熱力發(fā)電廠汽水管道振動是常見的威脅安全生產(chǎn)的因素，尤其對人身安全構(gòu)成極大威脅。略陽發(fā)電廠5號機組除氧器化學(xué)除鹽水補水管就曾長期劇烈振動，并發(fā)生過補水逆止門爆炸停機事故。

1 振動概況

　　略陽發(fā)電廠5號機除氧器為東方鍋爐廠生產(chǎn)的高壓噴霧填料式除氧器，工作壓力0.49 MPa。為了提高系統(tǒng)補水安全性、操作性，增加了一條除鹽水補水管道至除氧器補水系統(tǒng)如圖1所示：



圖1 增加除氧器補水管后的補水系統(tǒng)

　　正常情況下，4，5號機除氧器并列運行，汽源由5號機5段抽汽提供，抽汽參數(shù)301℃，0.69 MPa，除鹽水補水壓力1.2 MPa，溫度20℃左右。

　　振動情況是，開始補水時振動幾下，補水中不振，補完后振動30～45 min，表現(xiàn)為劇烈的、如放炮似的連續(xù)間隔振動，整個管道從21 m除氧頭一直至0 m補水門處都在振顫，非?？膳?，補水管道發(fā)生過多次不安全情況。在原因分析不準(zhǔn)確情況下，將補水逆止門3次改變位置，改變與除氧頭的距離，提高逆止門壓力等級，但未取得任何效果。

2 原因分析

　　從振動發(fā)生在補水后30～45 min可以看出，問題應(yīng)該出在補水逆止門后一段空管道內(nèi)，而不是逆止門前滿水管道內(nèi)。

　　振動機理分析認(rèn)為：逆止門后φ108管道至除氧頭有4.2 m距離，補水后這段管道是低溫的，此時除氧頭上部是壓力0.49 MPa，溫度約200℃的蒸汽，查焓—熵圖其比容約為0.45m³/kg，這些蒸汽立即填充空管道，并急劇降溫凝結(jié)，凝結(jié)成0.001m³/kg的水滴，當(dāng)一團(tuán)蒸汽在管壁上凝結(jié)為水滴時，比容相差400多倍，則在汽團(tuán)凝結(jié)成水后突然形成局部真空，周圍壓力蒸汽要來填充因凝結(jié)而形成真空的空間，形成巨大的沖擊，如此連續(xù)凝結(jié)沖擊，管壁也在升溫趨于平衡，這個過程造成了連續(xù)的劇烈振動。據(jù)專家計算，這種沖擊力量可達(dá)數(shù)十噸。

　　經(jīng)過分析，可以看出振動來自管道內(nèi)部，管道長度只是加大振動而已。另外，經(jīng)檢查，除鹽水補水門確有少量泄漏，涼水不斷進(jìn)入除氧頭，這又延續(xù)了振動的時間。

3 處理方案及實施

　　由原因分析可以看出，因為閥門微漏時有發(fā)生，故必須從根本上解決問題，并提高系統(tǒng)適應(yīng)性。處理的思路只有一條，就是不給其汽水交匯凝結(jié)的空間。

　　處理方案是，在緊貼除氧頭處，除鹽水補水管加一U型水封如圖2，這樣補水后，只有水封后很短約100 mm空管子空間，振動能量將大為減少。另外，U型水封還可以吸收來自管道的冷熱膨脹，保護(hù)焊口及逆止門。



圖2 改進(jìn)方案示意

4 改進(jìn)效果

　　實施后至今，1年多時間補水管道從未發(fā)生振動，各閥門管道也完好無損，收到了極好的效果。

　　事實上，火電廠許多汽水管道都存在振動，可應(yīng)用類似手段，把參數(shù)相差較大的汽水介質(zhì)交匯空間減小來消除振動，會收到事半功倍的效果。

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