浅谈锅炉汽水系统管道振动存在的问题与对策分析

周祥

摘 要：根据近几年在锅炉事件变化与发展研究中可以看出，电厂锅炉由于管道的振动导致泄漏现象以及相关事故的爆炸等现象。不仅损失了企业在生产期间存在的经济效益，也影响了人们的生命安全。所以说，防止管道振动现象的发生，提高管道在结构设计上的抗振能力。本文就要针对锅炉汽车系统管道中在振动上存在的问题进行分析，找出相关的解决对策。

关键词：锅炉汽水；管道振动；问题；对策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.066

0 引言

锅炉汽水系统在管道中振动的主要原因是管道与支架在连接方式上导致的因为各个设备以及装置在实现方式上是一种复杂性的机械形式，随着激振动的产生，系统形成振动现象。所以，要解决这种振动形式，不仅要改变管道内的主要结构，还要降低管道的外界激振力。

1 锅炉汽水系统管道振动存在的问题

1.1 激振力产生的影响

激振力对管道的振动影响主要表现在三方面，一种是管内的流脉动造成的影响因素。因为在管内的输液形式是利用泵、压缩机等将压力变成动力的形式，实现了加压方式是间隙性的。但这种加压方式在管道内实现的压力平均值产生不断波动现象，产生压力的脉动现象，最终实现流管内的脉动现象。这种现象的存在主要会死流体在比较弯的管头处、控制阀上以及节流孔板等元件上，随着时间的变化出现较大激振力，从而影响系统内部出现振动现象[1]。一种是液击影响的振动。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。

1.2 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[2]。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。

2 锅炉汽水系统管道振动问题的解决

2.1 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[3]。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。

2.2 管道固有频率的消除形式

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[4]。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。

3 结论

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：

[1]齐治国.船用锅炉汽水系统数学建模及仿真的研究[D].哈尔滨工程大学，2003.

[2]朱丽华，王振峰，岳琴，孙军.余热锅炉管道及汽水流程系统的设计与布置[J].电站系统工程，2011（02）：72+74.

[3]李瑞东，刘永强，马征.火力发电厂基建期间锅炉汽水系统阀门泄漏预防措施[J].内蒙古电力技术，2011（03）：107-108.

[4]李娜.超临界锅炉汽水分离器变工况应力与寿命分析[D].华北电力大学，2013.