浅谈火电厂汽水管道几种典型的振动.doc

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