发电厂管道阀门振动危害及对策探析

发电厂管道阀门振动危害及对策探析

赵军利

（陡河发电厂河北省唐山市063028）

摘要：管道阀门是发电厂中非常重要的设备，其发挥的作用不可小觑，可谓是发电厂稳定安全运行的基础。在管道阀门的运行期间振动问题十分的常见，其诱发原因较多，一旦出现将会严重削弱管道阀门的使用性能，管道阀门的使用寿命也会急剧缩短，因此管道阀门振动问题的防治已然刻不容缓。本文将对发电厂管道阀门振动危害及其处理对策予以综合全面的分析，希望能够在实践工作中起到参考和借鉴的作用，从而将这类危害的发生概率降到最低。

关键词：发电厂；管道阀门；振动危害；对策

引言：随着我国电力行业的快速发展，发电技术有了明显的革新，对于发电厂管道阀门的质量也提出了更高的要求，无论是在管道阀门的设计安装阶段还是运行管理阶段，都要加强监督和控制，以便及时发现和处理各类突发问题，将电力生产安全事故扼杀在萌芽之中。其中危害最大的要数管道阀门的振动问题，导致这一问题的发生原因比较多样化，在防控上难度较高，要求工作人员能够高度重视管道阀门的振动现象，采取有力的措施加以防范，竭力避免管道阀门损坏破裂造成环境污染以及给附近居民的生命财产安全带来威胁。

一、管道阀门振动造成的危害

在发电厂中管道阀门常常因为振动而造成零件损害，而振动又与管道阀门的工作时间相互关联。管道阀门振动的诱因多种多样，由于振动而发生的零件受损的现象称为疲劳损害，常见疲劳损害包括低循环疲劳损害与高循环疲劳损害。因为产生振动的原因不同，所以处理疲劳损害的方法要对症下药，采用有效的方式减振。无论何种原因造成的管道阀门振动，都会产生严重的危害，具体而言可以归结为以下几点：

第一，缩短管道阀门的使用寿命。管道阀门在振动的过程中产生的机械运动导致振动部位的金属疲劳，不仅缩短阀门管道的使用寿命，严重时还会导致发电厂生产过程中的安全事故。如果在日常工作中没有对管道阀门的运行工况进行监测和记录就难以发现大幅度的振动，没有定期对管道阀门进行保养和维修就容易发生管道破裂和阀门失灵，最终都会影响生产且造成严重的经济损失。

第二，管道阀门振动影响发电系统正常工作。振动幅度大且振动频率高则会造成管道连接活接松动、阀门松动、支吊架失效，严重时会出现接管座裂开而影响正常输水。另外，发电厂高压蒸汽管道和阀门由于振动受损会导致大量高压蒸汽泄露而造成严重安全生产事故。

第三，管道阀门振动时也会损害自身的性能。如果管道振动频率低于阀门阀头，管道和阀头之间则会相对运动，最终阀门松动。阀门失灵之后，物料、水或者水蒸气则会从阀门处泄露。阀门受损之后，所在管道内的运输状态会出现异常，进而导致整个生产线参数超出阈值，最终造成系统紊乱而停机停产。

第四，振动危害管道上的各种仪表。管道上的各种仪表精密度都非常高，振动会导致仪表内部零件松动。另外，管道阀门振动会造成管道内部流体的运动速度变化，如果流速骤增恰好超过了仪表的最大量程，则会导致仪表失效。

二、管道阀门振动的分类及治理

（一）管道阀门振动分类

1、管道共振

在电力生产过程中，管道内部的介质在持续不停的流动，当流动介质产生的传输频率与管道固有频率无限接近时就会产生共振现象，这种共振的频率往往较低，振动时间也是不间断的。若在共振期间出现了较大的振幅，那么管道和设备都会受到不同程度的损坏。

2、强迫振动

强迫振动也是因介质激振引起的，当介质的激振频带和强度较大时，共振现象就会被强迫振动所取代，此时各种频率通常会混合在一起，主频振率因而难以被找出，整体频率要高于管道共振频率。强迫振动在治理上也面临着重重的困难，治理效果往往不甚理想。

3、阀门自激振动

因阀门引起的管道振动是极为常见的，介质流经阀门后其受到的压力会迅速变大，容易在阀芯和阀杆的作用下出现激振现象，振动传播的频率和强度都比较大，主振频率更是较为突出。治理阀门自激振动的一个重要好处就是，会让激振力有所减弱直至消失，管道的强迫振动现象也会得到一定的控制。

4、两相流的管道振动

高压加热器在进行疏水时，当水流疏导到除氧器管道时，因为水流在管道上升过程中相应压力会降低，等到压力降到饱和点，部分水会产生汽化，导致汽水两相，引发管道振动，汽相介质和水相介质在密度上存在着极大的差距，形成的流场较为混乱，所引起的振动普遍会比单一介质引起的振动更强烈。

5、水锤的管道冲击振动

在蒸汽管道内，如果还有凝结水存在时，突然开启阀门，高速流动的水蒸气将瞬间把凝结水加热到蒸汽，并产生巨大冲击力，会对阀门、管道、管座和支吊架产生较大的冲击，损害到整个系统的结构。在高低压旁路等区域出现疏水不畅问题时，这种现象发生的几率将会提升。

6、给水泵低流量引起的振动

对于给水泵而言，如果给水泵实际运行的流量小于其自身的最小流量，此时，很容易出现汽蚀现象，通过介质压力的作用，会出现明显的波动，所以，产生了强烈的管道振动。要想保护给水泵和管道阀门系统，应该避免给水泵在低流量的情况下工作。

（二）管道阀门振动治理

通过对管道阀门振动类型、产生原因、相关危害的研究，我们知道了管道阀门振动问题的治理是一项十分必要且迫切的工作，相关工作人员必须要采取有效的措施来消除振动现象，保持管道阀门的良好运行。一般来说，管道阀门的刚度大就意味着固有频率会处于较高的状态，反之，若想要对管道阀门的固有频率加以调节，就可以从改变管道的刚度着手，而弯头数量、管径壁厚、支架数量都是影响管道刚度的因素，只要合理的调整这些数据，就会促使管道刚度发生变化，那么对于管道固有频率的控制就将成为可能了。

管道阀门的治理是一项综合性较强的工作，需要从管道的设计阶段开始，加强对设计图纸的审查，了解管道材质及其安装施工的关键要点，保证管道施工的质量能够达到发电厂运行的实际要求，从根本上杜绝管道阀门振动的发生。在发现管道阀门存在振动问题时要第一时间的勘察现场，采集现场的各项信息，了解管道阀门的运行状态，并将监察结果记录下来，这将作为管道阀门振动治理的重要参考依据。现场检查的重点为：管道阀门和支架安装是否合理，管道使用期间出现的膨胀情况，通过对数据信息的分析、处理和计算，得出了管道的应力，以此来制定管道阀门的振动治理方案，会让该项工作更具有针对性和实效性。

有些管道阀门的振动原因并不是十分的隐晦，例如管道支架的松动和破裂所引起的振动，只需要将管道支架进行调整和更换就可以解决振动问题了。而激振频率与管道振动频率相差不大引起的管道阀门振动，可以运用增加支架的方式来解决。对于无法控制振动源或无法明确激振源的情况，可以采用增加减振器的方式来减少振动。此外，还可以通过改造节流孔板、增大或缩减流量的方式来改变管道阀门运行模式，实现振动的减少。

三、结语

综上所述，管道阀门的振动造成的危害巨大，其引发原因比较多，如今已经形成了各种类型的振动现象。为了有效处理好管道阀门的振动问题，发电厂应该加大对管道阀门振动的研究力度，从实践工作中不断积累经验，致力于用最少的成本、最短的时间来实现对管道阀门振动现象的治理，确保管道阀门在运行过程中保持稳定性和安全性，从而给发电厂创造更多的经济、社会、环境效益，促进发电厂的可持续发展。

参考文献：

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