2023年《安全技术》之除氧器补水管道振动分析及处理.docx

除氧器补水管道振动分析及处理 　　热力发电厂汽水管道振动是常见的威胁平安生产的因素，尤其对人身平安构成极大威胁。略阳发电厂5号机组除氧器化学除盐水补水管就曾长期剧烈振动，并发生过补水逆止门爆炸停机事故。 1 振动概况 　　略阳发电厂5号机除氧器为东方锅炉厂生产的高压喷雾填料式除氧器，工作压力0.49 MPa。为了提高系统补水平安性、操作性，增加了一条除盐水补水管道至除氧器补水系统如图1所示： 图1 增加除氧器补水管后的补水系统 　　正常情况下，4，5号机除氧器并列运行，汽源由5号机5段抽汽提供，抽汽参数301℃，0.69 MPa，除盐水补水压力1.2 MPa，温度20℃左右。 　　振动情况是，开始补水时振动几下，补水中不振，补完后振动30～45 min，表现为剧烈的、如放炮似的连续间隔振动，整个管道从21 m除氧头一直至0 m补水门处都在振颤，非常可怕，补水管道发生过屡次不平安情况。在原因分析不准确情况下，将补水逆止门3次改变位置，改变与除氧头的距离，提高逆止门压力等级，但未取得任何效果。 2 原因分析 　　从振动发生在补水后30～45 min可以看出，问题应该出在补水逆止门后一段空管道内，而不是逆止门前满水管道内。 　　振动机理分析认为：逆止门后φ108管道至除氧头有4.2 m距离，补水后这段管道是低温的，此时除氧头上部是压力0.49 MPa，温度约200℃的蒸汽，查焓—熵图其比容约为0.45m3/kg，这些蒸汽立即填充空管道，并急剧降温凝结，凝结成0.001m3/kg的水滴，当一团蒸汽在管壁上凝结为水滴时，比容相差400多倍，那么在汽团凝结成水后突然形成局部真空，周围压力蒸汽要来填充因凝结而形成真空的空间，形成巨大的冲击，如此连续凝结冲击，管壁也在升温趋于平衡，这个过程造成了连续的剧烈振动。据专家计算，这种冲击力量可达数十吨。 　　经过分析，可以看出振动来自管道内部，管道长度只是加大振动而已。另外，经检查，除盐水补水门确有少量泄漏，凉水不断进入除氧头，这又延续了振动的时间。 3 处理方案及实施 　　由原因分析可以看出，因为阀门微漏时有发生，故必须从根本上解决问题，并提高系统适应性。处理的思路只有一条，就是不给其汽水交汇凝结的空间。 　　处理方案是，在紧贴除氧头处，除盐水补水管加一U型水封如图2，这样补水后，只有水封后很短约100 mm空管子空间，振动能量将大为减少。另外，U型水封还可以吸收来自管道的冷热膨胀，保护焊口及逆止门。 图2 改进方案示意 4 改进效果 　　实施后至今，1年多时间补水管道从未发生振动，各阀门管道也完好无损，收到了极好的效果。 　　事实上，火电厂许多汽水管道都存在振动，可应用类似手段，把参数相差较大的汽水介质交汇空间减小来消除振动，会收到事半功倍的效果。 [1]