浅谈火电厂汽水管道几种典型的振动类型摘要：介绍了电厂汽水管道几种常见的振动，分析了其原因，总结了预防和处理办法。(6 未加)
关键词:电厂；汽水管道；振动．
1、前言
汽水管道振动是是电厂运行中的一种常见的现象，振动的存在不仅会降低管道和设备的使用寿命，而且振动导致的管路泄漏或断裂会危及到设备的使用安全性，甚至造成机组非停或人身伤亡等事故。在解决管道振动问题时，首先应该分析清楚管道振动的原因，再根据实际情况进行管系的布置修正和加固。
2、振动的现象
电厂汽水管道振动非常普遍，主要表现为管路及其支吊架的摆动并伴有“碰碰”的噪声，振动的时间多发生在启停机和变工况的时刻，振动地点多发生在主蒸汽管道、高低加之间正常疏水和危急疏水管路、水泵的出入口管路及再循环管路，高温高压容器或主蒸汽管道的有压放水母管等管路。
3、振动的原因
根据管道振动的理论分析，管道及其支架和与
之相连接的各种设备或装置构成了一个复杂的机械
结构系统，在有激振力的情况下，这个系统就会产生
振动。研究管道振动，要从两方面考虑：一个是减
小激振力，从根源上消除振动l2 ；另一个是改变管道
结构，即从结构研究的角度来降低管系对外界激振
力的响应。
2．1 激振力
动力管道的激振力有来自系统自身和系统外两
大类，其中前者是管道振动的主要诱因。来自系统
自身的激振力主要是管道内部流体的不稳定流动引
起的振动，来自系统外的激振力主要是与管道相连
接的机器、设备、平台等的振动和风载荷、地震载荷
等。工程中引起激振力的常见因素有：
a．管流脉动引起的振动。管道输液(气)需通
过泵或压缩机加压作为动力，这种加压方式是间隙
性的，由于间隙加压，管道内的压力在平均值的上下
脉动(或称波动)，即产生压力脉动，管流处于脉动
状态。脉动状态的流体遇到弯管头、异径管、控制
阀、节流孔板、盲板等管道元件，产生随时问变化的
激振力，使管道及其附属设备产生振动。
b．液击振动。在输送液体的管道中，由于生
产过程的调节，有时需要突然启、停阀门、水泵和水
轮机，这时管道内液体的速度会突然发生变化，液体
速度的变化使液体的动量改变，反映在管道内的压
强迅速上升或下降，并伴有液体锤击的声音，这种现象称为液击，也叫做水锤或水击。液击造成管道内
压力的变化很大，严重时可使管子爆裂，迅速降压而
形成负压，使管子失稳。液击还经常导致管道振动，
发出噪音，严重影响管道系统的正常运行。
C．管道内流体流速过快，因而流体与管道边界
层分离而产生湍流，引起振动。
2．2 管系
管系是连续弹性体，当管系的固有频率与激振
力的频率接近时会发生共振现象，使系统振动大大
加强。对于简单管系的结构固有频率的计算，理论
力学有较详细的介绍。一个复杂的管系在工程上大
都用有限元法计算，将管系分成若干个单元，一般
将一段直管作为一个管单元，弯管处理成弯管单元
或若干根截面与弯管相等的直管组成的折线代替；
法兰和阀门作为集中质量来考虑。
理论上讲汽水管道振动的分析，就是研究管道系统的外
界激扰力、管系响应及管系自身振动特性的3个方面。某一管路振动的原因可能只是单一的，但也有可能是多种因素综合的结果，常见的振动因素主要有以下几种。根据管道振动的理论分析，管道及其支架和与之相连接的
各种设备或装置构成了一个复杂的机械结构系统，在有激振力
的情况下，这个系统就会产生振动。研究管道振动时，要遇到 2
个振动系统：一个是管道结构系统，即从结构研究的角度来确
定结构对流体激发的响应；另一个是流体系统，即从流体研究
的角度来确定流动的规律和它对结构的激发作用l2J。
压力管道的激振力可分为来自系统自身和系统外2大类。
来自系统自身的主要有与管道直接相连接的机器、设备的振动
和管道内部流体的不稳定流动引起的振动；来自系统外的有风载荷、地震载荷等，其中前者是管道振动的主要诱冈。振动对
压力管道来讲是一种交变动载荷，其危害程度取决激振力的大
小和管道自身的抗振性能。其主要的影响因素如下：
3．1 机械振动当管道与相连的工艺设备或机械设备发生振
动时，传递到管系上引发的管道机械振动。旋转机械的转动部分由于制造误差、材料的不均匀性以及运动中遭受不均匀侵蚀或损伤，它的重心就会偏离轴线。转予的重心的偏离使其在旋转时产生一个不断变换的惯性力，这种惯性力就是引起旋转机械振动的主要周期性激振力。此外，由于轴承座在水平方向和垂直方向的刚度不同；轴承的刚度具有非对称性的弹性特性。
3.1、管路的选型不对
3..1.1 高速流引起的振动
管道内流体流速过快，因而流体边界层分离而产生湍流，引起振动。
湍流是流体的一种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，也称为稳流或片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破
坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合。这时的流体作不规则运动，有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流。
流体作湍流时，阻力大流量小，能量耗损增加。实验证明，能量耗损E与速度的关系为
当流体流经减压阀、安全阀、喷嘴或其它节流，流体的流速急剧增加而达到了或接近临界，由此出现不稳定的流动状态，管道系统会产生强烈的振动，还发出噪声。
(1)由蒸汽管系频谱分析知管道的振动是由受迫振动引起的，且振源位于截止阀附近．分析蒸汽管系结构可以发现，蒸汽在高速流经截止阀及其后弯头时所形成的涡流引起蒸汽的脉动，是导致管系振动的主要原因．蒸汽流过截止阀后虽然不改变流向，但在流经截止阀内部时，由于阀内的弯头及阀杆的作用使蒸汽的流向变为高进低出，蒸汽的压力也由于弯头及阀杆的节流作用，相应经历由高到低的变化，流向与压力的不断变化，使蒸汽在截止阀后及弯管处引发涡流并形成脉动造成管系振动．这也是该电厂蒸汽管道振动的主要原因．(2)现场观察发现，由于主蒸汽管道改造，管系原弹簧支吊荷载分配被破坏，载荷分配不均使弹簧支吊架失去减振作用甚至促使了振动的形成与加剧；
(3)改造后的管系刚度不足，尤其管道截止阀处上下位移没有固定，管道易产生受迫振动；
(4)主蒸汽管道内蒸汽流速较大(57 m／s左右)超过了设计的标准值(40 m／s)，也容易产生激振．
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考虑：2．2．1 机械系统的动力平衡性。与管道系统相连的转动设备(比如气轮机组、泵等)的平衡力过大，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。
2．2．2 管道内部流体流动状况。管道系统布置的不和理情况(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。2．2．3 管道流体的脉动压力。管道内的流体输送
主要通过压缩机或泵加压进行，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”。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震性能不好，系
统的振动会逐渐加剧。
3.2、管路布置不合理
3.3、发生共振
1．1．2 流体涡流激振
当管内流速较大时，紊流边界层分离而产生涡
流，涡流的周期性释放，在管壁上产生周期性扰动
力，因而激起管道振动。当涡流释放的周期与管道的
自振频率一致时，涡流激起共振。涡流激振发生于蒸
汽绕流过挡板、阀门及分叉管时，产生的振动频率一
般较高，且伴有较大的音频声发射。对于汽轮发电机
组的蒸汽管道，流速不是很大，并且管内没有挡板等
其它部件，发生流动涡流的可能性很小。
1．1．3 压力脉动引起的气柱谐振
气体的可压缩性和管道的弹性，在流体动力
学分析中相当于电路中的电容，而气体的流动惯
性，相当于电路中的电感，从而构成类同于电路中I C谐振回路。在管端压力脉动时，气体的压缩和
膨胀产生周期性流动振荡。当压力脉动频率与气
柱的谐振频率相等时，即会产生共振，激起管道强
烈振动和发出强烈的噪声。这类扰动问题在轴流
式风机及风道中较易出现。当发生气柱谐振时，整
个管道基本上处于同一振动频率。
1．1．4 管流脉动激发管道振动
管内气体压力脉动时，气流也处于脉动状态。
脉动的气流流经弯头、管径缩扩、调节门、孔板等
流动转向、流速变化部件时，作用在管壁的气流动
量呈周期性脉动状态，因而诱发管道振动。
如图1所示的弯头，如流体的脉动压力值为
P，管道的通流面积为．S，弯头的弯角为|8，则作用
F
图1 弯头受力t-g蒽
在管道截面上的脉动力大小为P5，将这两个力合
成，得到沿弯头分量的合力R，其值为
R=2kSsin导(1)
这就是由于脉动压力引起的作用在弯头上的
干扰力的大小。由式(1)可见，R随弯角的增大
而增大。P是随时间周期变化的，所以作用在弯头
的脉动干扰力也随时间作周期变化。它们的变化
规律，可以用脉动压力分析的方法计算出来。管道
中流动的脉动气流，在遇到弯头、异径管、盲板以
及阀门时出现激励力，从而使管道振动。
3.4、水击现象
在有压管道中，由于某种原因(如阀门启闭，换向阀变换工位，水泵机组突然停车，管道中有气
等)，使水流速度发生突然变化，同时引起管道中水流压力急剧上升或下降的现象，称为水击(或水锤
压力管道系统的水击现象是一种典型的有压管道非恒定流问题。水锤引起的压强升高，可达管道正常
压强的几十倍至数百倍。另外，还会使管内出现负压。压强大幅波动，可导致管道系统强烈振动、产
声，造成阀门破坏、管件接头破裂、断开，甚至管道炸裂等重大事故。湖南华能岳阳电厂引进英国GEC公司2台362．5MW机组。自机组调试、移交生产以来，高、低压给
水系统多次发生水击现象，其中3台次造成停机，给电厂带来很大的经济损失。高压给水系统两次水击事
故造成停机均发生在2号机组。第一次发生在机组调试阶段，第二次发生在带负荷340MW运行时，锅炉
压力161MPa，给水压力191MPa，5号高压加热器水位趣高，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。引起锅炉给水管道大幅度摆动，部分吊架拉坏，给水流量取样管
拉断2根，给水疏水管拉断3根，水大量外喷，水汽弥漫机房和锅炉区，机组被迫停运。.
(1)安装水击消除器。当管路中压力升高时弹簧受到压缩，于是打开了水的通路，水被排出而泄压，
因此降低了水击压力；
(2)在水泵出口处增设泄压阀，采用被动的泄压方法让水击产生的压力增值释放掉，从而达到保护
管道及水泵的目的；
(3)在循环泵前、后的管路之间安装止回阀的旁通管，可防止由于突然停泵引发的水击；
(4)可适当增设缓闭单向阀，延长阀全部关闭所需的时间；
(5)在较长管道中设置调压室，缩短管道长度，减小相长，可以缓和水击；
(6)在管系上按规定安装排气阀，避免管道产生集气；
(7)适当加大管径，限制管中流速可减小水锤强度。
4．2 建立安全操作规程
(1)合理延长管路阀门关闭时间，缓慢操作，禁止突然关闭阀门；
(2)水泵启动、停车前完全关闭出水阀门；
(3)加强巡视，确保管道及设备工况良好；
(4)完善管理制度和严格执行操作规程、及时维修排除管系运行故障。
5 结语
压力管道系统的水击现象是难以避免的，水击的危害性很大，为此在设计上考虑水击作用的影响是很
有必要的。另外，很多事故是由于现场水泵或阀门操作不当造成的，因此管理、操作人员要严格执行操作
规程，将水击发生的频率和水击所造成的损失降至最低。
3．2 流体脉动
由于旋转机械的吸液或排液的周期性、间歇性，因而管内流体的速度忽快忽慢，压力忽高忽低，形成了一种不稳定的状态。
本文所述蒸汽管道发生振动的主要原因，是高速流动的蒸汽在流经截止阀及其后弯头时产生涡流而形成激振引发振动．
给水泵转动时产生的振动传递到相连的蕾道上
，
属于振动潭的传递}②省煤嚣人口主培水蕾道攮
动，特别是在机组带32％左右负荷时
，攮硇时问222222222
长
、频率高、振幅大，而在带满负荷时情况尚好，这
是由于介质扰动
、
剧烈的紊流引起的振动。(2)培
茎票篙羹主萎
的固定支架及限位支架少；②部分支吊架松脱、跨
落或失去作用，使个别支吊点失重，流体的冲击造
成管道失稳晃动；③管道布置不顺畅，流体阻力
大。(3)高压加热器琉水管道的振动。①高压加热
器疏水管道上的琉水阀选型时，流量系数计算有
误，琉水闷通径选择偏小，工质流速过高，快开的
疏水闷使工质产生二相流，引起“汽锤或水锤：
(2)管道布置中采用的弯头较多
，柔性过大，增加了
流体对管道的激扰力
，流体变化频率和管道白振
3．4 汽液两相流
流体静管路尤其是节流元件时，其压力由于沿程摩擦阻力或局部阻力而逐渐地下降。如果液体压力降到饱和压力以下，这时部分液体就会汽化，产生汽泡就会破灭。当流体压力继续降低时，汽化和气体的比率将不断增高，就会形成各种各样的汽液两相流。在摩擦损失比较大的长管线上，压力变化大，会有振动的发生。
4、振动消除的办法
针对所确定的管道振动原因，采取以下有效
措施：(1)在管系适当位置设置刚性约束，如固定支
架、导向支架、滑动支架或限位装置，必要时设置
减振器或阻尼器；(2) 尽量将转动设备产生的振动
与管道隔绝开，以使管道不受外界振动力的激扰：(3)消除振源，即消除管系的激扰力，如在管路中设
置集箱、空腔缓冲器、滤波缓冲器或蓄压缓冲器
等，布置中尽量少用弯头、变径管等；f4)准确选取
节流减压阔件，如疏水阔、节流阀、调节阔等，使介
质流动顺畅；(5)蒸汽管道的布置要尽可能增加坡
度，使疏水通畅，尽量不要出现U 型段，形成积水。
造成水击振动。
3．3 合理设计管道系统
(1)管道系统。基频共振振幅最大，高阶共振的振幅较小，
所以避开低频振是解决问题的关键。目前的作法有调整管
道的走向、支承位置、支承结构及管道结构尺寸等，将系统的固有频率调高到激振力主频率的2．8 3．0倍以上。在工程中，由于现场条件和工艺条件的限制，管道的走向和结构尺寸无法改变，只有通过改变约束条件来改变系统的固有频率。
(2)应避免管道弯头急转弯。在压缩机管系的运行中，其
激振力主要产生于弯头和异径管的接头处，因此在管道的安装中应辱量减少弯头的使用，使管道走向平直以减少激振力数目，又因弯管处的激振力与转弯之角度相关，这是由于弯头处弯管角越大则脉动压力引起的交变力越大，产生较大的管道振动激振力，故减小转弯角度可以增强减振效果。
(3)消减液击。主要方法是缓慢关闭阀门，根据工艺要求，
尽可能缩短管道的长度；在管道靠近液击源附近设安全阀、蓄能器等装置，以释放或吸收液击能量。
产。l2消振措施
2．1在振动的管道上设置支撑
根据无阻尼强迫振动方程式：m+kx：
Fosm ∞t。其中m和k值与管系的形式有关，
根据固有频率的定义式：【o
当作用于管道上的激振频率等于或接近
于固有频率∞时就会产生共振，要避开共振区
必须使∞增大或减小，增强管道结构的刚性k
值或减小系统质量m，频率(o就会有所变化，
现场一般采取调整支撑或加固管道的办法来
增强刚性k值。事例：某钢厂空压站内装设了
4台日本二手空压机设备机组，空压机形式为
对称平衡式，铭牌出力为5t．2m3／min，排气压
力为0．85MPa，其中l#、2# 机组功率为
250kW ，3#、4# 机组功率为240kW ，在空
压机试运转时，由于当时空压机的二级缸出口
至后冷却器之间的管段缺乏牢固的支撑，结构固有频率则较低，以至此管段出现了较大的振动，当达到位移共振频率时，振幅约40ram。通过对振动情况进行了系统的分析，认为改变管道的刚性k值与质量m的比值，使固有频率得到变化，是减小振动的有效措施。因此，为了增加管道结构的刚性，在几个关键点处做了
2．2改变支架的形式
当动力管道发生振动时，采取改变支架形
式的作法是解决管振问题的方法之一。例
如：在解决某厂空压站管道振动问题时对原有
的支架形式做了改变，其方法就是在支座与管
道之间或两两0性件的接触面之间增加了厚度
大于5mm 的橡胶垫片，这种垫片具有弹性承
载能力和能量消散能力，提高抗扭性，缓冲了
传到生根部位的外来激振力，在结构上起到补
偿作用。当某厂空压站出现管道振动时，采
用了这种弹性支架形式，其结果减少了振动，
降低了噪音，收到了比较好的效果。
止凝结水管道内流体瞬变引起的振荡运动。但这
种减振措施，要求在机组停运的条件下才能实施。为避免非计划停机所引起的巨大经济损失，同时
又将凝结水管道振动减小到不影响机组安全运行
的状态，采取了不停机限振措施。这些减振措施是：(I)调整管道支吊架的松紧度，使其受力分配
合理；(2)机组低负荷小流量运行时，打开凝结水
泵再循环门，进行分流调节；(3)在管道的某些特
殊部位增加支撑，以约束管道由于振动而引起的
有害变位。但采取这种措施需对管道系统进行全
面的受力分析，并充分考虑管道在各种状态(如冷态、热态)下的变位情况，杜绝不当的限振措施对管道产生附加危害。为此在管道上增设了一个
水平活动支撑，有效地限制了管道的水平变位。2．3合理的管道布置
合理的布置动力管道也是消振的重要部
分。发生振动的主要原因是在管道内有脉动
的激振力，但是同样的激振力也可以引起不同
的振动，这取决于管道的设计与安装。激振
力主要产生在弯头处和异径管接头处，因此，
在配管设计时尽可能减少弯头，加大管道转角
弯曲半径，可以消减振动。另外，空压机吸、
由本文计算结果可以看出，水锤能激发管系
很大的振动响应，对于关键的动力管道系统，必须
在工程设计中考虑采取合理布局、扩管减速、安装
减振器等措施降低水锤的危害。对于已有的管系，
可按如下方法控制水锤的有害影响：(1)补水稳
压，防止产生水柱分离或升压过高的断流弥合水
锤，如可采用调压塔等；(2)泄水降压，避免压力
陡升，如可采用水锤消除器、缓闭止回阀、设置旁
路等；(3)采用管道减振器(snubber)或液压式阻
尼器。
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 防止热力发电厂汽水管道出现水 击的措施总结(新版)
防止热力发电厂汽水管道出现水击的措施总 结(新版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 简介：发电厂汽水管道发生水击，会对电厂的安全生产构成严重威胁。根据水击发生的原因及其征象，采取适当运行技术措施，避免或减小水击的危害，保证热力发电厂汽水管道的安全运行具有重要意义。 汽水管道是热力发电厂的生命线，汽水管道的安全稳定运行对于电厂的安全生产、经济运行具有重要意义。但在热力发电厂生产中，经常会发生汽水管道的水击现象，如处理不当，管道的水击轻者增大了管道的流动阻力，重者损坏管道及设备，甚至危及人身安全，因此对汽水管道水击现象的防范处理对于保证热力发电厂的安全运行具有重要意义。 一、水击现象及其危害 当水或汽等液体在压力管道中流动时，当遇到突然关闭或开启阀门，水泵突然停机或启动，液体的流动速度会发生突然变化，由于流
体的惯性和压缩性，引起管道中流动的液体压力发生反复的、急剧的周期性变化，这种现象称为水击（或水锤）。 发生水击现象时管道内压力会有一个急剧的升高，其数值可能达到正常工作压力的几十倍甚至几百倍，使管壁材料及管道上的设备及附件承受很大的压力，并伴随着管壁的扩张和收缩，发出强烈的振动和噪音，有如管道受到锤击的声音，同时，高频交变压力作用在管壁上，加之强烈的振动和流体的冲击，使金属表面打击出许多麻点。如果此时管道系统存在缺陷，则有可能对管系或设备造成破坏，导致事故的发生。所以水击不仅增加流体的流动阻力，而且也严重危及到管道系统及有关设备的安全运行。特别是大流量、高流速的长管中以及输送水温高、流量大的水泵中更为严重。 热力发电厂中常见的管道水击现象多发生在蒸汽管道、给水管道、循环水管道等汽水管道中，但在蒸汽、给水管道中发生水击现象时具体征象有所不同，相应的处理防范措施也有所不同。 二、蒸汽管道的水击与防范处理 1、常见蒸汽管道的水击现象及征象 在热力发电厂中水击现象最容易在蒸汽管道中发生，以下几种情况蒸汽管道水击现象比较普遍：
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。引起锅炉给水管道剧烈的晃动，一些吊架被扯坏，松动，给水疏水管扯断2根，水流量取样管被扯断了3根，水喷涌而出，场面不忍直视。 2.电厂汽水管道振动原因 可从以下三个方面考虑：（1）改变汽水管道结构，即从结构研究的角度来降低汽水管系对外界激振力的响应。（2）减小汽水管道激振力，从根本上避免汽水管道发生振动; （3）从汽水管系响应及管系自身振动特性的层面来减少汽水管系对外界激振力的响应。
输水管道振动分析 水利水电工程和农业水利工程中，为了减小蒸发、输水方便、利于控制，常采用压力管道进行输水。在管道输水过程中，往往会发生管道的振动现象，若管线长期振动会遭受疲劳破坏，进而引发管线断裂、水体外泄等事故。应在设计中予以考虑。 1.输水管道振动机理 在压力和流速作用下，管道壁会承受动水压力，动力设备、来流条件、流体输送机械操作和外部环境的刺激会使管道产生随机振动。 管道、支架和相连设备构成一个结构系统，在激振力的作用下，系统会发生振动。管道振动分为两个系统：一个是管道系统，一个是流体系统。 压力管道的激振力来源于系统自身或系统外部。来自系统自身的激振力主要有与管道相连接的机器的振动和管内流体不稳定流动引起的振动；来自系统外的主要有风、地震等。振动对压力管道而言是交变荷载，危害程度取决于激振力的大小和管道的抗震性能。 2.管道激振力分析 来自系统内部的激振力主要有以下几种： 2.1 由于运动要素脉动产生的脉动压力 实际工程中的液体流动多属于紊流，其基本特征是许多大小不等的涡体相互混掺着前进，在流动过程中流速、压强等运动要
素会发生脉动，继而产生脉动压强和附加切应力，管道在此作用下会发生振动。 2.2 由于气蚀产生的冲击力 对于部分压力管道，基于提供水流动能和节省工程投资的需求，常选择断面较小的管道，管道内流动的水流为高速水流。水流流动过程中动能较大，压能较小，当压强低于同温度下的气化压强时，部分液体发生气化，产生空泡。空泡随液流前进的过程中逸出，当压强增大，其自身的存在条件被破坏后，空泡发生溃灭。空泡在管壁附近频频溃灭，会在瞬间产生较大的冲击力，使管道发生振动。 2.3 由于水击产生的水击压力 压力管道中流动的液体流速因某种外界原因发生急剧变化时（如阀门开启或关闭），由于液体具有一定的压缩膨胀性，液体内部压强产生迅速交替升降，这种交替升降的水击压力像锤子击打在管壁、阀门或其他管路元件上一样，造成管道的弹性变形和振动。 3.削减管道振动作用的措施分析 3.1管道材料的选择 管道材料不同，其结构性能也不同。为了减轻振动，首先应选择抗震性能较强、弹性较好的材料。如同等条件下，应首选钢管、UPVC管，其次是铸铁管、混凝土管。 3.2 消减流体振动
主要汽水管道系统的设计压力和温度 1 范围 本导则依据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T5054－1996的规定，提出了确定火力发电厂有关系统的设计压力和温度的原则和方法。同时参考了《动力管道》ASME B31.1的原则。 每一管道系统的设计压力（表压）和温度应根据其预期的最高运行内压和温度来确定，同时还应包括适当的裕度，以应付运行中出现的瞬态工况、偏离预定的运行特性和/或控制变量（即压力和温度）的仪表测量容差。 3 主要设计准则 3.1 主蒸汽管道 （1）定义 主蒸汽是锅炉里产生的新蒸汽。主蒸汽系统的管道主要包括从锅炉出口到汽轮机主汽门接口的管道、到其他设备如锅炉给水泵驱动汽轮机（若配备有高压蒸汽进汽阀）和汽机轴封系统的支管、以及直到和包括最后一只截止阀/关断阀在内的仪表管、放气管和疏水管。当施工图设计中，锅炉给水泵驱动汽轮机主蒸汽进汽管道等主蒸汽系统支接的管道划作单独的卷册设计时，截止阀/关断阀及以前的管道设计压力、温度仍应按主蒸汽系统规定取用。 （2）设计压力 管道设计压力系管道设计压力系指管道运行中内部介质工作压力与温度耦合时最严重条件下的压力。最严重条件应为管子强度计算需要最大厚度及最高公称压力时的参数。主蒸汽管道的设计压力可按以下规定选取： 亚临界和超临界机组，主蒸汽管道的设计压力可取用锅炉最大连续蒸发量下过热器出口的工作压力。 超超临界机组，主蒸汽管道的设计压力可取用主汽门进口处设计压力的105％（主汽门入口处设计压力为汽轮机额定进汽压力的105%）或取用主汽门进口处设计压力加锅炉过热器出口至主汽门的管道压降，二者取大值。 符合IEC标准(60045-1，1991，MOD)的汽轮机，只要保持12个月平均值不超过额定值，就允许主蒸汽系统超压5％运行，使汽机处于最大连续出力时可保持调节汽门全开（VWO），主汽调门无节流损失经济性最佳。但由于提高了最大工作压力，使锅炉、汽机及主汽系统设计压力提高，增加了投资，这种做法现已不取。当存在（VWO＋5％
热力发电厂的管道 热力发电厂的管道，是指电厂热力系统范围内的汽水输送线路。它的任务是把汽、水从一个设备输送到另一个设备，或把它们排放至大气、地沟里去。 发电厂的管道除管子本身外还包括管子的连接件（大小头、弯头、三通、法兰、堵头、及焊缝等），附件（各种阀门），远距离操纵机构，管内介质的测量装量，管子的支吊架、保温及热补偿装置等。 一、管道的类别 二、管道材料 在热力发电厂中，由于系统中各处管内的工作压力、温度的不同，则所管子的材料也就不同。管子所用材料应按国家有关钢材现行标准的规定来选择。 三、管道的规范 管道的规范在工程上是用公称压力P N和公称直径D N两个技术术语来表示的。
公称压力和公秒直径是国家标准中规定的压力等级计算直径。有了这种规范，就可根据它来选用管道的标准元件和对管道进行计算。 1．公称压力P N 管道所能承受的最大工作压力，随管道的材料和管内介质温度的不同而不同。同一材料的管子最大允许工作压力，是随着介质温度的升高而降低的。这一特性，对管道的选用和计算带来不便。因此，在国家标准中，用公称压力P N来表示管道的压力等级范围。 对于各种钢材做成的管子、管件及附件等，国家标准中将管道压力分为若干个公称压力等级，压力等级随钢材而异。 如碳素钢在0.1～50.0MPa间，分为16个压力等级。管内介质温度由00C至材料允许使用最高温度4500Ｃ间分成７个温度等级。在第一个温度等级(0～2000Ｃ)内允许的最大工作压力与管道的公称压力相等。因此可以说碳素钢公称压力系指钢管及其附件管在介质温度为2000Ｃ及以下时的工作压力。 在耐热合金钢中对含钼不少于0.4%的钼铜和钼铬钢管，在0～5300Ｃ间规定了九个温度等级，0.1～100.0MPa之间分成了十九个压力等级，第一个温度等级（0～3500Ｃ）内的最大允许压力值为合金钢的公称压力。 2．公称直径D N 管道的公称直径用D N表示，单位是mm。它是一种名义上的计算内径，并不是管道的实际内径。 由于一定外径的管子，随着公称压力的不同，就有不同的管壁厚度，则内径也就有各种不同的尺寸，这样就给管道的设计、制造和选用带来许多不便。在允许的介质流速和压降损失下，管道的通流能力是由内径决定的。因此，为了管子计算时用公称直径作为基本运算直径。 我国管道的公称直径标准等级范围是在1～4000mm之间,其分54级。 四．管子的制造 管子采用热轧（挤、扩）或冷拔（轧）无缝方法制造。 1．热轧（挤、扩）钢管的外径和壁厚 公称外径mm：22 25 28 32 38 42 48 51 57 60 76 83 89 102 108 114 121 133 146 159 168 194 219 245 273 299 325 351 377 426 450 480 500 530 公称壁厚mm：2.0 2.5 2.8 3.0 3.2 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 9.0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 24 25 26 28 30 32 34 36 38 40 42 48 50 56 60 63 65 70 2．冷拔(轧)钢管的外径和壁厚 公称外径mm：10 12 16 22 25 28 32 38 42 48 51 57 60 63 70 76 83
防止汽水管道振动的措施研究 发表时间：2018-01-03T13:18:36.487Z 来源：《防护工程》2017年第22期作者：杨迎春 [导读] 振动对电厂管道来讲是一种呈周期性变化的往复运动，产生的危害程度取决于激振力的大小和管道自身的抗振性能。山东电力工程咨询院有限公司山东济南 250000 摘要：本文通过分析引起电厂汽水管道振动的原因，利用CAESAR II软件的动态分析模块，对管道的一阶固有频率进行优化，提高管系的刚度，有效避开低频激振频率，该方法对防止汽水管道的振动具有显著效果。 关键词：汽水管道；振动 1电厂管系振动原因分析 振动对电厂管道来讲是一种呈周期性变化的往复运动，产生的危害程度取决于激振力的大小和管道自身的抗振性能。引起振动的自身因素主要由以下几点： 1）管道内部流体脉动引起的振动。处于脉动状态的流体流经弯头、异径管、阀门（尤其是调节阀等改变介质参数的元件）等管道元件时将产生激振力，管道在激振力的作用下会产生振动，典型代表管道有给水再循环管道和凝结水再循环管道。 2）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的管道上，使管道发生振动。高压给水管道和凝结水管道中与泵连接的管段尤其需要注意。 3）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，此时工质会对泄放元件和管道产生反力，由于排汽的不稳定性，产生的反力也不稳定，从而引起管道振动；当管径设计偏小时，管内流动流速将随之增大，当达到一定程度时，流体发生湍流，引起管道振动。 4）水（汽）锤引起的振动。水（汽）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（汽）锤波的频率与管道的某一阶固有频率接近或者发生重叠，将会导致管系共振。典型管道为主蒸汽管道，再热热段管道和高压给水管道。 2电厂管道振动的防止措施 2.1 消减管系的激扰力 对于机械振动，一方面从机械设计制造、安装、运行等方面采取措施，可以将机械振动减小到最低程度；另一方面可在管道与机械设备接口之间装设柔性接头，这样可使管道与机械振动隔离，减少机械振动对管道的影响。 对于汽、液两相流引起的振动，尽量将产生两相流的节流减压阀件布置在下一级设备处，以缩短两相流的流程；节流减压阀采用消能防气蚀的结构。 对于高速流引起的振动，应在可能的条件下适当的降低阀后管道的流速。 对于主蒸汽、再热蒸汽管道，为了防止汽锤、地震力、风荷载引起的振动，可通过合理的设置阻尼器，减少上述偶然荷载对管系的破坏能力。 2.2 提高管系的固有频率 多数情况下，电厂管系的振动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，所以提高管道的固有频率是防止管道低频振动的有效方法。 影响管系固有频率的因素有以下几种： 流体流速。流速越高，管道的刚度越小，固有频率也随之降低。当流速继续增加达到临界流速时，管道会失稳。《电厂动力管道设计规范GB 50764-2012》对汽水管道介质推荐流速有明确的要求，因此，电厂中除安全阀排汽、疏水管道以外的汽水管道振动一般不是流速过高引起。对于安全阀排汽管道，安全阀排放会产生排汽反力，设计中采用设置滑动、导向和固定支架的形式来避免管道振动。 2）管道的径长比越小，管道的固有频率越小，管道的长度越长，从理论上讲管道越容易失稳。提高管系刚度最节约成本且有效的方法是，尽可能缩短管线、减少弯头（弯管）数量，但是，受设备布置和主厂房结构的限制，该方法的实施具有局限性。 3）提高管道固有频率的最有效途径是改变管道支吊架的设置。但该方法利弊共存，在提高管道固有频率的同时，会使管道其他特性变化。例如：管道的柔性减小、管道应力增加，甚至会使得管道接口的力和力矩超出设备允许值。 3某工程的计算实例 某600MW工程的高加疏水管道应用CAESAR II软件进行动态分析，通过控制管道的一阶固有频率，使管道避开低频率的激振源的影响，从而降低管道振动的几率。 水管道的流速一般在4m/s以下，激振频率小于3Hz，因此，假如管道的一阶固有频率大于3Hz，将能完全避免管道振动的可能性。在实际工程中，受各设备的相对空间距离、支吊架形式、生根面的选择等因素的限制，我们很难保证管道的一阶固有频率在3Hz以上。只有通过合理的设置限位、导向或固定支架，尽量提高管道的一阶固有频率。 该工程高加疏水管道布置首先满足了调节阀后管道短而直，为防止管道冲刷，阀后管道选用合金钢材质，第一个弯头用三通替代，并将管径放大一档，尽可能的设置滑动或导向支架。通过反复的静态和动态分析，调整支吊架设置，最终得出较理想的计算结果。表1为各高加疏水管道在是否增加限位支吊架的条件下，管道一阶固有频率和接口推力和推力矩的比较。
分析管道震动与裂缝的原因及其消除措施 摘要：管道振动与裂缝的存在严重干扰正常生产，造成安全隐患，积极解决这类问题对实现安全生产有重要意义。本文介绍了管道振动与裂缝产生的原因，并结合原因分析探讨了如何实现减震消震的举措，希望能够改善管道振动与裂缝现象，促使压缩机安全运行。 关键词：管道振动减震消震管架 石油化工领域往复式压缩机应用较为普遍，这类机械常见问题为管道振动与裂缝，尤其是压缩器工作时，缓冲罐等容器刚性连接的地方经常出血裂纹，不仅影响正常生产应用，还存在较大的安全隐患，所以积极分析压缩及管道振动和裂缝出现原因，并积极探讨消除措施，是实现安全生产的重要举措。 一、管道振动与裂缝产生原因 管道振动与裂缝的产生主要以气流脉动、共振和内部机械原因为主。往复式压缩机工作时需要通过活塞在气缸内的往复运动实现气体的吸入、压缩和排出，这种周期性运动决定了管道进出口内流体呈现脉动状态，一旦气流遭遇管件产生激振力，即可产生管道振动现象。管道内容纳的气体可称为气柱，压缩机工作时促使气柱不断压缩、膨胀，以激发频率工作，管道内部管件与支架组成弹性系统以固有频率运作，当激发频率与固有频率接近或相等时导致压力脉动异常从而产生管道内的机械共振现象[1]。内部机械原因主要为管道设计不合理、内部机械动平衡性能差、基础与支撑不当等，导致压缩机工作时出现管道振动现象甚至造成裂缝。 二、管道振动与裂缝消除举措分析 1.管道减震 目前，管道减震措施主要以三种为主，分别是通过控制气流脉动、合理设计管道来减少谐振发生，通过调整激发频率和固有频率避免其相近或固定，通过合理设计管道装配结构、调整牢固压缩机组实现减震目的。往复式压缩机内决定压力脉动和振动发生的二因素主要包括压缩机参数、系统噢诶之与压缩介质的物理参数，三种因素在振动的发生中有着重要影响[2]。 减震举措中，减少气流脉动是常见方法，可通过设置缓冲器实现减震目的，缓冲器内部的芯子元件可有效减弱压力脉动，效果理想。设置缓冲器是常用的时段，缓冲器的村子啊可有效调整气流脉动幅值，改变气柱固有频率，不过在缓冲器体积选择和位置安放上要注意选择气流脉动发源处以达到最佳减震效果。固有频率的调整是消除压力脉动、避免共振的有效方式，调整目的的实现可通过改变管路尺寸、走向和位置等举措达到目的，或者也可从用缓冲罐等设备实现目的。压缩机运转时通过调整主机平衡度可改变固有频率，在振动情况较为严重的管路
火电厂汽水管道振动原因及消振策略 发表时间：2016-10-20T13:56:10.263Z 来源：《电力技术》2016年第8期作者：代存鑫 [导读] 火电厂汽水管道内部运行的复杂程度很高，由于参数等的变化使的汽水管道的运行与维修故障难以被察觉。 国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司新疆哈密 839000 摘要：火电厂汽水管道内部运行的复杂程度很高，由于参数等的变化使的汽水管道的运行与维修故障难以被察觉，致使在火电厂汽水管道已经发生了严重的振动后才会有人注意到，但往往已经造成了很大损失，严重威胁到火电厂电力生产运行的安全与稳定性。本文分析了火电厂汽水管道系统振动的危害与产生原因，提请业界加强火电发电系统汽水管道振动方程的分析研究，对管道振动特性等进行多方面的考虑。并结合实际案例进行分析，提出消除管道振动的措施。 关键词：汽水管道；振动原因；对策分析 在火电厂运行中，振动是非常多见的故障。管道振动引发的问题包括吊架松动、管道疲劳运行等。当问题产生时，连接的设备由于推力的作用发生连锁反应。所以一旦振动发生，连带的设备都会受到影响，造成火电厂的停运或者是安全事故发生。汽水系统担负着重要的汽水循环任务。管道在汽水循环中发挥着运输作用，是火力发电厂中必不可缺的重要组成部分。 一、管道振动原因 根据振动原理进行分析。管道中重要的设备是支吊架以及各种泵和阀门、法兰。管路元件和设备的机械结构非常复杂。在受到振动力量的作用下会发生连锁反应。当我们研究管道振动时要考虑的两个系统：管道结构和流体系统。 管道激振力一般来自系统自身和系统外。自身的管道系统包括：与管道相连的泵、转动设备的振动、关内流体发生突变导致的流体不稳定流动引起的振动。系统外的振动包括自然灾害如地震、风力等引发的振动。 系统内部振动一般是导致管道振动的主要原因。振动对于电厂管道来说是一种反复发作的问题，但是其产生的危害性一点也不少于其他故障造成的损害。 1、管道内流体进行脉动时，会引发各种泵体进行工质加压。加压的方式不同也不连续，但是流体的压力和速度不断进行上下波动是振动的共性。脉动状态分为异径管、阀门管道振动等，共同产生激振力，导致管道发生振动[1]。 2、泵等设备在转动时间，会将振动力进行连锁传送，在泵转动时就会发生管道的振动。 3、管道内部流体流速过快时，经过减压阀门等元器件，产生共振。流体的流速越高，工质对管道产生的共振就越大。如果排气设备不够稳定，那么产生的应力就会更不稳定。管道振动是必然的，只是随着管径设计大小、流体流速大小而不同而已。 4、水锤在机调整和改造过程中需要开启和关闭，这个过程会导致高加疏水调节阀的突然关闭。管道内的水流速度就会突然发生变化。水压出现巨大的波动，呈现压缩和膨胀的情况，对管道内传递不稳定的脉波。压力增大导致管道发生晃动，最后与管道的频率发生重叠，产生共振。引发汽水管道发生稳态振动和瞬态振动的原因，还包括管道频率低，输送介质压力变化等原因，当管道在机组运行过程中被安排不恰当的位置，或者操作人员对给水管道的安装与操作出现了失误，也会引起管道振动的情况。 5、管道的固有频率按照国家有关火力发电厂汽水管道设计技术规定要求应大于3.5HZ，但在工程实际工作中，由于设计、施工、运行中各种干扰因素，使的载荷分配不合理、机组管道应力分布不合理、刚度不符合技术要求等现象并不少见，以上原因均可以导致管道固有频率没有按照规定进行配置，发生管道振动[2]。 二、管道振动消除措施 1、改变系统刚度，可以有针对性地增设限位支架、刚性支架等装置，对管系振动产生一定的治理作用。通过观察振动的位置和方向，可以计算出管系的频率，将振动的计算结果进行对比和分析。发现振力的来源并提出消振措施。 2、在查明振力来源的情况下，采取消除外界振源的方式可以提高管道的自身振力。包括：将管道连接的泵转动周期进行重新布置，将布置不合理的弯头三通、调整阀门和节流孔等关键进行重新布置。可以将介质压力变化进行调整产生激振力。 3、如果是由于操作不当引起的管道振动，快速关闭或者打开阀门，将水锤、气锤等进行调整，操作方式和次序发生改编后，管道瞬态振动的现象就会得到解决。 4、当无法查明振动的来源或者无法减小振动的力度的情况发生时，可以通过改变管道的特性来减小管道激振力的影响。一般采取的措施包括：改变管道的振动固定频率，降低管道对共振产生反应的特性，从而避免共振的发生。安装吸振装置对管道传导过来的振动进行消振。利用反作用力抵消掉部分振动，然后将管道进行重新配置，安装减振器等装置，或者安装阻尼材料，消耗振动的能量。 三、案例分析 某火电厂50MW机组安装投产后，由于主给水管道存在间歇性振动，因此破坏了管道结构的稳定性。对于机组装备的冲击和破坏作用非常严重，甚至威胁了管道、支吊架以及其他设备的运行。因此对给水管道进行了大调整。 1、跟现场勘察情况，首先进行了振动测试，对多处支吊架进行了现场测试后，传感器传来的测量结果包括管道振动频率、振动加速度和振动位移等。根据测量结果。采取了升降机组降低管道负荷的方法。当主给水流量和水压力发生巨大振动时，机组运行就发生了不平稳的状况，振动强烈。而当主给水量再次增大后，给水压力和管道振动均发生了增加。在对升降机组采取了降低负荷的措施后，给水量发生了改变。管道振动就相对缓和了。 2、根据测试，技术人员利用应力分析和模态分析软件，制作出管道的计算模型。这个模型中包含了管道的热态应力、静态工作应力，管道振动应力。对上述应力的数值进行了准确的汇报和分析。根据现场测量数据、得出了管道振动治理方案。 首先，从管道振动方面考虑，将管道走向保持不变，改变管道的阻尼和刚度，在节点350处加X方向限位加装了刚性支架，在节点250、260等处加装了阻尼器，在管道二次应力测试后增加了应力增幅。 第二，对管道进行静力分析。提供了管道的固有频率和刚度。将机组负荷提升到50MW后再降低到25MW，调整过程中管道的振动发生了变化，到最后只出现比较微小的振动。最大振幅不超过1毫米。
1 目的 为规范公司内部城市热力管网设计，特制定本规定。 2 范围 本规定适用于城市热力网设计。本次规定暂以蒸汽作为主要供热介质编制，今后将补充热水热力网设计的有关规定。 3 职责 由设计部负责组织实施本规定。 4 工程设计基础数据 基础数据应为项目所在地资料，以下为镇海炼化所在地资料。 自然条件 气温 年平均气温：℃ 极限最高气温：℃(1988年7月20日) 极端最低气温：－℃(1977年1月31日) 最热月平均气温：℃(7月) 最冷月平均气温：℃ 防冻温度：℃ 湿度 年平均相对湿度：79% 月平均最大相对湿度：89% (84年6月) 月平均最小相对湿度：60% (73年12月,80年12月,88年11月) 气压 年平均气压：百帕 年极端最高气压：百帕(81年12月2日) 年极端最低气压：百帕(81年9月1日) 夏季(7、8、9月)平均气压：百帕 夏季(7、8、9月)平均最低气压：百帕(72年7月)
冬季(12、1、2月)平均气压：百帕 冬季(12、1、2月)平均最高气压：百帕(83年1月) 降雨量 多年平均降雨量：mm 年最大降雨量：mm(83年) 一小时最大降雨量：mm(81年7月30日6时44分开始) 十分钟最大降雨量：mm(81年7月30日7时22分开始) 一次最大暴雨量及持续时间：mm (出现在81年9月22日14时16分至23日18时16分) 雪 历年最大积雪深度：14 cm(77年1月30日) 风向 全年主导风向：东南偏东；西北；频率10% 夏季主导风向：以东南偏东为主 冬季主导风向：以西北为主 附风玫瑰图 风速、风压 风速 夏季风速(7、8、9月平均)：m/s 冬季平均风速(12、1、2月平均)：m/s 历年瞬间最大风速：>40m/s(1980年8月28日NNW、1988年8月7日N) 最大台风十分钟平均风速：m/s(1988年8月8日E) 30年1遇10分钟平均最大风速：~ m/s(十米高,省气象局) 基本风压 ～(按离海较远取小值,靠近海岸取大值) 最大冻土层深度及地温 冻土层深度： 最大冻土层深度：50mm 地温: m最低月平均地温(2月)：℃
火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则 1 范围 本标准规定了对火力发电厂汽水管道与支吊架的检查、维修、调整、改造的基本技术要求，也规定了汽水管道与支吊架异常问题的处理办法和基本程序。 本标准适用予火力发电厂汽水管道与支吊架的检查、调整、维修和改造，其他管道与支吊架可以参照本标准执行。本标准不适用于核电站一回路管道、非钢制管道、内衬管道以及其他专门用途的管道。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 150 钢制压力容器 GB/T 1239.2 冷卷圆柱螺旋压缩弹簧技术条件 GB/T 1239.4 热卷圆柱螺旋压缩弹簧技术条件 GB/T 1239.6 圆柱螺旋弹簧设计计算 GB 3087 低中压锅炉用无缝钢管 GB/T 4272 设备及管道保温技术通则 GB 5310 高压锅炉用无缝钢管 GB/T 8163 输送流体用无缝钢管 GB/T 8174 设备及管道保温效果的测试与评价 GB/T 12459 钢制对焊无缝管件 GB/T 13793 直缝电焊钢管 GB/T 17116 管道支吊架 DL/T 612 电力工业锅炉压力容器监察规程 DL/T 695 电站钢制对焊管件 DL/T 850 电站配管 DL/T 869 火力发电厂焊接技术规程
DL/T 5031 电力建设施工及验收技术规范（管道篇） Dl/T 5054 火力发电厂汽水管道设计技术规定 DI/T 5072 火力发电厂保温油漆设计规程 JB/T 3595 电站阀门一般要求 JB/T 4704 非金属软垫片 JB/T 4705 缠绕垫片 JB/T 4706 金属包垫片 3管道系统 3.1一般规定 3.1.1 按DL/T 5054的要求，对设计己选定的管子和附件的材料进行核对，如果进行换管改造，应确定材质是否符合如下要求： a) 应按GB 5310的规定，选用中温中压及以上参数的较重要管道。 b) 应按GB 3087的规定，选用低中压参数的锅炉钢管。 c) 当选用压力小于1.6MPa及以下的管道时，可以采用焊接钢管，并符合GB/T 13793的要求，普通输送流体应符合GB/T 8163的规定。其他类别的管子不应使用在电厂汽水管道上。 d) 当采用国外生产的管道时，应按照生产国相关的标准执行，或按制造单位制造时所执行的标准，但技术性能不应低于我国标准的规定。 e) 在检查和维修时，应详细核对管子类别。如果发现问题．应书面呈报，并及时协调处理 3.1.2 对内径控制管，应按设计图纸、合同规定和制造厂保证的标准值检查内径和壁厚的偏差。对于外径控制管应按照订货标准执行。 3.1.3 应按DL/T 869的要求，检查管予和管件之间的焊接对口的内错边量应符合DL/T869的要求，管子加工坡口切割后的剩余壁厚应不小于对应设计参数的最小壁厚。 3.1.4 应按DI/T 5054和DI/T 695的规定检查管道附件，管道附件的材料宜与所连接管子的材料相一致，压力等级应不低于管道设计参数所确定的压力等级。如果需要验算，应按照DL/T 5054进行。重要管道管件的主要指标和检验要求应符合DL/T 695的规定，一般低压管道管件可按照GB 12459的规定。阀件应符合JB/T 3595的规定。 3.1.5 应按DL/ 5031的规定进行管道系统改造。管道系统中的压力容器（如扩容器、加热器、分汽缸等），应符合GB 150、DL 612及其相关标准的要求；电站主蒸汽管道、高低
简析锅炉汽水系统管道振动问题及对策 发表时间：2019-03-12T16:15:29.550Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：杨宜辉[导读] 摘要：根据近几年在锅炉事件变化与发展研究中可以看出，发电厂中有更多的汽水管，汽水管内部的热系统越来越复杂，导致管道产生振动。（阳西海滨电力发展有限公司 529800）摘要：根据近几年在锅炉事件变化与发展研究中可以看出，发电厂中有更多的汽水管，汽水管内部的热系统越来越复杂，导致管道产生振动。这种振动威胁着管道的安全运行。例如，高压供水管道和主蒸汽管道等管道都由于单位容量和参数的增加而振动。本文分析了锅炉和汽车系统中存在的振动问题，并提出了相应的解决办法。 关键词：锅炉汽水；管道振动；问题；对策引言;锅炉汽水系统在管道中发生振动的主要原因是各种设备和装置在实施模式中是复杂的机械形式，导致管道与支架的连接。随着振动的产生，系统形成振动。因此，要解决这种振动形式，不仅要改变管道的主体结构，还要降低管道的外部振动力。 1.汽水管的振动原理及危害汽水管道系统的振动非常普遍，主要发生在启停机和工作情况改变的时刻，在主蒸汽管道、水泵出入口、高温高压容器等管路出现，表现为管路和支吊架碰撞摆动发出噪声。汽水管道系统的振动越来越常见，振动主要由于力的交替变化而产生，会导致链接与管道的振动器械遭受影响和伤害，如果管道长期处于这种振动状况就会给安全生产带来极大危害，甚至造成严重的机动组非停事故。在电厂运行中，各管道纵横交错，微弱的管道振动对设备带来的影响较弱，但是如果振动强烈就极易导致机组非计划停运，振动产生的往复惯性力会导致汽水管道结构的破坏甚至局部泄露断裂，严重时会引起爆炸等灾害。另外，汽水管道振动产生的噪声还会影响现场工作人员的身心健康，操作人员易产生不舒适感，影响工作效率，也是安全事故多发的起因，同时还会对周围环境造成噪声污染。 2 锅炉汽水系统中的管道振动问题 2.1 激振力产生的影响激励力对管道振动的影响主要表现在三个方面。一是管道内脉动引起的影响因素。因为在管内的输液形式是利用泵、压缩机等将压力转化为动力的形式，使压力法实现为孔隙度。然而，这种压力法在管道中实现的平均压力产生恒定的波动，产生脉动现象的压力，最终实现了流量管道中的脉动现象。这种现象的存在，主要会影响到相对弯曲的管头、控制阀、节流阀孔板中死液的振动。一是液压冲击的振动。液体在管道中实施输送期间，因为在生产期间的调节作用，不断的启动阀门、水泵等操作，管道内的流体在生产过程中就会不断发生变化，不仅在速度上，动量上也存在较大改变。所以导致管内的压强值不断增加或减少，液体在流动期间就会产生锤击声音，从而形成液击现象。这也是水锤以及水击方式。液体在管内的流动改变了管道内的压力，不仅能使管子产生爆裂现象，还会降低压力，形成负压值，从而使管子失去平稳状态。而且，液击还能使管道发生强烈的振动现象，产生的噪音影响了管道系统的正常运行。最后一种为管道内流体在流动期间产生的速度，实现的振动现象。因为流体与管道的边界出现分离形式，从而使流体产生湍流，实现振动现象。 2.2 管道系统产生的影响管道系统在振动效果上产生的原因比较复杂，主要的发生形式可能是系统中相关设备在外部产生的动力现象，也可能是管道液体在输送期间，相关介质在流动中产生的复杂变化。系统在这种数值变化中，不仅是系统在设计数值上的影响变化，也是安装期间，在实际施工过程中产生的多种变化。特别是系统中相关类型设备的安装情况、管道在安装期间的相关尺寸以及管道在安装期间相关的布置形式、管道系统的支撑条件、约束条件、实际运行期间发生的变化趋势以及在设计期间对相关参数的设计趋势等，这些因素都能对管道系统的振动效果产生较大影响。管道系统是一种连续性的弹性系统，如果管内的固有频率以及激振力在连接期间产生较大频率变化，就会增加该系统在振动形式上的变化趋势。特别是一些结构比较简单的管道系统，在固有频率上的计算方式都会比较详细。在复杂系统中，也会由多个单元来代替，所以要对质量问题进行考虑。 3 解决锅炉汽水系统中管道振动问题 3.1 激振力的消除形式要消除管道外界的激振力，主要从三方面来改变。一方面，要调节泵、压缩机中的管道流体，使它们在动力源运行过程中能保持平稳运行，但在这期间，一定要保证实现持续并稳定的流场形式。一方面，要对弯头、三通、阀门以及孔板等管道中的元件进行合理配置，使它们能保持一定的流畅变化，从而降低管内产生强烈的激振力。最后一方面，要消减掉液击，主要是在阀门上实施缓慢关闭行为。根据系统工艺在设计期间的具体要求，将管道的长度尽量缩减。如果管道与液击源比较靠近，就要在管道周边安装安全阀以及阻尼器等设备，这样不仅能释放出液击中的能量，也能吸收液击中的大量能量。 3.2 消除管道的自然频率要消除管道中的固有频率，主要从四方面进行改善。首先，对管道结构实施全面的布局方式。改变管道系统在质量上的分布形式，使系统中的固有频率发生变化，这样不仅提高了管道中的刚度变化，还能避免管道中出现共振现象。然后，还要在管道中设置阻尼器，在管道比较固定的、能够起支撑作用位置，安装金属弹簧、橡皮以及软木等比较软性的材料进行连接，这样不仅能实现对振动的隔离，也消除了管道内的振动效果。其次，还要对管道的支撑位置增加以及调整方式，改变管道的支撑性质。如果改变管道之间的支撑性质，不仅能使支撑点之间的距离缩短，还能提高管道中相关的频率变化。还要将悬臂管两侧改变成简支管，使弹簧性的支撑管实现刚性的支撑管，这样不仅能加大同钉频率，也能实现良好的消除振动作用。最后，在工程设计期间，由于在现场施工中受条件的限制以及受工艺条件的限制，管道在位置方向的变化以及结构上的变化尺寸都不能改变，在改变以及创造方式上具有较大限制因素。所以，利用该因素的限制方式，就要对系统的固有频率进行改变、调节等方式。结束语：随着我国社会和经济的发展，我国的电力工业正在蓬勃发展。然而，在电厂实际运行中经常发生的汽水管振动也越来越受到人们的重视。由于振动管道的存在影响了企业的安全生产，因为管道的长期使用，能够产生一定的应变能力，尽管在强度比较集中情况下，也会造成较大破坏。特别是在焊接部分，接管的开口处产生破坏，管线与介质发生较大的生产事故，从而使管道产生振动现象，所以本文对相关问题的存在，实现了有效的解决形式。参考文献：
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
四大管道基础设计 简单介绍一下电力设计院四大管道的设计工作内容。 一个火力发电站工程的设计阶段一般分为：初步可行性研究设计、可行性研究设计、初步设计、施工图设计（其中包含司令图设计）、竣工图设计这五大主要部分。目前国内火力发电厂的设计招标工作通常是在可行性设计阶段或初步设计阶段进行，本次的主要介绍内容就是四大管道在可行性设计和初步设计投标阶段所做的一些工作。 四大管道的在可行性研究设计阶段及初步设计阶段的工作都是整个管道设计的一部，工作有相同之处，只是因设计基础条件资料的不同确定了其阶段重点工作的不同。因初步设计阶段的工作内容覆盖了可研内容，下面就初步设计投标阶段的四大管道设计工作做一个介绍。 设计工作的目标：向业主提供安全、可靠、经济、适用的设计方案。 四大管道设计所遵循的设计规程及规范：
下面以某一亚临界机组300MW工程主蒸汽管道的设计为例介绍四管设计过程： 首先确定管道设计的基础条件： 1）介质蒸汽 2）设计温度：取用锅炉过热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值。温度偏差值，可取用5℃。（注：按上述规程4） 锅炉厂所给主蒸汽出口参数为540℃，故本主蒸汽管道设计温度为545℃。 3）压力：
《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》（DL／T5366－2006）中规定：“对于单元机组（即一台锅炉和一台汽轮机或一台其他原动机）上装设能控制集箱蒸汽压力的自动燃烧设备的锅炉，主蒸汽管道的设计压力至少等于主汽门进口处设计压力的105%，或不小于任何汽包安全阀整定压力下限值的85%，或不小于管道系统任何部位预期的最大持续运行压力，取上述三者中的最大值。 对于直流锅炉，主蒸汽管道的设计压力也不应小于预期的最大持续压力。 对于与过热器出口集箱相连接的主蒸汽管道，除上述规定外，设计压力不应小于过热器安全阀整定压力的下限值或任何汽包安全阀整定压力下限值的85%，取两者中的较大值。” 以上标准是2007年5月1日开实施的，本例工程是2003年设计的，当时是按96管规。96管规规定主蒸汽管道压力“取用锅炉过热器出口的额定工作压力或锅炉最大连续蒸发量下的工作压力。 当锅炉和汽轮机允许超压5%运行时，应加上5%的超压值。” 故本例中锅炉厂所给主蒸汽出口参数为17.44MPa，不允许超压，故本主蒸汽管道设计压力为17.44 MPa。 4）端点位移：锅炉厂和汽轮机厂提供接口位置及端点热位移（注：一般主机厂会同时提供端点许用力及力矩。初步设计是需要对四管进行初步应力分析算的，主要是对四管布置是否合理给一个评估，可提前与锅炉厂配合四管在锅炉柜架内的合理走向。）5）管径（介质流速）管规推荐主蒸汽管道设计流速在40～60m/s。
汽水管道振动原因分析及治理 摘要:水击是压力管道中一种非恒定流，水击引起的压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。这种大幅度的压强波动，使管壁材料及管道上的设备及附件承受很大的压力，压力的反复变化，会引起管道和设备的振动，严重时会造成管道、管道附件及设备的损坏，对电厂的安全稳定生产构成严重威胁。根据水击发生的原因及其表面现象，及时采取适当技术措施，避免水击的发生，保证电厂汽水管道的安全运行。 关键词:汽水管道；水击；危害；防范处理 在热力发电厂生产中，经常会发生汽水管道的水击现象，如处理不当，管道的水击轻者增大了管道的流动阻力，重者损坏管道及设备，甚至危及人身安全，因此对汽水管道水击现象的防范处理对于保证热力发电厂的安全运行具有重要意义。 1. 水击现象及其危害 水击是压力管道中一种非恒定流，当管道中的阀门突然关闭时，管内流动的水会发生水击现象，管内流动的蒸汽会发生汽锤现象，即水流速度或汽流速度发生突变使管内的水压或汽压先突升形成压缩波，后突降形成压强波，并重复下去，一直衰减至稳定的压力。水击引起的压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。这种大幅度的压强波动，使管壁材料及管道上的设备及附件承受很大的压力，并伴随着管壁的扩张和收缩，引起管道强烈振动；同时，高频交变压力作用在管壁上，加之强烈的振动和流体的冲击，使金属表面打击出许多麻点，如果此时管道系统存在缺陷，则有可能对管系或设备造成破坏，导致事故的发生，严重时会危及调试人员或运行维护人员的生命安全。 1.1 蒸汽管道的水击现象及特征。在热力发电厂中水击现象最容易在蒸汽管道中发生，主要集中在主再热蒸汽管道、抽汽管道、汽封管道、高低加疏水管道等，蒸汽管道产生水击通常是以下几种状态比较普遍： （1）蒸汽管道由冷态备用投入运行，因进汽阀门开启过快或过大导致管道暖管不充分，疏水不彻底，致使送出的蒸汽部分凝结成水，体积突然缩小，造成局部真空，周围介质将高速向此处冲击，发出巨大的音响和振动，从而产生水击。 （2）汽轮机、锅炉负荷增加速度过快，或者锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道，发生汽水冲击，造成管道振动。 （3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道发生水击，产生剧烈的振动和刺耳的声响。蒸汽管道发生上列水击现象时，主要的特征一是管道系统发生振动，管道本体、支吊架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈；二是管道内发出刺耳的声响，如