凝结水再循环管道振动问题分析与处理AnalysisandTreatmentofCondensateWaterCirculatingPipeVibration陆江云,杨春LUJiang2yun,YANGChun(广西电力工业勘察设计研究院,广西南宁530023)摘要:为了减少凝结水再循环管道的振动,作者通过对管道振动机理的分析,提出了增加强制限位点等减少振动的3种方案,并对这3种方案的具体实施及各自的特点进行了比较,可供同行参考。关键词:循环管道;振动;汽液两相流;支吊点;节流孔板;体积中图分类号:TK264.1文献标识码:B文章编号:1671-8380(2008)05-0024-02在电厂试运期间,汽水管道振动是常见的威胁安全生产的现象,尤其对人身安全构成极大的威胁。而在众多汽水管道振动案例中,凝结水最小流量再循环管道因接收容器工作背压低,汽蚀和闪蒸工况严重,其出现管道振动的几率最大。作者根据自己在工地担任设计代表的经验,通过对管道振动的原因分析,针对凝结水最小流量再循环管道振动的问题提供一些设计整改及优化方案。管线内部流体激扰是由于管道内流体因参数变化,使液体流速突然改变,引起压强突变而产生的激扰。凝结水最小流量再循环管道由轴封加热器出口的凝结水管道引一分支管道,经过最小流量调节阀接入凝汽器,其阀后背压较低,对应的饱和蒸汽温度也低。由于蒸汽密度小,同样差压情况下流速大,而液相(水)形成水滴,蒸汽对其造成加速,引起汽水两相共流,使汽水流动失去稳定性,从而造成振动、冲刷加剧、损失增加(流阻增大),而且此时如果金属温度低于饱和温度,会产生凝结换热,引起金属温度的剧烈变化,产生较大热应力1管道振动的原因分析管线若长期受到振动引起交变应力的作用,即使设计满足其强度要求,也可能会产生疲劳破坏,尤其是位于一些如焊缝连接、接管开孔等应力集中处,会导致疲劳破坏,从而发生管线断裂、介质外泄,甚至引起较为严重的生产事故,给生产和环境造成严重危害。根据管道振动的理论分析,管线系统的振动是一种机械振动,一般来说,管外的随机载荷作用及管线内部流体激扰是其振动的主要原因。管外的随机载荷导致的振动对于管道来说是一种交变荷载,其危害取决于激振力的大小和管道自身的抗振性能。当振动频率等于或接近管道的自振频率时将引起共振。凝结水最小流量再循环管道的介质流速较小,激振频率较低,若管道布置刚度不够或支吊架设计不合理导致管道自振频率较低时,管道产生的共振可能性较大。解决凝结水再循环管道振动措施22.1增加强制限位点以广西某新建300MW机组为例,该厂的配置为东方汽轮机厂生产的亚临界一次中间再热,单轴双缸双排汽凝汽式汽轮机,型号为:N300-16.67/537/537。凝汽器为卧式、双流程、单壳体型式。凝结水由凝汽器热井经总管引出,然后分2路接至2台全容量凝结水泵(1运1备),凝结水泵出口管合并成一路后经中压凝结水精处理设备、轴封加热器、低压加热器至除氧器。凝结水系统设有最小流量再循环管路,从轴封加热器出口经最小流量再循环管道回到凝汽器,以保证启动和低负荷期间凝结水泵通过最小流量运行,防止凝结水泵汽蚀,同收稿日期:2008-06-022008年第5期广西电力25器。汽机房分底层、中间层、运转层,各层标高分别为0m,6.3m,12.6m。凝结水最小流量再循环管道布置见图1。图2增设限位点后的凝结水最小流量再循环管道布置示意图振动处理实施后,待机组正常运行时对凝结水再循环管道进行了宏观检验,各种负荷工况下该管道都没有较明显的振动现象。2.2凝结水最小流量再循环阀后加节流孔板前面已经分析了管道振动的主要原因是流体发生汽化,汽水流动失去稳定性而造成的。若想减少流体汽化的可能性,必须人为地控制汽化条件,即提高流体汽化的临界温度。根据理想气体状态方程:pV=nRT式中:p———压力;V———体积;T———温度;nR———一定量的气体。由式中可以看出,若要提高流体汽化的临界温度,只要提高流体的压力或体积即可。在凝结水最小流量再循环阀后加节流孔板就是从提高阀后压力的角度上提出的方案。一般来说,节流孔板的作用有两个,第一是利用节流孔板的节流产生的差压来测量流量;第二是利用节流孔板的节流来降低压力。在凝结水最小流量再循环阀后加节流孔板,即人为地增加了1级减压措施。节流孔板靠容器接收端布置,减小了最小流量再循环阀前后压...