汽水管道振动的原因分析及解决方法研究
摘要：汽水管道在运行过程中会出现管道振动的情况，然而这种管道振动对于整个系统是不利的。本文主要针对汽水管道振动产生的原因进行分析探究，同时针对振动的原因提出了相关的解决措施。
关键词：汽水管道、管道振动、原因分析、解决方法
一、前言
振动是汽水管道系统运行中的一种常见现象，管道的剧烈振动可能导致管道系统及相关附件产生损坏及功能失效，管线长期受到振动影响会产生局部的集中应力。长时间的大幅度振动可能造成管道局部发生疲劳破坏，并对连接的设备产生附加推力，而造成管道连接设备的损害甚至严重的会影响整个系统安全运行。
二、汽水管道中常见的振动
1、介质汽化导致管路振动
以水为介质，当水泵入口温度高于入口压力下的饱和温度时,以及出口流量小于泵的最低流量时,介质水即要产生汽化。泵汽化时泵出口压力、流量下降或晃动，泵体及管道发生噪声和异常振动泵电机电流下降晃动。当泵发生汽化时，应立即停运故障泵启动备用泵。并做以下检查:
（1）检查泵在低负荷运行时在循环管路是否畅通，其给水流量是否大于泵的最小流量，避免介质在泵内长期磨擦发生汽化。
（2）检查给泵入口的进口温度、压力是否符合设计要求，滤网是否堵塞,避免由于进口压力过低造成汽化。
（3）检查泵吸入口高度是否符合设计要求，是否满足泵所要求的必须汽蚀余量高度要求。
2、汽液两项流引起的管道振动
在运行时管道内存在着大量气体，如不能及时排出，则降低管道有效流通面积，阻碍液体的正常流动，在气体发生爆破时对管道产生汽蚀冲击，引起管道振动。当压力管道的阀门突然关闭或开启时,当水泵突然停止或启动时,因瞬时流速发生急剧变化引起液体动量迅速改变,而使压力显著变化，还会发生水击现象。
3、支吊架设计不良
电厂汽水管道振动原因分析及解决对策 蒸汽管道系统的水击现象是无法根除的，由此造成的管道震动也是不容小觑的，火电厂电力工作者应重视电厂汽水管道振动问题，本文第一部分从激振力、管系进行电厂汽水管道振动现象与原因研究，第二部分从合理设计管道系统、减小激振力，从根源上消除振动以及恰当的改变管道的支架形式进行电厂汽水管道振动解决方法具体研究，展开本文的探讨。 标签：火电厂;汽水管道;振动原因;解决对策 引言：随着科学技术的迅速发展，用电量持续攀升，这对电力供应企业提出了更高的要求，一直以来，我国跟多地方都存在的电力供需的矛盾，尤其在人们对用电的需求极大冬夏两季，电力供需的矛盾更为突出，时不时的大范围停电不仅对居民正常的生活造成严重影响，而且还严重影响当地的经济发展。所以，电力企业对解决电的供需矛盾有义不容辞的责任。解决用电的供需矛盾，不仅需要努力“节流”，努力“开源”才是关键之处。如何实现“开源”，提高电能生产效益？火力发电是我国电力生产的重要结构，提高设备运行效率，对提高火力发电厂提高电能生产至关重要。汽水管道作为热力系统与各机组装置之间的重要联络工具，承担着管道内液体运行的艰巨任务，是电厂热力系统的重要部分。由于电厂汽水管道振动非常普遍，对于这个问题，我们应予以重视。 一、电厂汽水管道振动现象与原因 1.振动的现象 电厂汽水管道振动非常普遍，我们常见的管路及其支吊架的摆动，发出的“呲呲”的声音，振动多出现在主蒸汽管道、高低加之间疏水水管路中。有时，汽水管道振动还常常发生在水泵的出入口和再循环管路中。例如，某厂水系统多次发生水击现象，其中3台次造成停机，给企业造成很大的经济损失。汽水系统两次水击事故导致停机均发生在同一台机组。第一次发生在机组调试阶段，第二次发生在带负荷至340兆瓦运行过程中。此时，给水压力19.1兆帕，锅炉压力16.1兆帕，5号高压加热器水位变高，激发6号高压加热器给水自动跳旁路，紧接着给水泵母管压力急剧波动，产生水击。引起锅炉给水管道剧烈的晃动，一些吊架被扯坏，松动，给水疏水管扯断2根，水流量取样管被扯断了3根，水喷涌而出，场面不忍直视。 2.电厂汽水管道振动原因 可从以下三个方面考虑：（1）改变汽水管道结构，即从结构研究的角度来降低汽水管系对外界激振力的响应。（2）减小汽水管道激振力，从根本上避免汽水管道发生振动; （3）从汽水管系响应及管系自身振动特性的层面来减少汽水管系对外界激振力的响应。
第一章任务与职责 1. 道柔性设计的任务 压力管道柔性设计的任务是使整个管道系统具有足够的柔性，用以防止由于管系的温度、自重、内压和外载或因管道支架受限和管道端点的附加位移而发生下列情况； 1) 因应力过大或金属疲劳而引起管道破坏； 2) 管道接头处泄漏； 3) 管道的推力或力矩过大，而使与管道连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行； 4) 管道的推力或力矩过大引起管道支架破坏； 2. 压力管道柔性设计常用标准和规范 1) GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》 2) SH/T 3041-2002《石油化工管道柔性设计规范》 3) SH 3039-2003《石油化工非埋地管道抗震设计通则》 4) SH 3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》 5) SH 3073-95《石油化工企业管道支吊架设计规范》 6) JB/T 8130.1-1999《恒力弹簧支吊架》 7) JB/T 8130.2-1999《可变弹簧支吊架》
8) GB/T 12777-1999《金属波纹管膨胀节通用技术条件》 9) HG/T 20645-1998《化工装置管道机械设计规定》 10)GB 150-2004《钢制压力容器》 3. 专业职责 1) 应力分析(静力分析动力分析） 2) 对重要管线的壁厚进行计算 3) 对动设备管口受力进行校核计算 4) 特殊管架设计 4. 工作程序 1) 工程规定 2) 管道的基本情况 3) 用固定点将复杂管系划分为简单管系，尽量利用自然补偿 4) 用目测法判断管道是否进行柔性设计 5) L型U型管系可采用图表法进行应力分析 6) 立体管系可采用公式法进行应力分析 7) 宜采用计算机分析方法进行柔性设计的管道 8) 采用CAESAR II 进行应力分析 9) 调整设备布置和管道布置 10) 设置、调整支吊架
输水管道振动分析 水利水电工程和农业水利工程中，为了减小蒸发、输水方便、利于控制，常采用压力管道进行输水。在管道输水过程中，往往会发生管道的振动现象，若管线长期振动会遭受疲劳破坏，进而引发管线断裂、水体外泄等事故。应在设计中予以考虑。 1.输水管道振动机理 在压力和流速作用下，管道壁会承受动水压力，动力设备、来流条件、流体输送机械操作和外部环境的刺激会使管道产生随机振动。 管道、支架和相连设备构成一个结构系统，在激振力的作用下，系统会发生振动。管道振动分为两个系统：一个是管道系统，一个是流体系统。 压力管道的激振力来源于系统自身或系统外部。来自系统自身的激振力主要有与管道相连接的机器的振动和管内流体不稳定流动引起的振动；来自系统外的主要有风、地震等。振动对压力管道而言是交变荷载，危害程度取决于激振力的大小和管道的抗震性能。 2.管道激振力分析 来自系统内部的激振力主要有以下几种： 2.1 由于运动要素脉动产生的脉动压力 实际工程中的液体流动多属于紊流，其基本特征是许多大小不等的涡体相互混掺着前进，在流动过程中流速、压强等运动要
素会发生脉动，继而产生脉动压强和附加切应力，管道在此作用下会发生振动。 2.2 由于气蚀产生的冲击力 对于部分压力管道，基于提供水流动能和节省工程投资的需求，常选择断面较小的管道，管道内流动的水流为高速水流。水流流动过程中动能较大，压能较小，当压强低于同温度下的气化压强时，部分液体发生气化，产生空泡。空泡随液流前进的过程中逸出，当压强增大，其自身的存在条件被破坏后，空泡发生溃灭。空泡在管壁附近频频溃灭，会在瞬间产生较大的冲击力，使管道发生振动。 2.3 由于水击产生的水击压力 压力管道中流动的液体流速因某种外界原因发生急剧变化时（如阀门开启或关闭），由于液体具有一定的压缩膨胀性，液体内部压强产生迅速交替升降，这种交替升降的水击压力像锤子击打在管壁、阀门或其他管路元件上一样，造成管道的弹性变形和振动。 3.削减管道振动作用的措施分析 3.1管道材料的选择 管道材料不同，其结构性能也不同。为了减轻振动，首先应选择抗震性能较强、弹性较好的材料。如同等条件下，应首选钢管、UPVC管，其次是铸铁管、混凝土管。 3.2 消减流体振动
浅谈气压在石油、天然气管道试压中的应用 摘要： 管道试压是通过验证管道系统的强度和检验管道系统的严密性，达到管道施工质量，管材性能、管道整体性的一次综合检验。在较早时期为了安全起见，考虑到管材材质及焊接工艺等原因输油、输气管道的试压基本上都是采用洁净水作为试压介质进行试压，但是随着各项技术的进步，管道安全系数有很大的提高，近年来使用气压进行压力试验越来越普遍，文章主要介绍了气体试压在石油、天然气管道试压施工中的应用，使得施工难度降低，减小施工周期，降低施工成本。 关键词：石油、天然气、试压、气压 引言： 根据原有的施工工艺和施工方法，长输管道的试压介质一般采用洁净水，而根据美国输气管道规范ANSI／ASMEB31.8，水压试验和气压试验是等效的。但是气压试验比较危险，因为管道内试压气体储存着大量的能量，导致管道内的气体在管线破裂处急速膨胀，形成冲击波，气体急速逸出膨胀使破裂处温度下降，造成对钢材韧性的不利影响，并且使其破裂扩展。早期因为管材材质和焊接工艺的原因，所以水压应用比较广泛。但是近几年，随着科技的发展，国内外钢管制造业的飞速发展和焊接技术的不断提高，气压试验的安全系数越来越高，已经具备用于工业生产的条件。而根据GB-50369-2006规定，在一二级地区可以使用气体作为试压介质进行试压工作，从标准上已经认同了气压试验的可行性，而随着气体试压的有效性，经济性，气压已经越来越多的应用到了长输油、气管线和站场的试压工作当中，我公司承建的阿独原油输送管线阿拉山口首站、山西晋城煤层气管道工程、安徽利淮输气管道工程都采用了气体进行压力试验，都圆满成功，效果良好，验证了气压试验的有效性和经济性。 1 气体压力试验与水压压力试验特点的比较 管线压力试验中水介质和气体介质的效果是一样的，而水介质的最大特点就是安全，由于以前管线的焊接工艺较低，同时由于钢管的生产工艺的限制致使水压作为一种相对较安全的方法成为了长输油气管线的主要试压方
防止汽水管道振动的措施研究 发表时间：2018-01-03T13:18:36.487Z 来源：《防护工程》2017年第22期作者：杨迎春 [导读] 振动对电厂管道来讲是一种呈周期性变化的往复运动，产生的危害程度取决于激振力的大小和管道自身的抗振性能。山东电力工程咨询院有限公司山东济南 250000 摘要：本文通过分析引起电厂汽水管道振动的原因，利用CAESAR II软件的动态分析模块，对管道的一阶固有频率进行优化，提高管系的刚度，有效避开低频激振频率，该方法对防止汽水管道的振动具有显著效果。 关键词：汽水管道；振动 1电厂管系振动原因分析 振动对电厂管道来讲是一种呈周期性变化的往复运动，产生的危害程度取决于激振力的大小和管道自身的抗振性能。引起振动的自身因素主要由以下几点： 1）管道内部流体脉动引起的振动。处于脉动状态的流体流经弯头、异径管、阀门（尤其是调节阀等改变介质参数的元件）等管道元件时将产生激振力，管道在激振力的作用下会产生振动，典型代表管道有给水再循环管道和凝结水再循环管道。 2）泵等转动设备引起的振动。当泵等转动设备发生振动时，振动力传递到与之相连接的管道上，使管道发生振动。高压给水管道和凝结水管道中与泵连接的管段尤其需要注意。 3）管内流体流速过快。当流体流经减压阀、安全阀等元件时，流体流速将急剧上升，此时工质会对泄放元件和管道产生反力，由于排汽的不稳定性，产生的反力也不稳定，从而引起管道振动；当管径设计偏小时，管内流动流速将随之增大，当达到一定程度时，流体发生湍流，引起管道振动。 4）水（汽）锤引起的振动。水（汽）锤发生时，管内压力变化很大，严重时可能致使管道发生晃动。当水（汽）锤波的频率与管道的某一阶固有频率接近或者发生重叠，将会导致管系共振。典型管道为主蒸汽管道，再热热段管道和高压给水管道。 2电厂管道振动的防止措施 2.1 消减管系的激扰力 对于机械振动，一方面从机械设计制造、安装、运行等方面采取措施，可以将机械振动减小到最低程度；另一方面可在管道与机械设备接口之间装设柔性接头，这样可使管道与机械振动隔离，减少机械振动对管道的影响。 对于汽、液两相流引起的振动，尽量将产生两相流的节流减压阀件布置在下一级设备处，以缩短两相流的流程；节流减压阀采用消能防气蚀的结构。 对于高速流引起的振动，应在可能的条件下适当的降低阀后管道的流速。 对于主蒸汽、再热蒸汽管道，为了防止汽锤、地震力、风荷载引起的振动，可通过合理的设置阻尼器，减少上述偶然荷载对管系的破坏能力。 2.2 提高管系的固有频率 多数情况下，电厂管系的振动是由于激振力与管系的低阶频率发生重叠或管道自身固有频率过低，所以提高管道的固有频率是防止管道低频振动的有效方法。 影响管系固有频率的因素有以下几种： 流体流速。流速越高，管道的刚度越小，固有频率也随之降低。当流速继续增加达到临界流速时，管道会失稳。《电厂动力管道设计规范GB 50764-2012》对汽水管道介质推荐流速有明确的要求，因此，电厂中除安全阀排汽、疏水管道以外的汽水管道振动一般不是流速过高引起。对于安全阀排汽管道，安全阀排放会产生排汽反力，设计中采用设置滑动、导向和固定支架的形式来避免管道振动。 2）管道的径长比越小，管道的固有频率越小，管道的长度越长，从理论上讲管道越容易失稳。提高管系刚度最节约成本且有效的方法是，尽可能缩短管线、减少弯头（弯管）数量，但是，受设备布置和主厂房结构的限制，该方法的实施具有局限性。 3）提高管道固有频率的最有效途径是改变管道支吊架的设置。但该方法利弊共存，在提高管道固有频率的同时，会使管道其他特性变化。例如：管道的柔性减小、管道应力增加，甚至会使得管道接口的力和力矩超出设备允许值。 3某工程的计算实例 某600MW工程的高加疏水管道应用CAESAR II软件进行动态分析，通过控制管道的一阶固有频率，使管道避开低频率的激振源的影响，从而降低管道振动的几率。 水管道的流速一般在4m/s以下，激振频率小于3Hz，因此，假如管道的一阶固有频率大于3Hz，将能完全避免管道振动的可能性。在实际工程中，受各设备的相对空间距离、支吊架形式、生根面的选择等因素的限制，我们很难保证管道的一阶固有频率在3Hz以上。只有通过合理的设置限位、导向或固定支架，尽量提高管道的一阶固有频率。 该工程高加疏水管道布置首先满足了调节阀后管道短而直，为防止管道冲刷，阀后管道选用合金钢材质，第一个弯头用三通替代，并将管径放大一档，尽可能的设置滑动或导向支架。通过反复的静态和动态分析，调整支吊架设置，最终得出较理想的计算结果。表1为各高加疏水管道在是否增加限位支吊架的条件下，管道一阶固有频率和接口推力和推力矩的比较。
分析管道震动与裂缝的原因及其消除措施 摘要：管道振动与裂缝的存在严重干扰正常生产，造成安全隐患，积极解决这类问题对实现安全生产有重要意义。本文介绍了管道振动与裂缝产生的原因，并结合原因分析探讨了如何实现减震消震的举措，希望能够改善管道振动与裂缝现象，促使压缩机安全运行。 关键词：管道振动减震消震管架 石油化工领域往复式压缩机应用较为普遍，这类机械常见问题为管道振动与裂缝，尤其是压缩器工作时，缓冲罐等容器刚性连接的地方经常出血裂纹，不仅影响正常生产应用，还存在较大的安全隐患，所以积极分析压缩及管道振动和裂缝出现原因，并积极探讨消除措施，是实现安全生产的重要举措。 一、管道振动与裂缝产生原因 管道振动与裂缝的产生主要以气流脉动、共振和内部机械原因为主。往复式压缩机工作时需要通过活塞在气缸内的往复运动实现气体的吸入、压缩和排出，这种周期性运动决定了管道进出口内流体呈现脉动状态，一旦气流遭遇管件产生激振力，即可产生管道振动现象。管道内容纳的气体可称为气柱，压缩机工作时促使气柱不断压缩、膨胀，以激发频率工作，管道内部管件与支架组成弹性系统以固有频率运作，当激发频率与固有频率接近或相等时导致压力脉动异常从而产生管道内的机械共振现象[1]。内部机械原因主要为管道设计不合理、内部机械动平衡性能差、基础与支撑不当等，导致压缩机工作时出现管道振动现象甚至造成裂缝。 二、管道振动与裂缝消除举措分析 1.管道减震 目前，管道减震措施主要以三种为主，分别是通过控制气流脉动、合理设计管道来减少谐振发生，通过调整激发频率和固有频率避免其相近或固定，通过合理设计管道装配结构、调整牢固压缩机组实现减震目的。往复式压缩机内决定压力脉动和振动发生的二因素主要包括压缩机参数、系统噢诶之与压缩介质的物理参数，三种因素在振动的发生中有着重要影响[2]。 减震举措中，减少气流脉动是常见方法，可通过设置缓冲器实现减震目的，缓冲器内部的芯子元件可有效减弱压力脉动，效果理想。设置缓冲器是常用的时段，缓冲器的村子啊可有效调整气流脉动幅值，改变气柱固有频率，不过在缓冲器体积选择和位置安放上要注意选择气流脉动发源处以达到最佳减震效果。固有频率的调整是消除压力脉动、避免共振的有效方式，调整目的的实现可通过改变管路尺寸、走向和位置等举措达到目的，或者也可从用缓冲罐等设备实现目的。压缩机运转时通过调整主机平衡度可改变固有频率，在振动情况较为严重的管路
有关长输管道的通球、水压试压问题 ⒈合理的施工布局与管线通球试压 在以往的长输管道施工中，是根据机组数量来划分成几段来组织施工，造成管线施工组的分散，施工的管段形不成有效的试压段落，造成通球试压远远落后于管线组焊，所 以造成先主体焊接而后再通球试压，这样往往会要求留出一段很长时间进行通球试压，如水源（或压风机）较小时，时间更长，从而需增加机组量，造成工期拖长，工程成本大量增加。 在管道工程开工前便应结合管线的特点及地理位置等实际情况，编制整体的通球扫线、试压的方案。尽量利用拟建泵站的水源、电源、机泵、阀等。这样做的好处是便于抓住工程建设的主要矛盾、关键线路，将管线施工、试压、泵站工艺设备、储罐建设、联合试运有机紧密结合起来，通盘考虑，环环紧扣，节省工期，降低成本。 根据美国国家标准ASME压力管道规范B34.3.8《输气和配气管道系统》中规定：在管线埋深处的地温小于或等于0℃、没有合乎质量要求的水源或水量不足时，不适合做静水试验。而采用空气作为试压介质时，如果工作压力下的环向应力不大于管材屈服强度的72％时，可采用空气作为试压介质。超过72％的管材屈服强度，不能采用空气介质压力试验。但在一些大落差或严重缺水的地区，采用水压试验的确难以实现时，经设计、业主及管材供应商的同意也可采用空气作为试压介质，但应注意安全。条件容许的情况下，优先采用洁净水作为试压介质。（ANSI/ASME B3108-1979明确规定：当操作压力引起的环向压力大于0.2倍管材屈服极限和试验压力达到1.2倍设计压力时，必须以水为介质进行强度试验）。 ⒉通球试压段落的划分 根据设计管线断面图进行考虑，依据施工规范，水压试验的分段长度不宜超过35km，且高差不宜大于30m，气压试验分段长度不宜超过18km。但在落差较大的山区试工中，分段太多将给管道带来较多隐患。分段原则是低点环向应力σi不大于0.9σs，（管材最小屈服极限）。试验压力以管道最高点的压力值为准，管道最低点的压力值为试验压力高点的试验压力与管道液位高差静压之和。管道环向应力的计算公式： σi＝pd/2δ 式中：σi---管道内压引起的环向应力，MPa p-----管道试验压力，MPa d-----管道内径，mm δ----管道公称壁厚，mm 试验压力满足两项要求，管子环向应力0.68σs≤σ τ≤0.94σs，管线上每1点的试验压力都不低于所在点工作压力的1.25倍。 σs管材最小屈服极限可查表，AP15L供货标准是按每平方英寸磅数（psi）除以1000表示的额定屈服极限分级，表示为X42、X46、X52、X56、X60、X65、X70等，每个代号都代表一种强度多数钢号以此表示，将代号的数字乘以7.03就可换算成 国际单位制，例如X60型钢的σ τ＝60×7.03＝422MPa（8.4）。X65σs＝448MPa 扫线及试压分段时，尽量将排水点选在地势最低点处，计算出分段首尾点的压力值，便于试压的实际操作。 ⒊通球试压主要设备的选择 ⑴空压机的选择。根据管径及规范要求的清管器行走速度（一般为8km/h），选择压力，排量都较合适的空压机。 ⑵上水泵的选择。泵的扬程应尽可能满足所承担管线段落的落差（高差）上水要求，最大限度地避免打接力，从而减少设备的投入量。根据上水时间要求及管内剩水量来确
火电厂汽水管道振动原因及消振策略 发表时间：2016-10-20T13:56:10.263Z 来源：《电力技术》2016年第8期作者：代存鑫 [导读] 火电厂汽水管道内部运行的复杂程度很高，由于参数等的变化使的汽水管道的运行与维修故障难以被察觉。 国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司新疆哈密 839000 摘要：火电厂汽水管道内部运行的复杂程度很高，由于参数等的变化使的汽水管道的运行与维修故障难以被察觉，致使在火电厂汽水管道已经发生了严重的振动后才会有人注意到，但往往已经造成了很大损失，严重威胁到火电厂电力生产运行的安全与稳定性。本文分析了火电厂汽水管道系统振动的危害与产生原因，提请业界加强火电发电系统汽水管道振动方程的分析研究，对管道振动特性等进行多方面的考虑。并结合实际案例进行分析，提出消除管道振动的措施。 关键词：汽水管道；振动原因；对策分析 在火电厂运行中，振动是非常多见的故障。管道振动引发的问题包括吊架松动、管道疲劳运行等。当问题产生时，连接的设备由于推力的作用发生连锁反应。所以一旦振动发生，连带的设备都会受到影响，造成火电厂的停运或者是安全事故发生。汽水系统担负着重要的汽水循环任务。管道在汽水循环中发挥着运输作用，是火力发电厂中必不可缺的重要组成部分。 一、管道振动原因 根据振动原理进行分析。管道中重要的设备是支吊架以及各种泵和阀门、法兰。管路元件和设备的机械结构非常复杂。在受到振动力量的作用下会发生连锁反应。当我们研究管道振动时要考虑的两个系统：管道结构和流体系统。 管道激振力一般来自系统自身和系统外。自身的管道系统包括：与管道相连的泵、转动设备的振动、关内流体发生突变导致的流体不稳定流动引起的振动。系统外的振动包括自然灾害如地震、风力等引发的振动。 系统内部振动一般是导致管道振动的主要原因。振动对于电厂管道来说是一种反复发作的问题，但是其产生的危害性一点也不少于其他故障造成的损害。 1、管道内流体进行脉动时，会引发各种泵体进行工质加压。加压的方式不同也不连续，但是流体的压力和速度不断进行上下波动是振动的共性。脉动状态分为异径管、阀门管道振动等，共同产生激振力，导致管道发生振动[1]。 2、泵等设备在转动时间，会将振动力进行连锁传送，在泵转动时就会发生管道的振动。 3、管道内部流体流速过快时，经过减压阀门等元器件，产生共振。流体的流速越高，工质对管道产生的共振就越大。如果排气设备不够稳定，那么产生的应力就会更不稳定。管道振动是必然的，只是随着管径设计大小、流体流速大小而不同而已。 4、水锤在机调整和改造过程中需要开启和关闭，这个过程会导致高加疏水调节阀的突然关闭。管道内的水流速度就会突然发生变化。水压出现巨大的波动，呈现压缩和膨胀的情况，对管道内传递不稳定的脉波。压力增大导致管道发生晃动，最后与管道的频率发生重叠，产生共振。引发汽水管道发生稳态振动和瞬态振动的原因，还包括管道频率低，输送介质压力变化等原因，当管道在机组运行过程中被安排不恰当的位置，或者操作人员对给水管道的安装与操作出现了失误，也会引起管道振动的情况。 5、管道的固有频率按照国家有关火力发电厂汽水管道设计技术规定要求应大于3.5HZ，但在工程实际工作中，由于设计、施工、运行中各种干扰因素，使的载荷分配不合理、机组管道应力分布不合理、刚度不符合技术要求等现象并不少见，以上原因均可以导致管道固有频率没有按照规定进行配置，发生管道振动[2]。 二、管道振动消除措施 1、改变系统刚度，可以有针对性地增设限位支架、刚性支架等装置，对管系振动产生一定的治理作用。通过观察振动的位置和方向，可以计算出管系的频率，将振动的计算结果进行对比和分析。发现振力的来源并提出消振措施。 2、在查明振力来源的情况下，采取消除外界振源的方式可以提高管道的自身振力。包括：将管道连接的泵转动周期进行重新布置，将布置不合理的弯头三通、调整阀门和节流孔等关键进行重新布置。可以将介质压力变化进行调整产生激振力。 3、如果是由于操作不当引起的管道振动，快速关闭或者打开阀门，将水锤、气锤等进行调整，操作方式和次序发生改编后，管道瞬态振动的现象就会得到解决。 4、当无法查明振动的来源或者无法减小振动的力度的情况发生时，可以通过改变管道的特性来减小管道激振力的影响。一般采取的措施包括：改变管道的振动固定频率，降低管道对共振产生反应的特性，从而避免共振的发生。安装吸振装置对管道传导过来的振动进行消振。利用反作用力抵消掉部分振动，然后将管道进行重新配置，安装减振器等装置，或者安装阻尼材料，消耗振动的能量。 三、案例分析 某火电厂50MW机组安装投产后，由于主给水管道存在间歇性振动，因此破坏了管道结构的稳定性。对于机组装备的冲击和破坏作用非常严重，甚至威胁了管道、支吊架以及其他设备的运行。因此对给水管道进行了大调整。 1、跟现场勘察情况，首先进行了振动测试，对多处支吊架进行了现场测试后，传感器传来的测量结果包括管道振动频率、振动加速度和振动位移等。根据测量结果。采取了升降机组降低管道负荷的方法。当主给水流量和水压力发生巨大振动时，机组运行就发生了不平稳的状况，振动强烈。而当主给水量再次增大后，给水压力和管道振动均发生了增加。在对升降机组采取了降低负荷的措施后，给水量发生了改变。管道振动就相对缓和了。 2、根据测试，技术人员利用应力分析和模态分析软件，制作出管道的计算模型。这个模型中包含了管道的热态应力、静态工作应力，管道振动应力。对上述应力的数值进行了准确的汇报和分析。根据现场测量数据、得出了管道振动治理方案。 首先，从管道振动方面考虑，将管道走向保持不变，改变管道的阻尼和刚度，在节点350处加X方向限位加装了刚性支架，在节点250、260等处加装了阻尼器，在管道二次应力测试后增加了应力增幅。 第二，对管道进行静力分析。提供了管道的固有频率和刚度。将机组负荷提升到50MW后再降低到25MW，调整过程中管道的振动发生了变化，到最后只出现比较微小的振动。最大振幅不超过1毫米。
乙炔气管道工程压力试验方案 年月日
一、 工程概况 本工程为乙炔气管道安装工程，设计工作压力为1.0MPa ，试验压力按规范为1、5p 。由于管道工程量较大,管道工程施工质量要求较高,乙炔气管道已运行两年，而各个进户未设进户检查井，这给管道的压力试验带来很大困难。为保证压力试验顺利进行，特编制本压力试验方案。以确保本工程管道压力试验质量满足要求并达到合格标准。 二、 水压试验程序流程图 三、 水压试验指挥小组 我项目部针对工程管道压力试压组建了压力试验指挥小组，以技术负责人臧可为组长率领一批有丰富的施工经验的技术人员承担本次压力试压任务。 四、 前期准备 1、压力试验用的压力表经过校验合格并在有效期内。压力表的精度为 1.5级，量程为0— 2.5Mpa ，表盘直径为150mm ，最小刻度为每格读数0.01Mpa 。在试压中使用2块压力表,打压前端及末端(排气端)各一块,在其实验水泵前后各安装压力表一块。 2、电动试压泵的阀门开关灵活，其工作压力满足试验压力的要求。 3、加压泵、压力表安装在试验管段末端端部及管道首端端部的管段与轴线垂直的管段上。各分支管段盲板有足够的强度，试压过程中盲板不会变形。 4、试压用的气源和电源已准备齐全，试验介质采用压缩空气，清洁无污、还应符合国家GB242的标准、黑龙江省地方标准 五、 管线试压 1、根据管道进口的位置和气源的方便距离，设置压力试验泵，接通管道。安装好压力表，监视系统的压力。检查全系统的管道阀门关闭、和盲板焊接状况，观察其是否满足系统试压的要求。用压力试验泵向管线内注气，在管道末端最高点打开放气阀。试压泵开始进行升压。气压升至0、4MPa 时，停泵检查，压力不降，无泄漏后，再升至工作压力。 不合格 合格 准备工作 注水排气 管道严密性试验 泄压后处理 管道强度试验 泄 水
简析锅炉汽水系统管道振动问题及对策 发表时间：2019-03-12T16:15:29.550Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：杨宜辉[导读] 摘要：根据近几年在锅炉事件变化与发展研究中可以看出，发电厂中有更多的汽水管，汽水管内部的热系统越来越复杂，导致管道产生振动。（阳西海滨电力发展有限公司 529800）摘要：根据近几年在锅炉事件变化与发展研究中可以看出，发电厂中有更多的汽水管，汽水管内部的热系统越来越复杂，导致管道产生振动。这种振动威胁着管道的安全运行。例如，高压供水管道和主蒸汽管道等管道都由于单位容量和参数的增加而振动。本文分析了锅炉和汽车系统中存在的振动问题，并提出了相应的解决办法。 关键词：锅炉汽水；管道振动；问题；对策引言;锅炉汽水系统在管道中发生振动的主要原因是各种设备和装置在实施模式中是复杂的机械形式，导致管道与支架的连接。随着振动的产生，系统形成振动。因此，要解决这种振动形式，不仅要改变管道的主体结构，还要降低管道的外部振动力。 1.汽水管的振动原理及危害汽水管道系统的振动非常普遍，主要发生在启停机和工作情况改变的时刻，在主蒸汽管道、水泵出入口、高温高压容器等管路出现，表现为管路和支吊架碰撞摆动发出噪声。汽水管道系统的振动越来越常见，振动主要由于力的交替变化而产生，会导致链接与管道的振动器械遭受影响和伤害，如果管道长期处于这种振动状况就会给安全生产带来极大危害，甚至造成严重的机动组非停事故。在电厂运行中，各管道纵横交错，微弱的管道振动对设备带来的影响较弱，但是如果振动强烈就极易导致机组非计划停运，振动产生的往复惯性力会导致汽水管道结构的破坏甚至局部泄露断裂，严重时会引起爆炸等灾害。另外，汽水管道振动产生的噪声还会影响现场工作人员的身心健康，操作人员易产生不舒适感，影响工作效率，也是安全事故多发的起因，同时还会对周围环境造成噪声污染。 2 锅炉汽水系统中的管道振动问题 2.1 激振力产生的影响激励力对管道振动的影响主要表现在三个方面。一是管道内脉动引起的影响因素。因为在管内的输液形式是利用泵、压缩机等将压力转化为动力的形式，使压力法实现为孔隙度。然而，这种压力法在管道中实现的平均压力产生恒定的波动，产生脉动现象的压力，最终实现了流量管道中的脉动现象。这种现象的存在，主要会影响到相对弯曲的管头、控制阀、节流阀孔板中死液的振动。一是液压冲击的振动。液体在管道中实施输送期间，因为在生产期间的调节作用，不断的启动阀门、水泵等操作，管道内的流体在生产过程中就会不断发生变化，不仅在速度上，动量上也存在较大改变。所以导致管内的压强值不断增加或减少，液体在流动期间就会产生锤击声音，从而形成液击现象。这也是水锤以及水击方式。液体在管内的流动改变了管道内的压力，不仅能使管子产生爆裂现象，还会降低压力，形成负压值，从而使管子失去平稳状态。而且，液击还能使管道发生强烈的振动现象，产生的噪音影响了管道系统的正常运行。最后一种为管道内流体在流动期间产生的速度，实现的振动现象。因为流体与管道的边界出现分离形式，从而使流体产生湍流，实现振动现象。 2.2 管道系统产生的影响管道系统在振动效果上产生的原因比较复杂，主要的发生形式可能是系统中相关设备在外部产生的动力现象，也可能是管道液体在输送期间，相关介质在流动中产生的复杂变化。系统在这种数值变化中，不仅是系统在设计数值上的影响变化，也是安装期间，在实际施工过程中产生的多种变化。特别是系统中相关类型设备的安装情况、管道在安装期间的相关尺寸以及管道在安装期间相关的布置形式、管道系统的支撑条件、约束条件、实际运行期间发生的变化趋势以及在设计期间对相关参数的设计趋势等，这些因素都能对管道系统的振动效果产生较大影响。管道系统是一种连续性的弹性系统，如果管内的固有频率以及激振力在连接期间产生较大频率变化，就会增加该系统在振动形式上的变化趋势。特别是一些结构比较简单的管道系统，在固有频率上的计算方式都会比较详细。在复杂系统中，也会由多个单元来代替，所以要对质量问题进行考虑。 3 解决锅炉汽水系统中管道振动问题 3.1 激振力的消除形式要消除管道外界的激振力，主要从三方面来改变。一方面，要调节泵、压缩机中的管道流体，使它们在动力源运行过程中能保持平稳运行，但在这期间，一定要保证实现持续并稳定的流场形式。一方面，要对弯头、三通、阀门以及孔板等管道中的元件进行合理配置，使它们能保持一定的流畅变化，从而降低管内产生强烈的激振力。最后一方面，要消减掉液击，主要是在阀门上实施缓慢关闭行为。根据系统工艺在设计期间的具体要求，将管道的长度尽量缩减。如果管道与液击源比较靠近，就要在管道周边安装安全阀以及阻尼器等设备，这样不仅能释放出液击中的能量，也能吸收液击中的大量能量。 3.2 消除管道的自然频率要消除管道中的固有频率，主要从四方面进行改善。首先，对管道结构实施全面的布局方式。改变管道系统在质量上的分布形式，使系统中的固有频率发生变化，这样不仅提高了管道中的刚度变化，还能避免管道中出现共振现象。然后，还要在管道中设置阻尼器，在管道比较固定的、能够起支撑作用位置，安装金属弹簧、橡皮以及软木等比较软性的材料进行连接，这样不仅能实现对振动的隔离，也消除了管道内的振动效果。其次，还要对管道的支撑位置增加以及调整方式，改变管道的支撑性质。如果改变管道之间的支撑性质，不仅能使支撑点之间的距离缩短，还能提高管道中相关的频率变化。还要将悬臂管两侧改变成简支管，使弹簧性的支撑管实现刚性的支撑管，这样不仅能加大同钉频率，也能实现良好的消除振动作用。最后，在工程设计期间，由于在现场施工中受条件的限制以及受工艺条件的限制，管道在位置方向的变化以及结构上的变化尺寸都不能改变，在改变以及创造方式上具有较大限制因素。所以，利用该因素的限制方式，就要对系统的固有频率进行改变、调节等方式。结束语：随着我国社会和经济的发展，我国的电力工业正在蓬勃发展。然而，在电厂实际运行中经常发生的汽水管振动也越来越受到人们的重视。由于振动管道的存在影响了企业的安全生产，因为管道的长期使用，能够产生一定的应变能力，尽管在强度比较集中情况下，也会造成较大破坏。特别是在焊接部分，接管的开口处产生破坏，管线与介质发生较大的生产事故，从而使管道产生振动现象，所以本文对相关问题的存在，实现了有效的解决形式。参考文献：
文章编号:1005)0329(2002)10)0028)04 管道系统振动分析与工程应用 王乐勤何秋良 (浙江大学,浙江杭州310027) 摘要:阐述了管道振动产生的原因与机理,影响因素以及消减管道振动的技术方法,提出了研究管道振动今后的发展方向。 关键词:往复式压缩机;管道;振动 中图分类号:TU3113文献标识码:A Reciprocating C ompressor Pipeline Vibration Analysis and Engineering Application Wang Leqin He Qiuliang Abstract:The reason and mechanism of bringing pipeline vibration,the fact of affecting pipeline vibration and technic and methods of reducing pipeline vibration were explained.In the end,the develop mental way to studying pipeline vibration was point out. Keywords:reciprocating compressor;pipeline;vibration 1引言 管道内的流体在流过管道过程中,由于管路的弯头、管径变化等因素,不可避免地有流速、压头的变化,这样就产生了管道振动问题。如活塞式压缩机、往复泵,由于吸、排量的间歇性和周期性使管流的压力、速度、密度等参数既随位置变化,又随时间变化。管流的压力、速度、密度等参数随时间呈周期性变化的现象称/管流脉动0。管流脉动是引起管道及附属设备振动的主要原因。此外,管道还会受到地震、风力和意想不到的外力瞬时冲击等作用,此时管道就要发生复杂的振动,这些振动将对管道的安全和寿命有一定的影响,严重的情况会造成不可预估的后果。据估计,工业先进的美国过去因管道振动而造成的损失每年达100亿美元以上,我国这类事故也经常发生,所以研究管道振动问题以及如何消除或减轻管道振动是一个很有经济效益的课题。 早在20世纪50年代,美国就开始对管道振动问题进行探索研究。20世纪70年代初,苏联的A#维将金在研究管道振动问题上取得突破性进展,接着由日本的一些学者继续完善,使管道振动问题进入实用阶段。我国在20世纪70年代中期开始进行管道振动问提的研究,目前已取得较好成果。 2管道振动的原因 211引起管道振动的原因 管道及其支架和与之相连结的各种设备或装置构成了一个复杂的机械结构系统,该系统产生振动是由多种原因引起的:一是由于运动机构的动力平衡性差或基础设计不当;二是由于气流脉动;三是共振;另外一个原因可能是管道内流体流速过快产生湍流边界层分离而形成涡流,引起振动。 21111动力平衡性差或基础设计不当引起的管道振动 一般管路都是和压缩机或泵连接在一起,压缩机和泵在出厂前的动平衡必须满足设计要求,安装应符合安装规范,保证其振动在设计范围之内。因此管道振动往往是基础设计不当造成的。21112气流脉动引起的管道振动 气流脉动是引发管道振动的最主要原因,管道输液(气)需通过压缩机或泵加压作为动力,这 收稿日期:2002)02)04
汽水管道振动的原因分析及解决方法研究 摘要：汽水管道在运行过程中会出现管道振动的情况，然而这种管道振动对于整个系统是不利的。本文主要针对汽水管道振动产生的原因进行分析探究，同时针对振动的原因提出了相关的解决措施。 关键词：汽水管道、管道振动、原因分析、解决方法 一、前言 振动是汽水管道系统运行中的一种常见现象，管道的剧烈振动可能导致管道系统及相关附件产生损坏及功能失效，管线长期受到振动影响会产生局部的集中应力。长时间的大幅度振动可能造成管道局部发生疲劳破坏，并对连接的设备产生附加推力，而造成管道连接设备的损害甚至严重的会影响整个系统安全运行。 二、汽水管道中常见的振动 1、介质汽化导致管路振动 以水为介质，当水泵入口温度高于入口压力下的饱和温度时,以及出口流量小于泵的最低流量时,介质水即要产生汽化。泵汽化时泵出口压力、流量下降或晃动，泵体及管道发生噪声和异常振动泵电机电流下降晃动。当泵发生汽化时，应立即停运故障泵启动备用泵。并做以下检查: （1）检查泵在低负荷运行时在循环管路是否畅通，其给水流量是否大于泵的最小流量，避免介质在泵内长期磨擦发生汽化。 （2）检查给泵入口的进口温度、压力是否符合设计要求，滤网是否堵塞,避免由于进口压力过低造成汽化。 （3）检查泵吸入口高度是否符合设计要求，是否满足泵所要求的必须汽蚀余量高度要求。 2、汽液两项流引起的管道振动 在运行时管道内存在着大量气体，如不能及时排出，则降低管道有效流通面积，阻碍液体的正常流动，在气体发生爆破时对管道产生汽蚀冲击，引起管道振动。当压力管道的阀门突然关闭或开启时,当水泵突然停止或启动时,因瞬时流速发生急剧变化引起液体动量迅速改变,而使压力显著变化，还会发生水击现象。 3、支吊架设计不良
工艺管道常见故障原因分 析示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
工艺管道常见故障原因分析示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 工艺管道出现故障的原因有很多，但一般说来，主要 是由以下这几个方面造成的； 1．设计缺陷 (1)工艺、结构设计缺陷 设计时未全面考虑管道所处的环境、振动、温度补 偿、支撑等因素的影响；管子、管件、阀门间连接形式不 合理，使得管道的刚性不足或过大，导致管道承受较大的 振动或应力，最终导致管道提前失效。
(2)选材不当 在设计选材时考虑不全面或选材错误，如温度条件、腐蚀条件等因素选材不当，都会导致管道因腐蚀等因素而提前失效。 2．检修安装施工缺陷 (1)管道安装 在管道安装过程中未严格按照施工规范进行施工，如存在强力组对导致管道内应力加大而加剧应力腐蚀，引起管道穿孔或破裂。 (2)焊接
在检修安装施工过程中，因焊接工艺选择不当、焊条焊剂未按规定烘干与保存、焊前与焊后热处理不当，同时，在焊接过程中，存在咬边、错边、未焊透、夹渣、气孔等焊接缺陷均会导致管道的施工质量下降，使管道在寿命周期内失效。 (3)材料 在施工过程中误用、混用、错用材料或代用材料不合要求、材料本身存在的质量缺陷也会引起管道的失效和破坏事故的发生。 (4)防腐、保温
汽水管道振动原因分析及治理 摘要:水击是压力管道中一种非恒定流，水击引起的压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。这种大幅度的压强波动，使管壁材料及管道上的设备及附件承受很大的压力，压力的反复变化，会引起管道和设备的振动，严重时会造成管道、管道附件及设备的损坏，对电厂的安全稳定生产构成严重威胁。根据水击发生的原因及其表面现象，及时采取适当技术措施，避免水击的发生，保证电厂汽水管道的安全运行。 关键词:汽水管道；水击；危害；防范处理 在热力发电厂生产中，经常会发生汽水管道的水击现象，如处理不当，管道的水击轻者增大了管道的流动阻力，重者损坏管道及设备，甚至危及人身安全，因此对汽水管道水击现象的防范处理对于保证热力发电厂的安全运行具有重要意义。 1. 水击现象及其危害 水击是压力管道中一种非恒定流，当管道中的阀门突然关闭时，管内流动的水会发生水击现象，管内流动的蒸汽会发生汽锤现象，即水流速度或汽流速度发生突变使管内的水压或汽压先突升形成压缩波，后突降形成压强波，并重复下去，一直衰减至稳定的压力。水击引起的压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。这种大幅度的压强波动，使管壁材料及管道上的设备及附件承受很大的压力，并伴随着管壁的扩张和收缩，引起管道强烈振动；同时，高频交变压力作用在管壁上，加之强烈的振动和流体的冲击，使金属表面打击出许多麻点，如果此时管道系统存在缺陷，则有可能对管系或设备造成破坏，导致事故的发生，严重时会危及调试人员或运行维护人员的生命安全。 1.1 蒸汽管道的水击现象及特征。在热力发电厂中水击现象最容易在蒸汽管道中发生，主要集中在主再热蒸汽管道、抽汽管道、汽封管道、高低加疏水管道等，蒸汽管道产生水击通常是以下几种状态比较普遍： （1）蒸汽管道由冷态备用投入运行，因进汽阀门开启过快或过大导致管道暖管不充分，疏水不彻底，致使送出的蒸汽部分凝结成水，体积突然缩小，造成局部真空，周围介质将高速向此处冲击，发出巨大的音响和振动，从而产生水击。 （2）汽轮机、锅炉负荷增加速度过快，或者锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道，发生汽水冲击，造成管道振动。 （3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道发生水击，产生剧烈的振动和刺耳的声响。蒸汽管道发生上列水击现象时，主要的特征一是管道系统发生振动，管道本体、支吊架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈；二是管道内发出刺耳的声响，如
精心整理呼张延（内蒙古段）-旗下营-集宁输气管道 工程二标段 清 编制： 审核： 批准： 1.0 2.0 3.0 4.0 4.2单位配合................................. 错误!未指定书签。 5.0设备仪器选择................................. 错误!未指定书签。 5.1移动螺杆空气压缩机 ....................... 错误!未指定书签。 5.2高压增压机............................... 错误!未指定书签。 5.3试压用仪表............................... 错误!未指定书签。 6.0具体施工方案................................. 错误!未指定书签。 6.1清管、测径施工方案 ....................... 错误!未指定书签。 6.2试压施工方案............................. 错误!未指定书签。 7.0基本设备、机具及材料表 ....................... 错误!未指定书签。
8.0.管道清管、试压施工操作工艺流程图............. 错误!未指定书签。 9.0项目组织机构................................. 错误!未指定书签。 9.1试压组织机构图........................... 错误!未指定书签。 9.2试验小组成员............................. 错误!未指定书签。 9.3人员职责................................. 错误!未指定书签。 10.0HSE管理..................................... 错误!未指定书签。 10.1安全措施................................ 错误!未指定书签。 10.2清管安全措施............................ 错误!未指定书签。 10.3试压安全措施............................ 错误!未指定书签。 4 2.0编制依据 2.1《呼和浩特—张家口—延庆输气管道工程（内蒙古段）旗下营—集宁段输气管道工程初步设计》（0版）。