李士彪

山西大唐国际临汾热电有限责任公司

高加投运过程中正常疏水管振动原因分析及解决方案

李士彪

山西大唐国际临汾热电有限责任公司

大唐国际临汾热电2号机机组高加正常疏水管道自机组试运投产以来在机组启动投运高加时一直存在着较为明显的振动现象，本文主要探讨了异常振动产生的原因，并对比现场数据逐一进行了排查，最终确定了异常振动产生的主要因素，并提出了改善方法。

电厂；高加；振动

1 引言

大唐国际临汾热电2号机机组高加正常疏水管道自机组试运投产以来在机组启动投运高加时一直存在着较为明显的振动现象，造成高压加热器不能正常随机滑启投运，直接影响机组启动时间，汽轮机运行的安全性和回热效率，同时容易造成锅炉低负荷阶段后屏超温。

2 振动原因分折

汽水管道振动以介质不稳定流动引起的振动为主。也有一部分是由于汽水流动产生的激振力与管道的频率发生共振所产生。处于饱和状态的高加疏水经调节阀减压后，压力突然降低，疏水迅速汽化扩容，体积增大，在管道内部形成汽水两相流动，介质流动阻力剧增，产生汽水冲击现象，引起管道振动，而管道两相流动介质的流程越长，产生管道振动的效应就会越大。管道振动对管道的危害很大，它不仅会加速材料的疲劳损坏，大大缩短材料的使用寿命，而且容易引发阀门、管道焊接处的破坏失效。

高加疏水管道振动估计与下列几个因素关系较大：管道设计存在一定缺陷，支吊架系统存在调整问题，高加存在低水位运行现象，疏水调节阀调节性能效果或布置不合理，高加内汽水分离隔板存在异常等。

3 原因排查

通过对2号机组高加疏水管道振动的初步分析，我们对造成高加疏水管道振动的原因遂项排查并处理。

3.1 管道设计存在一定缺陷。现场发现，2号机组管道长度比1号机组要长，使管道阻力增加，这一现象是现场2号机组设备布置形成的客观存在，不可再改变了。

3.2 支吊架系统存在调整问题。在长期运行过程中，支吊架系统可能存在一定的调整偏差问题。如不规则松动，支撑不受力等。在对整个管道系统的支吊架重新调整，使各个支吊架受力均匀，管道尽可能的使之水平或垂直，经对支吊架调整后，振动有所改善，但未能消除。

3.3 高加投运时存在低水位或无水位运行现象。我厂卧式加热器低于正常水位38毫米为低水位。水位的进一步降低(一般超过25毫米)会使疏水冷却段进口(吸水口)露出水面，而使蒸汽进入该段。这将破坏使疏水流经该段的虹吸作用，并产生下列失常情况：

⑴造成疏水端差的上升。

⑵由于泄漏蒸汽的热量损失，使性能恶化。

⑶在疏冷段进口处和疏冷段内引起汽水混流冲蚀性危害，而使管子损坏。

为确定是否漏气，可比较疏水出口温度与给水进口温度。在设计工况时，疏水温度大概高于给水进口温度5.6℃到11.1℃，如疏水温度高于给水进口温度11.1℃至27.8℃，则疏水冷却段可能汽水混流，进入疏水管道，存在两相流动，引起振动。

3.4 疏水调节阀调节性能效果或布置不合理。疏水调节阀要根据设备使用的参数：流量、压力、温度等实际情况需要来选用，并尽可能靠近接收疏水的容器处。因为疏水流经调节阀时有较大的压降，容易在阀后出现“闪蒸”而形成汽水两相流动，引起疏水管道的侵蚀和振动，尤其是像高压加热器通向除氧器的疏水管道。我们现场检查，疏水调节阀装在靠近除氧器处，疏水经调节阀出口通过一米的直管段和一个弯头就进入除氧器了，调节阀完全满足运行工况的要求。

3.5 高加内汽水分离隔板存在异常。如果高加内汽水分离隔板存在冲损现象，则破坏了水封作用，使高压蒸汽进入疏水管柬，形成汽水两相介质流动，发生振动。鉴于我厂自试运阶段三台高加都有此现象且高加正常运行时并未有疏水管路振动过大情况出现，所以基本排除此种可能性，并未对高加内部汽水隔板进行过检查。

4 采取的措施

4.1 降低管道振动通常从以下几方面考虑：(1)从优化运行角度降低振动；(2)降低阀门、截流装置等管件对管内介质流动的影响；(3)分析介质激振力与管道固有频率的相关性。在优化运行和改变管件设计无法实现的情况下，可通过改变管道系统的刚度降低管道振动，这也是较常用的方法。

管系的固有频率与系统的刚度有直接关系，刚度越大，固有频率越高。管系固有频率的调整主要通过调整系统刚度来完成，通过调整管道系统的固有频率避开激振频率，从而降低管道对激振力的响应。影响管系刚度的主要因素有管道走向、管径、壁厚和管道支撑状况等。减少弯管数量、增大管径和壁厚、增设支架都能够使管系的刚度提高。在大多数情况下，管径、壁厚不可改变，因此只有调整管道走向和管道支撑，而这两者中更常用的是通过调整支吊架系统和增加减振支吊架来降低振动。

4.2 进一步核实高加水位。就地水位计的真实零位也受到很多因素影响，如水位计水柱上下的压力，水柱静压等，真实的高加水位对运行关系很大。

4.3 尽快使高加建立水位运行。通过多次投运高加观察，高加水位与疏水管道振动的关系。在保证安全的前提下，尽量建立高加水位，观可有效控制疏水管道振动，同时适当开启正常疏水调门前放水门，排放积水，提高正常疏水管道温度也可有效控制疏水管道振动。

4.4 对支吊架系统进行重新调整。按设计要求，对支吊架系统进行重新调整，使之符合设计要求，增加管道系统的刚度，减小由支吊架引起振动的可能性。

5 结论

2号机组的疏水管道振动的主要原因是管道设计存在一定缺陷。与下列几个因素也有一定的关系：支吊架系统存在调整问题，高加投运时存在低水位运行现象等。通过投运时尽快建立高加液位可有效控制这一现象。

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