电厂管道、阀门振动造成的危害分析及处理措施研究

王远

摘 要：社会不断发展背景下，各行各业生产发展速度日益增加，对电力需求也逐渐增大。但是，当下我国电力产业主要依赖火力发电，火力电厂中若系统管道及阀门产生振动，将影响整体系统稳定性，进而影响生产和生活的正常用电。为提高电力系统稳定性，文章对电厂管道、阀门振动危害详细分析，并对具体处理措施详细分析，旨在为优化电厂管道及阀门振动奠定坚实基础。

关键词：电厂；管道；阀门；振动；危害；处理措施

当下火力发电厂，通过燃料燃烧加热，驱动水蒸气，推动电力装置产生电力，在电力系统中，阀门及管道稳定性直接决定系统运行效果[1]。在发电技术不断进步背景下，火电厂单机容量大大增加，对阀门及管道稳定性提出新的要求。但是，管道及阀门受材料、质量等多方面因素限制，实际使用中常出现管道振动，严重影响管道稳定性，导致管道及阀门易损，寿命缩短，严重的甚至导致管道及阀门开裂，污染周围环境，影响电厂安全性。

1.电厂管道及阀门振动可能造成的影响

电厂管道及阀门对应动态及静态的盈利分析具有相对性，其对应的构建破坏属于疲劳性破坏，振动响应上可采用时间函数合理表示[2]。在原理管道阀门的疲劳性损坏上，其主要是管道和阀门高程度循环，导致破损发生；低循环疲劳也会引起破损出现。此外，电厂管道及阀门产生振动的原因具有多样性，应正确分析振动可能造成的危害，进而针对可能出现的振动制定对应的解决措施，以达到减振效果，确保电厂稳定供电。

1.1振动影响管道及阀门寿命

振动将导致阀门及管道徒增机械运动，导致运动部位产生大量金属疲劳，最终影响阀门及管道的实际使用寿命。若管道及阀门为经过合理的维护处理，长久发展下，振动幅度增加，电力生产中易出现破裂现象，导致意外损失出现，影响电力生产稳定性。

1.2对原本发电系统造成破坏

管道及阀门不断产生振动，也会对周围设备稳定性造成严重影响，破坏发电系统中其他设备稳定性。大量的振动产生，导致管道及阀门连接部位连接效果下降甚至失效，对系统连接造成破坏，进而间接导致接管座产生开裂，输水管受到影响，发生断裂，支吊架失效，整体发电系统不稳定因素饥饿中不断，导致灾难性事故出现[3]。除此之外，若发电系统中高压蒸汽管道发生开裂事故，直接对操作人员及电力系统造成不可挽回的伤害，后果严重。

1.3对管道及阀门自身造成的破坏

若阀门产生的振动速度高于管道振动速度，导致管道及阀门两者振动幅度明显增加，导致阀门元件逐渐脱离管道，失去阀门原本效果，对管道及阀门自身造成一定破坏，徒增系统故障，导致发电机组被迫停机。

1.4影响仪器仪表稳定性

电厂发电系统中，管道及阀门和各类精密仪器设备紧密相连，若管道及阀门振动，将对精密仪器仪表指针稳定运动造成影响，对仪器仪表造成直接影响，影响设备运行稳定性，造成仪表读数出现加大误差。

2.电厂管道及阀门振动的不同类型

2.1管道共振

电厂电力生产中，水/蒸气在管道中运动，必然会对管道阀门造成一定振动，此种真东北称之为管道共振。管道共振本身不可完全消除，只能以科学方式，尽可能降低管道振动程度。管道共振主振频率一般为5Hz以下，属低频振动，振动具有连续性特征。电厂电力生产中。若存在较大的共振振奋，共振相应强烈，对设备及管道将造成较大危害。管道共振受管道运行中某个阶段的固有频率影响，和管道中介质流动激振力频谱低频主振频率接近，导致振动产生。这种频率接近将产生共鸣振动，也就是管道产生共鸣振动，对发电系统稳定运行造成严重不良影响。

2.2强迫性振动产生

发电系统运行中，介质发生激振，且激振频带广、强度大，则对应的管道也会发生振动，但此时不再是管道共振，属强迫振动。对强迫振动而言，其自身主振频率并不清楚，主振频率中含有不同频率成分，导致强迫振动强度增加，且治理难度较大。

2.3阀门自激振动产生

阀门自激振动主要是阀门自身影响，，产生振动。若阀门自激振动受到控制，则系统中的激振将会消失。 若阀门自身开度较小，对应介质流动变化将明显增加，导致局部压力产生波动，引起激振力产生，阀门片、芯等受到影响，被迫发生振动。

3.对管道及阀门振动的治理方式

为实现对电厂生产中管道及阀门振动的有效治理，需对管道布局及阀门安装图纸详细分析，对原本的管道应力、规范安装、运行历史记录、刚性约束图等深入研究，在管道现场对管道振动勘探，记录振动发生，检查支吊架是否符合要求之后，对存在问题的部位及时拍照记录。

3.1对管道进行全面检查，重点检查一下几点：（1）检查原减震位置及约束点，观察安装工作是否合理，符合设计要求。（2）检查管道在运行中是否稳定，对有膨胀存在的管道及时记录，对膨胀部位拍照，采取合适措施维护。（3）检查支吊架状态及受力情况。

3.2对管道及阀门出现振动的，对振动发生详细测量，处理对应数据，获取管道发生振动时的振动时域图及频谱图，方便对管道振动进行合理分析。

3.3利用计算机信息技术优势，对管道模态合理分析，计算管道固有频率，对管道振型深入分析，了解振动发生。之后，对管道的实际应力进行计算，检查管道是否具有可靠的柔性。得到应力结果后，提交所需的材料清单及减振实施方案，指派管理人员监督减振方案落实。

3.4.振动处理的建议

管道振动的治理，若发现支吊架出现松动，导致管道及阀门出现松动，应重视对支吊架的合理调整，可通过焊接方式，加固支吊架；若发现是管道自身的振动频率和設备的激振频率相接近（管道振动）导致振动产生，课增设支吊架，以此解决管道振动问题。针对管道及法门镇东的源头无法准确获取的情况，可在振动幅度较大的位置，增加科学的减振器，采取物理方式减少振动产生。此外，在电厂正常生产中，也可对节流孔板进行改造，减少管道及阀门振动产生，可通过增大或缩减流量的方式，优化电力生产运行系统，从源头上减少振动的产生。

管道振动的检查人员在分析管道及阀门振动的原因时，还要考虑到以下几方面内容：（1）管道自身的最大振幅、振动频率等数据。（2）和管道及阀门有直接联系的仪器设备是否受振动影响。（3）分析管系中主管道上小管的振动特性。（4）检查支吊架类型，了解刚性支吊架和弹性支吊架之间的区别和联系。

综合检查，若发现管道系统振动的程度对实际电力生产影响不大，在规定震动范围内，则无需进行深入评估。若发现管道及阀门振动剧烈，严重影响电力生产及配送稳定性，可按照《火力发电厂汽水管道振动控制导则》内部方式，对管道振动合理评估，有针对的制定优化方案，尽可能减小管道振动。

4.结束语

综上所述，在电厂管道、阀门振动造成的危害分析及处理措施研究中，要认识到管道及阀门振动对对应设备精确运行的联动性影响，要求电厂负责人员掌握基础振动知识及处理方式，通过合理的方式减小管道及阀门振动产生，延长对应设备使用寿命，对现场管道、阀门振动进行科学评估、治理，减少故障发生，促进电力行业可持续发展。

参考文献：

[1] 王东志， 王金龙， 刘红永. 核电厂消防水泵管道振动问题分析及应对措施研究[J]. 给水排水， 2017（s2）：92-94.

[2] 吴蔚宇， 王小艳， 胡沁坤，等. 电厂高旁阀振动原因分析及处理[J]. 湖南电力， 2017， 37（3）：65-67.

[3] 赵亚楠. 火力发电厂管道、阀门振动危害及处理[J]. 现代国企研究， 2018， No.134（08）：109-110.