浅谈锅炉汽水系统管道振动存在问题与解决对策

摘 要：锅炉汽水管道在火力发电、化工等企业的生产工艺中是不可缺少的设备，而且分布广、面积大，由于振动引发的安全生产事故居高不下，因此，为了实现安全生产，优化工艺，必须对锅炉汽水系统管道振动存在的问题与解决措施进行深入研究，以有效防止高温下的锅炉受管道振动的影响而发生爆炸等安全生产事故。本文结合火电厂锅炉汽水管道振动控制的实际经验，对管道振动存在的问题与解决对策进行了研究。

关键词：锅炉汽水系统；管道振动；锅炉运行；管道泄漏；管道爆炸；火电厂

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.199

从火力发电厂发生的多数安全事故来看，汽水管道振动引发的高温锅炉爆炸占主要原因，受温度、固定、腐蚀老化等多种因素的影响，锅炉汽水管道由于维护不及时，或者不足够重视，在生产运行过程中，或多或少都会出现局部或整体的振动，振动幅度小、时间短，一般危害不大，震动剧烈而且幅度大，时间长，就有可能破坏固定设施，扭断或者错裂管道，发生蒸汽外泄，突发安全生产事故，严重者，危及锅炉的安全生产，造成爆炸。因此，需要对锅炉汽水管道振动存在问题与解决进行研究。

1 高温锅炉汽水管道设备系统运行状态下的振动问题

1.1 管道内水流不平衡产生激振力造成的管道振动

首先，受温度、压力、水量、流动速度、跑冒滴漏等多种因素的影响，锅炉汽水管道内水流脉动有时难以保持平衡，就会产生激振力，由于管道内的水都是通过汽泵压进去的，汽泵运行过程中连续增加压力会有一定的间隙，也会造成管道内水流脉动不能平衡，也会产生激振力，影响汽水管道的平稳运行。

其次，受液击作用影响也会引起汽水管道振动。锅炉汽水管道中的水流受泵压增大减小、阀门关闭打开控制水量、蒸气密度等因素的影响，液体压强值不断变化就会发生液击现象，轻微的液击现象会使管道发出锤击响声，强烈的液击会使管道发生振动或者爆裂，破坏锅炉汽水管道安全平稳的运行状态。

第三，管道内水流速度发生改变而引起的管道振动。锅炉汽水管道内蒸汽水流不停地流动，有时流动液体与管道某些位置发生脱离，空隙增大，从而改变水流速度，就会促进管道内水流速度发生起伏不定的变化，就对管道的稳定性产生较大的影响，因而发生振动。

1.2 管道设备材料质量、安装施工质量问题造成的管道振动

一般情况下，锅炉汽水管道某一段位的蒸汽和水温度、速度是一定的，由于管道壁的厚薄不均匀，或者安装错位偏差，或者管道内的光滑度不同，就会引发水流在管道内的不平衡运行流动，液体与蒸汽不平衡地撞击管道内壁，管道内液体的压强时大时小，水汽速度时快时慢，因而引起管道的振動。另外，在管道系统安装施工过程中，接口的处理，粗细管道的搭配、走向的设计、管道长短的控制等都有一定的技术参数，设计和施工过程不认真对待，就会留有事故隐患，管道投入使用后，蒸汽水流流动运行不能满足安全平稳运行的需要，就会使管道发生振动，引发不同级别的安全生产事故。

1.3 环境或外力造成的管道振动

由于锅炉汽水管道较多，走向复杂，平行竖直、交叉拐弯、粗细搭配等，整个车间形成了管网，由于不良天气发生的雷击、风吹等外力作用，都会对管道的平稳运行造成直接影响或损伤；还有管道车间的人为活动造成的他物与管道的碰撞、冲顶、猛砸等，不仅会改变管道的形状，还会造成管道的破裂，从而引发管道的振动，造成不同程度的安全事故隐患。

2 锅炉汽水系统管道振动存在问题的解决对策

2.1 实时监控，观察判断，排除隐患

锅炉管道发生振动从无到有，从小到大是逐渐发展起来的，突发的外力撞击，或者坠落重物的砸伤等问题的发生不多见，也不会轻易发生，平时不注意观察，隐患排查不够，或者对细小问题不重视，养虎为患，以致轻微的毛病得不到排除，日积月累，管道中的流动水汽受到影响，引发管道的振动，从轻微振动发展到剧烈震动。防止锅炉管道发生振动的主要措施与对策，就是加强监控，及早排除隐患。一是充分利用计算机网络技术和相关软件，对管道内水汽流动的数据信息，进行实时监测，发现隐患信息，立即着手排查、修缮；二是健全和完善管道系统设备运行过程中的日常定期维护保养制度，发现带有腐蚀损伤或者变形的管道，及时更换，严禁管道带病作业；三是定期开展管道振动隐患的专项治理。根据生产作业时间的长短和环境、水质、温度的影响，确定管道振动专项排查治理的期限，并明确专人负责实施，制定科学规范的专项治理方案，严格各项操作规程，实现规范运作，科学整改，确保管道运行平稳安全。

2.2 具体问题具体分析，快速解决

由于引发管道振动的原因是多方面的，因此要具体问题具体分析，制定专门的整改方案，实施维修完善工作，力求快速解决问题，严防拖拖拉拉，引发次生事故。首先对信息中心或者仪表监测检测的不安全信息，进行分析和处理；其次，一旦发现锅炉汽水管道发生任何振动的迹象，就要结合仪表信息，查找原因，及早排除隐患。第三，对锅炉管道周围的相关施工密切注视，并做好管道安全的防护措施，严防其他施工对管道安全运行的影响。第四、在计算机信息中心数据库，建立管道振动维护档案，按照管道的规格、方位等依次排列，保证维护经验发挥积极的作用。

2.3 优化管道的防振措施

在生产作业中，之所以锅炉管道会发生频繁的振动，跟不完善的避振系统和措施是有主要关系的，从目前来看，大多数企业的锅炉管道避振措施和装备设施形不成完整的系统，以致形不成高效的维护机制，都是零碎的修补，难免首尾顾不到。因此，必须优化相应的防振避振措施。一是健全锅炉供热车间管道设备防振避振系统，做到监测、装备、人员三到位。二是严格工程安装的质量验收。对安装完成的管道系统，进行认真的作业测试，确保各项安全指标满足要求后，再投入使用。三是完善管道振动维护的应急预案，防止突发事故造成的管道破裂振动的升级和危害加大。四是要去维护人员严格按照维护工程技术标准规范操作、科学施工，保证质量。

2.4 有效改变管道的工质参数

造成锅炉汽水管道振动的原因很多，大部分来自诸多因素的共同作用，压力不足或者增大能够影响汽水流动速度的变化，管道内液体压强的变化，对管道侧壁冲击力度的变化；汽水流动速度的快慢或者不正常的变化，就会增加激振力发生机会，影响管道运行的安全性；温度的高低变化使管道系统的热胀冷缩导致发生管道的振动，因此，通过改变锅炉管道汽水的温度、流速和压力压强等工质参数，使其保持安全数值范围，就能防范管道的振动。一是利用计算机专用软件技术，对锅炉管道内的汽水流的工质参数在线监测，进行安全控制；二是对影响锅炉管道汽水流动安全工质参数的各种隐患，随时优化整改，时刻维护锅炉管道汽水流动的工质参数始终保持在安全范围。三是弄清影响工质参数不正常的原因的源头，彻底根除。比如管道系统温度高低是由管道内温度工质参数大小决定的，参数高，整个系统温度上升，管道受熱膨胀的程度就大；管道内汽水流动速度工质参数安全，就不会发生汽水流顶撞管壁，影响管道平稳运行。因此，确保锅炉管道汽水运行安全，要从源头上查找原因，进行控制。

2.5 搞好管道平稳运行的综合测评

为了确保锅炉汽水管道系统的安全平稳运行，搞好管道平稳运行的综合测评，有利于设备的及时维护和生产安全。结合设备维修和专项治理，以及安全生产大排查的机会，对管道系统定期进行平稳运行的综合测评。一是针对各项工质参数进行测评。工质参数能够显示管道运行的安全质量，测评不合格的设备及时维修更换；二是结合生产运行中发生的问题，对锅炉管道的结构进行测评，发现问题及时整改，及时调整管道的规格、走向，使水汽流动顺畅、平稳、安全。三是定期进行锅炉管道全面的综合测评，形成安全生产的主要措施，并不断规范，以促进管道运行的安全、平稳，创造安全生产的环境，提高管道安全平稳运行的能力，杜绝激振力的发生和发展。

3 结束语

锅炉汽水管道振动存在问题的解决是企业实现安全生产的一大保障，随着高新技术设备的开发和产生，对管道安全运行的工质参数、状态、结构等因素的监测越来越规范，越来越科学，维护整改的方式方法越来先进、高效，对采取的措施方案的研究也不断引起企业相关人员的重视，有利于管道振动问题的及时解决，有利于安全生产水平的不断提高，因此，新形势下注重对锅炉汽水管道运行安全的研究，能够增强企业的市场竞争力，值得肯定。

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作者简介：李建军（1979-），男，河南许昌人，本科，工程师，研究方向：电厂锅炉。