火电厂高加疏水到除氧器管道支吊架振动治理

火电厂高加疏水到除氧器管道支吊架振动治理

郑全喜

(内蒙古华伊卓资热电有限公司012300)

摘要：热力火电厂汽水管道振动是常见的威胁安全生产的因素，尤其对人身安全构成极大威胁。火电厂#1机组高加疏水至除氧器管道就长期剧烈振动，同时弯头冲刷及焊缝泄漏异常。

关键词：高加；疏水管道；振动；疏水调整门

长期以来高加疏水到除氧器管道振动一直影响着火电厂机组安全经济稳定运行。调查表明,火电厂机组按常规设计的高加疏水到除氧器系统管道存在着高频低幅、低幅高频等不同程度的振动问题,造成高压加热器不能正常投运,直接影响汽轮机组运行的安全性和回热效率,有时甚至会出现人员伤亡的严重工业事故。因此,防止和消除高加疏水到除氧器管道振动是保证高压加热器安全投运的条件之一,对提高电厂机组经济和安全运行起着重要的作用。

1概况

火电厂#1机组为东方汽轮机厂生产的NJK型超高压三缸两排汽中间再热凝汽式间接空冷汽轮机，在2005年投产。高压加热器为立式表面换热器，型号JG-400-1，汽侧压力2.691Mpa，疏水温度170℃。除氧器工作压力0.77Mpa，工作温度169℃。高加疏水至除氧器管道规格为￠219*6的碳钢管道，管道介质为汽水混合物，温度为200℃，压力为1.5MPa。我厂高加疏水是靠装在零米的自动调节装置就能满足疏水要求，这种技术在其他电厂都有成功的表现。但我厂高加疏水管道在运行中水平振动明显加剧，水平振动部位在,20米到进除氧塔之前的一段管道上。

2、原因分析

（1）管道支架松动、断裂，起不到固定和悬吊的作用，应进行重新加固和更换。我们对现场支吊架做了详细检查，重点放在20米以上，因为20米以下管道振动平稳，原因是固定支架与管道有效接触，弹簧吊架处于正常中间位置，简易支架略有松动，调整好后，整个管道振动没有改善。（2）管道太长、支吊架数量不足或不知位置不合理。应增加支吊架数量和对其位置重新布局。从这个角度检查，我们请教了专业人员并协助勘察了支吊架的布置，听缺了专家意见，然而，支吊架的布置也没有明显不合理。（3）各加热器疏水管道出现两相流动，而引起管道振动。应控制好加热器水位、压力，避免无水位运行。从运行方式上做了些试验，在运行协助下，反复调整高加、疏水量（同时操作高加危急疏水电动阀来配合，防止出现高水位和低水位的危险工况）。在不同疏水量的前提下多次对比管道振动变化，结果也没有明显效果，振动基本上维持剧烈振动状态。（4）管道内部积水。应开启相应管道上的疏水门，排尽积水。由于高加疏水至除氧器的疏水本身是汽液两相流，对管内的积水不会受其影响，可以排除这方面的因素。（5）各管道自然补偿弯管处的疏水点位置布置不当或数量不足，应改善疏水路或增加疏水点。由于高加至除氧器疏水管从0米到除氧器平台线路长，弯头多，再有弹簧吊架的支撑，工作温度仅200℃，向上和水平热膨胀的空间很大，这从现场固定支架和弹簧吊架的状态可以判断出来。（6）高加泄漏，会引起疏水量的异常和水位的异常。从2007年至今，曾经发现泄漏，表现出来的症状是高加联成阀开不起来，查到漏点处理好以后，便正常开启。（7）暖管不充分使管道内部温差较大，产生过大热应力而引起管道振动。从设计上对高加至除氧器疏水管道未作具体的温升要求，由于高加至除氧器疏水管道从零米到除氧器平台线路长，弯头多，又有弹簧吊架的支撑，向上和水平热膨胀的空间很大，不需要考虑向除氧器疏水的暖管因素的影响，即使是有影响，也只能是暂时的，正常运行以后便会消失。（8）管道本身结构上不合理，管件繁琐，引起工质流动性受到过多干扰，流体内部产生大量剧烈扰动，通过管道的振动表现出来。高加疏水至除氧器管道振动剧烈部位在接近除氧器水平段。流体流动时，总是受到摩擦力的阻滞，也就是所说的沿程阻力；同时，流体与局部装置之间发生碰撞、产生漩涡，，使流体流动受到阻碍，就是局部阻力，这种阻碍多产生在急变流动区域。在20米层上的半空中两个弯头中心距700mm，振动大的位置，怀疑就是这个位置存在急变流动区域。为了防止运行中因频繁大幅度摆动拉裂焊缝的突发事故，临时自制了两个带弹簧的水平支架，靠弹簧来限制和吸收变形能量，减小直接对焊缝的弯曲破坏作用。振动没有减小只是被弹簧缓解一部分，但振源没有消除，需要在停机中继续改进。

3、目标确定和具体措施

（1）通过以上逐步的分析、试验，主要原因集中在高加泄漏和管道系统连接方式两个目标上。（2）具体措施：#2高加泄漏利用#1机组小修，仔细检查#1高加是否泄漏，具体措施：向水侧注入足够的水，#2高加充分冷却下来，关闭汽侧所有的阀门，防止跑气；再向汽侧冲入压缩空气观察。观察的结果是未发现水侧冒气泡，确定#2高加没有泄露。管道结构#2机组小修，将半空中的两个弯头果断去掉，将管道系统上振动大的两个弯头去掉了，并取消了原来自制的水平弹簧支架，开机运行带满负荷以来，振动急剧下降到正常状态。至此，#2机组高加至除氧器疏水管道振动问题得到圆满解决。检查#1高加到除氧器疏水调整门,2007年5月对#1高加疏水到除氧器调整门进行了换型,由角式换成笼式的调整门。投运#1高加后发现高加水位还是没法维持,后又经过拆除此调整门阀芯后高加水位虽然可以维持,但高负荷时仍难维持,管道仍然振动。后又将#1高加疏水到除氧器逆止门阀芯拆除后管道振动仍然存在,同时又对该逆止门内部进行了仔细检查,发现逆止门翻板活动灵活而且可以全开到位,证明疏水逆止门阀芯是没有问题的。拆除疏水调整门和逆止门,确认里面很干净,也并未发现有杂物堵塞。

火电火电厂中汽水系统管道振动大给安全运行带来很大危害,它不仅加快管道材料疲劳损坏,缩短材料使用寿命,还会引发管道及管道焊接处爆裂、阀门失效的危险,危及人身、设备的安全。因此对这类异常应高度重视,避免引起人身设备事故。这里我们就#1机#1高加疏水至除氧器管道振动进行了运行情况的检查分析和系统设备异常分析,在查找分析过程中,先后对#1高加疏水调整门、逆止门、手动门、管道支吊架、高加水位及#1高加疏水冷却段密封盒进行了检查,并最终确定是由于#1高加疏水冷却段密封盒有裂缝,造成大量蒸汽泄漏到高加疏水至除氧器管道中,出现汽、水两相流动现象,进而造成#1高加疏水到除氧器管道振动大的现象。同时,由于蒸汽进入到#1高加疏水侧,也会引起#1高加钢管振动,从而引起#1高加钢管泄漏。在分析这一问题过程中,运用科学的方法,坚持理论联系实际的办法解决了#1高加疏水至除氧器管道振动的实际问题,降低了公司的供电煤耗,保证了机组的安全、经济、稳定运行。

总之，管道振动是经常发生的，加强设备的巡视力度，发现异常情况及时汇报，同时可以进行分析和试验，可以避免管道振动引发的各类事故。

参考文献:

[1]高加至除氧器疏水管道的改造[J].何兆达.华东电力.1994(09)

[2]高加疏水管道振动产生的原因分析及处理[J].贺苏军.黑龙江生态工程职业学院学报.2010(03)

[3]高加疏水管道振动产生的原因及处理[J].贺苏军.电力安全技术.2010(11)

[4]某厂600MW机组除氧器上水管道振动大的原因分析[J].李巍峰,孔令忠.山东工业技术.2017(19)