采取相应的防范措施，可以减小管道振动对设备和系统的影响，保证汽机的安全运行。
浅谈电厂汽水管道振动原因及解决对策
理论与方法218 2015年24期浅谈电厂汽水管道振动原因及解决对策刘铁城河北衡丰发电有限公司，河北衡水 053000摘要：电厂汽水管道振动是电力生产过程的一种异常现象，会使汽水管道发生不同程度的损坏，有时后果会较为严重，对电厂安全生产造成不良影响。
本文从工作实际出发阐述了汽水管道产生振动的主要原因，并研究和探讨了振动的解决对策，降低管汽水道振动以保证管道安全运行。
关键词：电厂；汽水管道；振动原因；解决对策中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)24-0218-01电厂汽水管道连接着热力系统中的设备，在电厂中发挥着重要的作用。
汽水管道振动是电力安全生产的隐患，还可能对人身安全构成威胁，因此要重视汽水管道振动问题。
1 电厂汽水管道振动的危害火力发电厂热力设备通过汽水管道连接组成热力系统。
汽水管道产生振动后，管道在交变应力的状态下工作，不仅会降低管道本身使用寿命，与之相连的热力设备也会受到影响，严重的会损坏相关的热力设备。
振动可能导致管路泄漏或断裂，造成机组非停和人身安全事故。
2 电厂汽水管道振动原因分析汽水管道发生振动，是多种因素作用的结果，原因是多方面的。
在众多的因素之中有三方面原因最容易引起汽水管道振动，下面我就对汽水管道振动的原因进行归纳分类，以便找到相对应的解决对策。
2.1 热力设备的振动因素与汽水管道相连接的热力设备，如水泵、汽轮机、换热器等，如果这些设备在运行的时候发生振动，就特别容易导致与其相连的汽水管道产生振动。
热力设备振动包括转动设备不平衡振动，水泵的汽蚀振动，换热器设计不良造成的振动等。
如热力设备与汽水管道之间没有可靠的隔振措施，就会将振动传递给汽水管道，造成管道振动。
2.2 汽水管道介质流动因素汽水管道系统布置存在问题，比如系统中弯头、阀门、孔板布置不合理，使介质流场产生改变，这就有可能使管道发生某种形式的振动，如蒸汽在一定流速下通过连续的弯头、孔板时，有可能形成涡流，涡流在管壁上产生周期性扰动力，当涡流释放的扰动力周期与管道的自振频率一致时，就会激起共振。
火电厂汽水管道的振动原因及抑制措施分析
火电厂汽水管道的振动原因及抑制措施分析摘要：火电厂给水管道、蒸汽管道、疏水管道等汽水管道主要用于连接锅炉和汽轮机及其附属设备，是实现热能转换为机械能的重要部件，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疲劳损坏，甚至泄漏，严重影响机组的安全稳定运行，危及操作人员的生命安全。
本文分别就汽水管道振动的原理、振动的测试和分析以及振动的抑制措施进行了分析和探讨。
关键词：火电厂；汽水管道；振动原因；抑制措施一、汽水管道振动的原理火电厂汽水管道的振动机理往往非常复杂，其原因主要有内部因素和外部因素两方面，内因主要是管道内部介质在运动过程中由于复杂作用力产生的机械振动，外部原因主要是系统设备的动力装置在运行过程中产生的机械振动。
同时，管道系统的振动受系统内振动源、系统设计参数、设备安装情况以及实际运行状态等多方面因素共同影响。
整个系统中的设备类型、管道的外形尺寸和安装走向情况、管道的外部支撑状况、实际运行情况和设计方案的误差等，都是影响管道系统振动的重要原因。
在进行管道系统振动分析时，往往从以下三方面入手：1、机械设备的动力平衡特性。
和汽水管道相连的动力设备如泵类、汽轮机组等的运行，会引起设备自身的振动，一旦动力设备安装和设计不当，则很容易将设备的振动通过基础或连接件传递到管道系统，引起管道振动。
2、管道系统内部介质的运动状况。
若管道系统的设计不合理，如频繁变换走向导致弯头过多，以及阀门、孔板等管件对介质的作用，瞬间改变介质的流动方向，在介质冲力的作用下引起管道振动；当介质在管道中运动时，一旦流速超过某一限定值时，也会造成管道的振动。
因此管道设计中都会有相关规定，根据管道中介质的种类特性、实际应用情况、管道类型等因素，限制管道内介质的最大流动速度；另外管道中的两相流以及“水锤”也是造成管道振动的重要原因。
3、管道介质的脉动压力。
汽水管道振动的原因分析及解决方法研究
汽水管道振动的原因分析及解决方法研究摘要：汽水管道在运行过程中会出现管道振动的情况，然而这种管道振动对于整个系统是不利的。
本文主要针对汽水管道振动产生的原因进行分析探究，同时针对振动的原因提出了相关的解决措施。
关键词：汽水管道、管道振动、原因分析、解决方法一、前言振动是汽水管道系统运行中的一种常见现象，管道的剧烈振动可能导致管道系统及相关附件产生损坏及功能失效，管线长期受到振动影响会产生局部的集中应力。
长时间的大幅度振动可能造成管道局部发生疲劳破坏，并对连接的设备产生附加推力，而造成管道连接设备的损害甚至严重的会影响整个系统安全运行。
二、汽水管道中常见的振动1、介质汽化导致管路振动以水为介质，当水泵入口温度高于入口压力下的饱和温度时,以及出口流量小于泵的最低流量时,介质水即要产生汽化。
泵汽化时泵出口压力、流量下降或晃动，泵体及管道发生噪声和异常振动泵电机电流下降晃动。
当泵发生汽化时，应立即停运故障泵启动备用泵。
并做以下检查:（1）检查泵在低负荷运行时在循环管路是否畅通，其给水流量是否大于泵的最小流量，避免介质在泵内长期磨擦发生汽化。
（2）检查给泵入口的进口温度、压力是否符合设计要求，滤网是否堵塞,避免由于进口压力过低造成汽化。
（3）检查泵吸入口高度是否符合设计要求，是否满足泵所要求的必须汽蚀余量高度要求。
2、汽液两项流引起的管道振动在运行时管道内存在着大量气体，如不能及时排出，则降低管道有效流通面积，阻碍液体的正常流动，在气体发生爆破时对管道产生汽蚀冲击，引起管道振动。
当压力管道的阀门突然关闭或开启时,当水泵突然停止或启动时,因瞬时流速发生急剧变化引起液体动量迅速改变,而使压力显著变化，还会发生水击现象。
3、支吊架设计不良支吊架设计安装不良主要表现在其布局不合理，管系受力不均匀，弹性支吊的弹簧未调整好,固定支架布置不合理。
[[1] 谷敬泽：《汽水管道支吊架问题分析及调整措施》，《河北电力技术》，2006年04期][1]在机组运行期间或大、小修要对支吊架进行全面检查,防止因为支吊架设计、布置或本身的缺陷，造成管系小振动演变成大振动。
蒸汽管线晃动的原因
蒸汽管线晃动的原因有多种，主要包括：
管道内流体流速过快，流体边界产生紊流引起振动。
蒸汽管线中凝结水排出不畅，汽水混合流动产生水锤。
管道上设置的固定支架偏少，从而导致管道的固有频率偏低，容易与蒸汽的激振形成共振。
管道弯头布置密集，蒸汽流动对管道的冲刷复杂多变，管道各方向受力不均衡。
管道支架不稳定：管道支架的稳定性不足会导致管道晃动。
管道支架的设计和制造质量非常重要。
管道布局不合理：管道的布局不合理可能会导致管道在使用过程中受到过大的压力，从而导致晃动。
管道连接不紧密：管道连接不紧密也是导致晃动的原因之一。
管道连接一定要紧密，确保蒸汽不泄漏。
管道本身设计问题：管道本身设计不够结实，可能会随着蒸汽的流动而发生晃动。
解决蒸汽管线晃动的方法包括：增强管道支架的稳定性、优化管道布局、加强管道连接等。
此外，确保蒸汽管线的合理布局和设计也是预防管线晃动的重要措施。
电厂汽水管道振动原因分析及解决对策
电厂汽水管道振动原因分析及解决对策摘要：在电厂蒸汽系统汽水管道系统的振动是更常见的，这主要是由于在蒸汽管中的工作流体的参数的变化而引起的。
发生在发电厂，这可能会导致蒸汽管的局部疲劳损伤，从而影响发电厂的电力生产的安全运行的蒸汽管道系统的严重的振动。
为了得到一个电厂的蒸汽管道系统的振动相关信息，需要全面了解和减少汽水管道系统的振动频率，本文主要以分析电厂汽水管道振动原因分析及解决对策为主要论点，并对此提出切实可行的解决方案。
关键词：电厂汽水管道；振动；原因；解决对策近年来，随着现代社会科学技术的不断发展，中国的电力行业一直在不断进步。
汽水的配管是在发电厂中特别常见。
振动是最常见的现象。
由于产生的剧烈震动，在管道结果的系统中，汽水管道系统在电厂中起重要作用。
因此，如何防止其频繁的振动，保证了汽水管道的正常运行是电厂的首要任务，以提高安全性。
1 电厂汽水管道振动原因由于管道内工作液参数的变化以及热力系统放大率的增加，如高压供水管道，主蒸汽管道，旁通管道系统等，导致管道部门产生张力，基于管理振动理论对电厂管道、支吊架及各类泵阀等管路、设备进行分析，发现其属于一个整体机械结构系统，且较为复杂。
当系统遇到激振力影响后，便会产生振动，所以针对管道振动进行研究时，需同时针对流体、管道结构两个系统进行考虑。
从系统本身来看，存在振动，例如直接连接到管道等的泵，管道中的流体动量的突然变化，流体对安全阀的不稳定流动和管道中的流体的振动。
系统外部有地震荷载，风荷载等。
伤害程度取决于激振力的大小和管道自身的抗振性能。
此中前者是引发管道振动的主要原由，振动对电厂管道而言是一种呈周期性的往返活动。
在一般情况下，电厂汽水管道发生振动现象主要由一下几方面原因造成。
1.1管内流体脉动管道中流体的压力和速度出现在平均值中，即流体的脉动。
当泵对工作流体加压时，在动力装置管道中流动的流体由泵供给动力，并且由于压力不连续而处于脉动状态。
当流体流过弯头，不同直径的管道，阀门等管件时，会产生激振力，管道在激振力的作用下产生振动。
电厂汽水管道振动原因分析及解决对策
电厂汽水管道振动原因分析及解决对策蒸汽管道系统的水击现象是无法根除的，由此造成的管道震动也是不容小觑的，火电厂电力工作者应重视电厂汽水管道振动问题，本文第一部分从激振力、管系进行电厂汽水管道振动现象与原因研究，第二部分从合理设计管道系统、减小激振力，从根源上消除振动以及恰当的改变管道的支架形式进行电厂汽水管道振动解决方法具体研究，展开本文的探讨。
标签：火电厂;汽水管道;振动原因;解决对策引言：随着科学技术的迅速发展，用电量持续攀升，这对电力供应企业提出了更高的要求，一直以来，我国跟多地方都存在的电力供需的矛盾，尤其在人们对用电的需求极大冬夏两季，电力供需的矛盾更为突出，时不时的大范围停电不仅对居民正常的生活造成严重影响，而且还严重影响当地的经济发展。
所以，电力企业对解决电的供需矛盾有义不容辞的责任。
解决用电的供需矛盾，不仅需要努力“节流”，努力“开源”才是关键之处。
如何实现“开源”，提高电能生产效益？火力发电是我国电力生产的重要结构，提高设备运行效率，对提高火力发电厂提高电能生产至关重要。
汽水管道作为热力系统与各机组装置之间的重要联络工具，承担着管道内液体运行的艰巨任务，是电厂热力系统的重要部分。
由于电厂汽水管道振动非常普遍，对于这个问题，我们应予以重视。
一、电厂汽水管道振动现象与原因1.振动的现象电厂汽水管道振动非常普遍，我们常见的管路及其支吊架的摆动，发出的“呲呲”的声音，振动多出现在主蒸汽管道、高低加之间疏水水管路中。
有时，汽水管道振动还常常发生在水泵的出入口和再循环管路中。
例如，某厂水系统多次发生水击现象，其中3台次造成停机，给企业造成很大的经济损失。
汽水系统两次水击事故导致停机均发生在同一台机组。
第一次发生在机组调试阶段，第二次发生在带负荷至340兆瓦运行过程中。
此时，给水压力19.1兆帕，锅炉压力16.1兆帕，5号高压加热器水位变高，激发6号高压加热器给水自动跳旁路，紧接着给水泵母管压力急剧波动，产生水击。
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作 者 简 介 ：邢 景 伟 （９ ３ ） 男 （ ） １８ 一 ， 汉 ，硕 士 研 究 生 ，ｘｗ０ ２ １ ５ １ ３ ｏ ｊ ５ ４ ３ ＠ ６ ． ｍ ｃ
第 １期
邢 景伟 ，等 ： 电』 水 管 道 振 动 原 因分 析 及 解 决 对 策 汽
４２ 管系支 吊架设置情况 ．
此 段 管道 是 从高 压 加热 器到 锅 炉部 分 的一段 管道 ，其支 吊架设 置情 况 如表 １所 示 。该 段 管 道共 设计 了 ２ ５个 支 吊点 ，其 中 １ ７个 弹簧 吊架 、３个 滑动 支 架 、１个恒 力 吊架 、１个 限位 支
架 、３个 刚－ 陛吊架 。
发作用。
电厂 管系 的 激振 力可 分 为 来 自系 统 自身和 系统 外两 大 类 。来 自系 统 自身 的主 要有 ：与管
道直 接相 连接 的泵等 转动 设备 的振动 ；管 内流 体 动量 瞬 时突变 、流体通 过 泄放 阀和 管道 内流体 的不 稳 定流动 等 引起 的振 动 。来 自系 统外 的有 地震 载荷 、风 载荷 等拉。其 中前者 是 引发 管道振 Ｊ 动 的主要 原 因 。 动对 电厂 管道 而 言是 一种 呈周 期性 变化 的往 复运 动 ， 生 的危 害程 度取 决 于 振 产 激 振 力 的大 小和 管道 自身 的抗 振 性能 。其 主要 影 响因素 如下 ： （） 管 内流 体脉 动 引起 的振动 。 电厂 管道 内 的流体 流 动动 力 来源 于各 种 泵 的做 功 。 当泵 １ 将 工 质加 压 时 ，由于加 压方 式 是不连 续 的 ， 管道 内的流 体 的压 力 和速度 呈现 为在 平 均值上 下波 动 ，即流 体脉 动 。处 于脉 动状 态 的流体 流经 弯 头 、异径 管 、阀 门等 管道 元件 时，将产 生激 振力 ，
能 源 研 究 与 信 息 第 ２ ８卷 第 １ 期
Ｅ ｅ ｇ ｓ ａ ｃ ｎ ｆ ｒ ａｉ ｎ ｎ ｒ ｙ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄＩ ｏ ｍ ｔ ｎ ｏ Ｖ １ ２ Ｎｏ １ ２ ｏ． ８ ． ０ １ ２
文 章 编 号 ： １ ０ ８ ７ ２ １） １０ １ － ６ ０ ８ ８ ５ （０ ２ ０ — ０ ８ ０
程 。微 分方 程 以矩 阵形式 给 出 ，反 映 了激振 力 与系 统质 量矩 阵 、刚度矩 阵 、阻尼矩 阵之 间 的关 系 ，为解 决管 系振 动 问题 提供 了基 本理 论 公式 。
２ 电厂 管 系 振 动 原 因分 析
根据 管 道 振动 的理论 分 析 ， 电厂 管道 及其 支 吊架 和 与之 相连 接 的各种 泵 、 阀 门和 法 兰等
１ ９
１ 管 道 振 动基 本 方 程
管系 节 点在 稳 定平 衡位 置 附近 作 微 幅振 动 ，其 运动 微 分 方程 一般 形 式可 由拉格 朗 日方 程
导 出 。设 系统 由 Ⅳ 个质 点组 成有 Ⅳ个 自由度 的完整 系统 ，运 动方 程写 成矩 阵形 式有 ”
ＭＹ ＋ Ｘ＋Ｋ ：Ｆ Ｃ Ｘ 式中， Ｃ与 分别 为质 量矩 阵、阻 尼矩 阵和 刚度 矩 阵；Ｆ为激振 力 。 由此 可见 ，一 Ⅳ 个 自由度管 道系 统 的微振 动方 程一 般 可表示 为 Ｊ 联立 的二阶 常微 分方 Ｖ个
电厂 汽 水 管 道 振 动原 因分 析 及 解 决 对 策
邢 景 伟 ，赵 星 海 ，辛 国华 ２
（．东北 电力大学 能源与动力工程 学院，吉林 吉林 １２ １； ２ 吉林工 业职 业 １ ３０ ２ ． 技术学 院，吉林 吉林 １２ １ ） ３ ０ ３
摘 要 ： 由 于 汽 水 管 道 内运 行 工质 的 参 数 变化 及 热 力 系统 的 复 杂 化 程 度 的提 高 ，致 使 电厂 的
压 力 稳定 ，这种 现象 称 为水 锤 。水 锤 发生 时 ，管 内压 力变 化很 大 ，严 重 时可能 致使 管道 发生 ］
晃 动 。当水锤 波 的频 率 与管道 的某一 阶 固有频 率接 近 或发 生重 叠 ，将会 导致 管系 的共 振 。
３ 电厂管道振 动消除措 施
电厂 管 系 的振 动 多数 情 况 是 由于 激振 力 与 管系 的低 阶 频 率发 生 重叠 或 管道 自身 固有频 率 过 低 ，所 以提 高 管系 的 固有频 率 是解 决现 役 电厂管 道低 频共 振 的有 效方 法 。
表 １ 高压给 水管道支 吊架设置情况
Ｔａｂｌ Ｓｅｕ ｏｆｓ ｐ ｒｓａ ｎｇ ｒ ｏｒｈｉ ・ ｅ ｓ ｒ ｅ ｄ ａ ｅ ｉ ｅｓ ｅ１ ｔ ｐ ｕ ｐｏ ｔ ｎｄｈａ ｅ ｓｆ ｇｈ ｐｒ ｓ ｕ ｅｆ ｅ ｗ ｔｒｐ ｐ
共振。
（） 改变 系统 的 阻尼 Ｃ。 过 计算 分 析在 特定 位 置加 装 阻尼器 ， ２ 通 有效 耗 散冲击 振 动 的能 量 ，
达 到 消减 振动 的 目的 。 能量 转化 的观 点看 ， 振器 是利 用各 种 形式 的阻尼 耗散 管道 的振动 能 从 减 量 ，从而 降低 振 动量 值 ，减 少结 构 的动 力 响应 。 （） 根 据 管道 振 动基 本 方 程 ，改 变 质量 矩 阵 可 以提 高 管 系 固有频 率 ，降低 管 系 节 点 的加 ３ 速度， 但在 现 役 电厂 中管 道质 量 已经 固定 无法 改变 ， 因此 减振 措施 一般 不 从质 量矩 阵 方面 考虑 。
管道内部发 出明显的爆裂声音 。 振动 的剧烈程度 以及管道 内部发出的声响随负荷发生变化 ， 严
重 影 响 了机 组安 全 运行 。管道 系 统 是 电厂机 组 的生 命线 ，为 消 除事故 隐 患 ，有 必要 对 管道 的振
动形 成机 理进 行 深 入 的研 究和 分 析 ， 以提 出能够 有 效改 善 电厂 管系 振动 的技术 措施 。
起 管 道振 动 。当管径 设 计偏 小 时 ，管 内流体 流速 将 随之增 大 ［，当达 到一 定程度 时 ，流 体发 生 引
湍 流 ，引起管 道 振动 。
（） 水 锤 引起 的振动 。在 火 电厂 的汽 水 系统 中 ， 由于 机 组调 节 的需 要或 泵 阀发 生 故 障 ， ４ 经常 需要 开 启和 关 闭阀 门 ，例 如高加 疏 水调节 阀 。当管 道 中的 阀门 突然启 闭 ，管 道 内的水 流速 度 首 先在 阀门处 发生 突变 ， 管道 内水 压形 成压 缩波 和膨 胀波 ， 使 并在 管 道 内周期 性传递 衰减 至
管路 元件 和设 备 构成 了一 个复 杂 的机械 结 构系统 ， 个系 统在 遇 到激振 力 的情况 下就会 发 生振 这
动 。研 究管 道振 动 时要考 虑两 个 系统 ：管道 结构 系统和 流 体系 统 。前者 是从 结构 的角 度 出发研 究结 构对 流体 产 生 的激 振 力 的响应 ； 者是 从流 体 的角度 出发 研 究流动 规律 和流 体对 结构 的激 后
４ 某亚临界 ４ ６ ０Ｍｗ 电厂主给水 管道 振动治理 ￣０
４１ 工 程概 况 ．
某 电厂一 期 工程 为 ４ ６ ０ＭＷ 亚 临界机 组 ，锅 炉 型号 为 Ｓ ２ ２ ／ ７５ Ｍ９ ８ ￣０ Ｇ一 ０ ８ １ ． 一 ０ ，是亚 临界 参 数 、控 制 循环 、四角切 圆燃 烧 、一 次 中间再 热 、单炉膛 平 衡通 风 、固态 排渣 兀型 汽包 炉 。主 给 水 管道规 格 ￣ ５ ￣ １ ｂ ３ ５ ． ｍｍ、材 质 Ａ１ ６ ４ ５ ０ Ｂ，设计温 度 ２ １ ￣ ８ ． Ｃ、设 计压 力 ２ ． ＭＰ 。 ６ ３５ ａ 白机 组 投 产后 ，锅炉 主 给 水 管道 存 在 间歇 性 振动 ，振 动幅 度较 大 ，对 管道 结 构 的稳 定 性 具 有 明显 的冲 击破 坏 作用 ，威 胁 管道 、支 吊架和 相连 设 备 的安全 运行 ，必须 进行 彻底 治理 。
管道 在激 振 力 的作用 下 会产 生振 动 。 （）泵 等 转 动设 备 引起 的振动 。 当泵等 转 动设 备 发生 振 动 时 ，振动 力传 递 到与 之相 连 接 ２ 的管 道上 ，使 管 道发 生 振动 。
（） 管 内流 体流 速过 快 。当流 体 流 经减 压 阀 、安全 阀等 元件 时 ，流 体流 速 将 急剧上 升 ， ３ 此 时工质 会对 泄 放元 件和 管道 产 生反 力 。由于排 气 的不稳 定性 ，产生 的反 力也 不稳 定 ，从而 引
部 分 管 道 发 生严 重 的 振 动 ，威 胁 电力 生 产 安 全 运 行 。 分 析 了 电厂 汽水 管 道 系统 振 动 的 危 害和 主 要 成 因 ，并 通 过 对 电厂 汽 水 管 道 系统 微 振 动 方 程 的 分析 研 究 ，得 出要 改 变 管 系的振 动 特 性 ， 可 以从 改 变激 振 力 、 阻 尼 、刚 度 等 方 面考 虑 的 结 论 。 以某 电厂 一期 ６ ０Ｍ ｗ 机 组 主 给 水 管道 ０ 振 动 治 理 为例 ，提 出 了相 应 的 消 除 管道 振 动 的有 效措 施 ，为 现 役 电厂 的 消 振 及 新 建 电厂 的设 计在 减 小管 系振 动 影 响 方 面 提 供 了一 定 参考 。 关键 词 ： 汽 水 管 道 ；振 动 ；共 振 ；亚 临 界 机 组 ；减振 措 施 中 图 分 类 号 ： ＴＫ２ ４ １ ８． 文 献 标 识 码 ： Ａ
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能 源 研 究 与信 息
Байду номын сангаас
２１ ０ ２年 第 ２ ８卷
（） 改 变 系统 的 刚度 。有 针对 性 增设 限位 支 架 、刚 性支 架等 装 置 ，对 现役 电厂 的管系 振 １ 动 治 理 。首 先应 该宏 观 查看 振 动 的位置 和 方 向 ，然后 计算 管 系 的各 阶频率 和 阵型 。将宏 观查 看 的结 果与 计算 结 果作 对 比分 析 ， 观察 的振幅 方 向与某 阶 阵 型相 同 ， 若 则有 可 能在 此 阶模 态发 生