汽机管道振动防范策略研究

汽机管道振动防范策略研究

郭刚

（广州艾博电力设计院有限公司广东省广州市510000）

摘要：蒸汽机和汽轮机共称为汽机，其工作性能的高低、工作原理的不同都决定了汽机工作类型的多样性，在此过程中如果汽机管道的支撑点不足导致稳定性差或者不能提供保护则会引起管道震动，从而引发一系列汽机道路故障降低工作效率和质量甚至引发工作事故。因此，对汽机工作机组进行工作原理研究和潜在威胁的排除极为重要，提高机组性能参数降低汽机管道机组多余的损耗，对管道工作全过程进行评估和监测以便更好优化工作的实施。

关键词：汽机；管道震动；优化

汽机工作的主要部件通常受环境高温、潮湿的影响而不能保证机组的长期安全稳定运行，这一过程中会对汽机管道安全性造成较大影响。蒸汽机是最早的能源原动力，它带动了最初的工业发展。随着工业发展汽轮机成为了为主要的电力发展动力。但是在发展中机组会出现不稳定、不合理因素，为了保证汽机管道震动运行过程的安全性，对其进行正确的防范策略是对整个行业的保障。

1引起汽机管道震动的因素

1.1疏水出现故障

汽机工作过程中会发生两种水相的共存现象，疏水系统内原理就是根据汽相和液相的不同物理特性进行处理，利用”汽液两相流”原理而实现液位的自动调节工作。在汽机管道中汽相可被压缩减少体积，而液相其分子间距离较近的物理性质导致体积变化极小，在相互作用下形成物理性质引起的不稳定因素。由于汽机管道结构复杂、技术性要求较高，故障的出现往往不能及时有效解决疏水过程中的问题而导致机组出现更为严重的震动现象。管道和专业合理的设计会降低汽机机组的震动频率，因此，管道的设计坡度是否合理、管道基础材料的抗冻性能都成为减少震动降低风险的主要防范措施，依据不同情况进行合理计划可以避免管道中液体和气体的剧烈运动变化而达到防范目的，有利于机组疏水过程顺利进行，及时有效排除多余气体而完成过程且故障发生率降低。

1.2机组启动过程中出现问题

汽机的构造和性能逐渐适应社会需求特点进行开拓创新而出现更先进的机组构建，汽机管道主要原材料是合理口径的全方位闭合无衔接的钢制材料，动力驱动汽轮机运行工作。钢制材料的机组管道启动过程中液相会在一定运行机制下出现汽相并且多集中于关口处，蒸汽大量凝集即使在疏水系统的调节作用下也无法完全解决，因此管道内气压大幅变化不能得到及时放出而引起管路震动。

1.3管道设计不合理

汽机管道通常没有达到科学合理且保障全方位规范化的设计，这就导致汽机组件工作过程中出现的一系列影响效率以及设备安全的隐患。汽机工作类型多样且工作原理也都不尽相同，管道的汽液两相流控制力低，严重影响管道内部气压的平衡水平，反而使整个管道体系出现多位点碰撞、摩擦现象。设计不合格的汽机管道更容易出现部件与水平地面触碰和摩擦的现象，动力泄露无法高效带动系统工作而降低工作效率，严重时出现钢化管道断裂的情况，增加安全风险并降低运行的安全系数，影响能源电力系统的正常调节和工作进程。

2防范汽机管道振动的方法

2.1掌控疏水门的开启和畅通

汽机管道的震动是整个系统运行过程中多数安全隐患的罪魁祸首，有效控制管道震动频率以及震动幅度是对机组高性能工作的前提保障，采取有效措施防范汽机管道震动，使其稳定运行提高单位工作效率和机组工作质量。机组内部汽液两项的平衡性是主要的控制方向，液体水位直接影响这疏水工作的调节水平，液相水位升高使液相进入汽机工作管道从而破坏运行机制，汽机工作异常不能到达标准工作水平，严重时出现管道安全问题则会引发更加严重的后果。强化的高性能疏水门能够在汽机管道液相水位升高时有效作出反应，快速将凝结的汽相水排除从而提高整个汽机管道的工作效率和安全指数。这一过程中疏水门作为重要的调节部件对机组运行提供的很大的运行保障和工作支持。但在水位不高的情况下,危急疏水门误开会造成能源浪费。疏水门正确的开启以及整个过程运行畅通是汽机管道平稳运行的首要条件。如果疏水门处于开放状态则汽机内部处于真空的状态，在这种情况下汽机管道不会产生汽相和液相的对冲，有效避免管道震动摩擦、碰撞，超出正常范围的震动频率和限度会造成汽机管道内气压不平衡，在气压较大出发生对流而使管道扭曲，严重时甚至发生爆裂，是汽机工作在最为严重的破坏性影响。汽机管道在开启后完成疏水工作将汽机内部的凝结态水排除后，此外系统辅助部件也是有效疏通管道抽除水蒸气从而保证管道运行畅通而避免内部构件收到侵蚀影响组件寿命。

2.2严格控制监测启动过程

保障汽机启动过程的顺利进行是接下来机组各个部件正常工作的前提，对疏水门工作启动过程特性行分析以及调整，成为管道安全运营和提高工作效率的必要工作，对保障管道安全经济运行有较重的影响地位,。汽机的启动运行过程中温度通常处于下降趋势，这一过程中从极高温状态开始逐渐降温，保证其启动初始温度在合理范围内是首要条件，每一个阶段全面检查，计算运行前温度并预测阶段性最高温值，锁定运行中存在的安全隐患并实时监控。机组人员应具备专业知识和实操技能，排查汽机管道中由于气压对流较强和水蒸气误入等常见机组内部问题进行处理，严格控制汽机组件在运行中不同阶段易发生的事故发生频率，提高检测人员对工作流程的熟悉程度，在日常工作中能高效推进工作进展，不间断的监控汽机管道运行过程，及时发现及时处理，将汽机管道工作中经常出现的问题发生频率降低以达到监测目的。这一过程最为主要的就是汽机的启动，启动过程往往是接下来整个运行机能的决定性因素，严格控制启动时的正常温度以及疏水门工作是否处于正常状态极为重要，此外监测启动时汽机管道和各个组件内部压力以及是否有水蒸气存在也非常重要。

2.3合理设计管道

根据汽机工作原理以及常出现的汽机管道震动现象为主的一系列问题，进行合理的设计去避免机组故障的出现，以适应汽机工作环境为前提改善管道设计理念。由于汽机管道原材料通常是坚硬度较高的刚性材料，导致管道内部压力升高后气压冲击管道壁而使其出现扭曲，严重时出现裂痕。此外，管道不合理设计可能导致汽液两相走向出现偏差，导致水蒸气进入机组内部而影响汽机其他构成部件受到影响，这一系列不合理的管道设计成为汽机运行故障的主要罪魁祸首。因此提出正确合理设计理念是解决问题的根本，列如改变汽机管道材质，选用柔性设计理念使其更好适应较大的热胀力和对流压力，从而降低管道震动频率并提高管道耐受性，弹性的增大能降低管道弯曲程度以及与地面的摩擦从而能够更大限度保护汽机管道。在管道性能之后应保证不同类型工作的管道排列模式能与其相适应，不同工作类型的管道间距离以及位置的安放都是保证汽机合理、高效运行的决定因素。根据汽机管道建设基底的承重范围进行计划构建以全方位提升汽机管道的合理性和安全性，降低管道震动频率加强防范措施，提高汽机管道内部以及管道间的安全系数。

结语：汽机管道复杂常常出现系统故障，从而影响汽机整个系统的工作效率，为了提高工作质量和效率对管道进行相关防范策略降低振动频率激励着有关行业的探索。由于疏水门工作特性保障其启动正常进行以及道路畅通是降低汽机故障的前提，因此管道设计多是在保障疏水门的工作特性却忽视的道路管道材质的探索，依据汽机管道排列方式以及不同工作性质管道等因素进行合理化设计能够有效避免汽机管道振动从而达到防范目的，

参考文献：

[1]梁丰.汽机管道振动防范分析[J].设备管理与维修,2017(17):72-73.

[2]管伟红,张伟,康艳芹.330MW机组高加危急疏水门误开原因分析与改进[J].东北电力技术,2014,35(11):15-16.