摘要：根据巴基斯坦中电国际胡布发电厂2X660MW发电机组凝结水再循环管道在试运过程中出现明显振动，经过现场观察和对关线设计和布置仔细分析测量，得出管道振动的原因。提出相应振动处理方案，更改流量孔板位置，增强管线刚度，减小管道振动固有频率，有效地消除了凝结水再循环管道振动，基本解决了凝结水再循环管道振动的问题。
关键词：凝结水再循环管道；振动；流量孔板；
采用管道天然气的燃气轮机发电厂与其他发电厂相比有--定的特殊性，优化发电厂的发电机组并调整其运行方式，有利于实现电厂整体经济效益的最大化。例如，可以将不同类型的机组组成一个系列，由它们共同参与电网调峰，而增加机组的连续运行时间等都有利于提高电厂的整体经济效益。
一、工程简介
巴基斯坦中电国际胡布发电厂为2X660MW超临界燃煤机组和辅机设备，以及一个专用煤码头；汽轮机为美国GE公司的N660-2/566/566型超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、气凝式汽轮机。规划总装机容量1320兆瓦，项目建成投产后每年可供应电力90亿度，满足400万巴基斯坦家庭的用电需求。
二、现场管道振动情况
本机组凝结水系统设有最小流量再循环管路。凝结水再循环管自轴封冷却器出口的凝结水管道引出，经最小流量再循环阀回到凝汽器，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；同时也保证在启动和低负荷期间有足够的凝结水流经轴封加热，以维持轴封冷却器的微真空。
凝结水再循环管道的材质为20号钢，规格为φ273X11mm；凝结水再循环管道设计温度为148.4℃，设计压力为4.33MPa(调节阀前压力)。管道及支吊架布置图如图1所示。凝结水最小流量再循环装置由一个流量计和一个电动调节阀、调节阀前后的手动阀和一个旁路电动阀和一个流量孔板组成。正常运行时，手动阀全开，旁路阀关闭。电动调节阀检修时，调节阀两侧阀门关闭，旁路阀开启。
现场观察发现,105号至107号支吊所在水平管和电动调节阀所在水平管振动剧烈，管道振动总体特征是低频高幅。107号刚吊所在水平管X方向振动剧烈，现场测量到的最大峰值位移为21mm，电动调节阀所在水平管X方向振动剧烈，现场测量到的振动位移为14mm；剧烈振动并且伴随着“咔咔”的刺耳声音。
三、管道振动的原因分析
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。凝结水再循环管道振动一般有设计和运行2方面原因，由于工况变化，管内流体特性必然变化，如果管系刚性设计不足，就难免振动.工况变化范围越大，运行人员经验越不足，就越易振动.
2、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。
3、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人凝汽器，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。
4、管线上附件（流量孔板）安装位置不满足本身设计要求，引起管内介质工况发生巨变引起管道振动；
5、107号刚吊处水平管振动是因为支架105和106处水平管振动引起。
四、解决凝结水再循环管道振动措施
消除凝结水再循环管道剧烈振动的根本原因是防治管道内流体瞬变引起的振荡运动，具体解决办法：
1、在管道上增加支撑或加固原有强制限位支架，约束管道振动引发的有害变形、位移，改变管系自振频率，避免或减小共振现象的发生；具体做法是在调阀前弯头处增加一个固定支架，把105和106滑动支架变更为V型导向支架见图二。
2、采取措施减小压强突变量，避免产生汽液两相扰流发生；具体做法是要求在开关阀门时慢开慢关，避免产生汽液两相扰流发生。
3、取消流量孔板见图一材料5，其前后直管段不满足5D倍要求。
五、结论
凝结水再循环管道振动是低频高幅振动，凝结水再循环管道支架设计无固定支架和支架功能不能满足管线需要，管道刚度较小和管道附件设计不能满足其本身设计安装要求是管道振动的主要原因。在现场实际状态及减振措施实施后条件下，新增限位挡板和增加一套固定支架及取消流量孔板后，凝结水再循环管道大幅度振动现象已完全消除。按本方案实施的振动治理不改变管系的布置，仅在合适的位置增加限位挡板和增加一套固定支架，投资较小，施工简单，实际振动消除效果明显。
参考文献：
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[6]陆江云.杨春凝结水再循环管道震动问题分析与处理.广西电力2008.5
[7]流量孔板及流量测量装置安装标准说明
论文作者:赵芹海
论文发表刊物:《建筑实践》2019年11期
论文发表时间:2019/10/30
标签：凝结水论文; 管道论文; 再循环论文; 流量论文; 支架论文; 机组论文; 管线论文; 《建筑实践》2019年11期论文;