淺談鍋爐汽水系統管道振動存在問題與解決對策

摘 要：鍋爐汽水管道在火力發電、化工等企業的生產工藝中是不可缺少的設備，而且分布廣、面積大，由于振動引發的安全生產事故居高不下，因此，為了實現安全生產，優化工藝，必須對鍋爐汽水系統管道振動存在的問題與解決措施進行深入研究，以有效防止高溫下的鍋爐受管道振動的影響而發生爆炸等安全生產事故。本文結合火電廠鍋爐汽水管道振動控制的實際經驗，對管道振動存在的問題與解決對策進行了研究。

關鍵詞：鍋爐汽水系統；管道振動；鍋爐運行；管道泄漏；管道爆炸；火電廠

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.199

從火力發電廠發生的多數安全事故來看，汽水管道振動引發的高溫鍋爐爆炸占主要原因，受溫度、固定、腐蝕老化等多種因素的影響，鍋爐汽水管道由于維護不及時，或者不足夠重視，在生產運行過程中，或多或少都會出現局部或整體的振動，振動幅度小、時間短，一般危害不大，震動劇烈而且幅度大，時間長，就有可能破壞固定設施，扭斷或者錯裂管道，發生蒸汽外泄，突發安全生產事故，嚴重者，危及鍋爐的安全生產，造成爆炸。因此，需要對鍋爐汽水管道振動存在問題與解決進行研究。

1 高溫鍋爐汽水管道設備系統運行狀態下的振動問題

1.1 管道內水流不平衡產生激振力造成的管道振動

首先，受溫度、壓力、水量、流動速度、跑冒滴漏等多種因素的影響，鍋爐汽水管道內水流脈動有時難以保持平衡，就會產生激振力，由于管道內的水都是通過汽泵壓進去的，汽泵運行過程中連續增加壓力會有一定的間隙，也會造成管道內水流脈動不能平衡，也會產生激振力，影響汽水管道的平穩運行。

其次，受液擊作用影響也會引起汽水管道振動。鍋爐汽水管道中的水流受泵壓增大減小、閥門關閉打開控制水量、蒸氣密度等因素的影響，液體壓強值不斷變化就會發生液擊現象，輕微的液擊現象會使管道發出錘擊響聲，強烈的液擊會使管道發生振動或者爆裂，破壞鍋爐汽水管道安全平穩的運行狀態。

第三，管道內水流速度發生改變而引起的管道振動。鍋爐汽水管道內蒸汽水流不停地流動，有時流動液體與管道某些位置發生脫離，空隙增大，從而改變水流速度，就會促進管道內水流速度發生起伏不定的變化，就對管道的穩定性產生較大的影響，因而發生振動。

1.2 管道設備材料質量、安裝施工質量問題造成的管道振動

一般情況下，鍋爐汽水管道某一段位的蒸汽和水溫度、速度是一定的，由于管道壁的厚薄不均勻，或者安裝錯位偏差，或者管道內的光滑度不同，就會引發水流在管道內的不平衡運行流動，液體與蒸汽不平衡地撞擊管道內壁，管道內液體的壓強時大時小，水汽速度時快時慢，因而引起管道的振動。另外，在管道系統安裝施工過程中，接口的處理，粗細管道的搭配、走向的設計、管道長短的控制等都有一定的技術參數，設計和施工過程不認真對待，就會留有事故隱患，管道投入使用后，蒸汽水流流動運行不能滿足安全平穩運行的需要，就會使管道發生振動，引發不同級別的安全生產事故。

1.3 環境或外力造成的管道振動

由于鍋爐汽水管道較多，走向復雜，平行豎直、交叉拐彎、粗細搭配等，整個車間形成了管網，由于不良天氣發生的雷擊、風吹等外力作用，都會對管道的平穩運行造成直接影響或損傷；還有管道車間的人為活動造成的他物與管道的碰撞、沖頂、猛砸等，不僅會改變管道的形狀，還會造成管道的破裂，從而引發管道的振動，造成不同程度的安全事故隱患。

2 鍋爐汽水系統管道振動存在問題的解決對策

2.1 實時監控，觀察判斷，排除隱患

鍋爐管道發生振動從無到有，從小到大是逐漸發展起來的，突發的外力撞擊，或者墜落重物的砸傷等問題的發生不多見，也不會輕易發生，平時不注意觀察，隱患排查不夠，或者對細小問題不重視，養虎為患，以致輕微的毛病得不到排除，日積月累，管道中的流動水汽受到影響，引發管道的振動，從輕微振動發展到劇烈震動。防止鍋爐管道發生振動的主要措施與對策，就是加強監控，及早排除隱患。一是充分利用計算機網絡技術和相關軟件，對管道內水汽流動的數據信息，進行實時監測，發現隱患信息，立即著手排查、修繕；二是健全和完善管道系統設備運行過程中的日常定期維護保養制度，發現帶有腐蝕損傷或者變形的管道，及時更換，嚴禁管道帶病作業；三是定期開展管道振動隱患的專項治理。根據生產作業時間的長短和環境、水質、溫度的影響，確定管道振動專項排查治理的期限，并明確專人負責實施，制定科學規范的專項治理方案，嚴格各項操作規程，實現規范運作，科學整改，確保管道運行平穩安全。

2.2 具體問題具體分析，快速解決

由于引發管道振動的原因是多方面的，因此要具體問題具體分析，制定專門的整改方案，實施維修完善工作，力求快速解決問題，嚴防拖拖拉拉，引發次生事故。首先對信息中心或者儀表監測檢測的不安全信息，進行分析和處理；其次，一旦發現鍋爐汽水管道發生任何振動的跡象，就要結合儀表信息，查找原因，及早排除隱患。第三，對鍋爐管道周圍的相關施工密切注視，并做好管道安全的防護措施，嚴防其他施工對管道安全運行的影響。第四、在計算機信息中心數據庫，建立管道振動維護檔案，按照管道的規格、方位等依次排列，保證維護經驗發揮積極的作用。

2.3 優化管道的防振措施

在生產作業中，之所以鍋爐管道會發生頻繁的振動，跟不完善的避振系統和措施是有主要關系的，從目前來看，大多數企業的鍋爐管道避振措施和裝備設施形不成完整的系統，以致形不成高效的維護機制，都是零碎的修補，難免首尾顧不到。因此，必須優化相應的防振避振措施。一是健全鍋爐供熱車間管道設備防振避振系統，做到監測、裝備、人員三到位。二是嚴格工程安裝的質量驗收。對安裝完成的管道系統，進行認真的作業測試，確保各項安全指標滿足要求后，再投入使用。三是完善管道振動維護的應急預案，防止突發事故造成的管道破裂振動的升級和危害加大。四是要去維護人員嚴格按照維護工程技術標準規范操作、科學施工，保證質量。

2.4 有效改變管道的工質參數

造成鍋爐汽水管道振動的原因很多，大部分來自諸多因素的共同作用，壓力不足或者增大能夠影響汽水流動速度的變化，管道內液體壓強的變化，對管道側壁沖擊力度的變化；汽水流動速度的快慢或者不正常的變化，就會增加激振力發生機會，影響管道運行的安全性；溫度的高低變化使管道系統的熱脹冷縮導致發生管道的振動，因此，通過改變鍋爐管道汽水的溫度、流速和壓力壓強等工質參數，使其保持安全數值范圍，就能防范管道的振動。一是利用計算機專用軟件技術，對鍋爐管道內的汽水流的工質參數在線監測，進行安全控制；二是對影響鍋爐管道汽水流動安全工質參數的各種隱患，隨時優化整改，時刻維護鍋爐管道汽水流動的工質參數始終保持在安全范圍。三是弄清影響工質參數不正常的原因的源頭，徹底根除。比如管道系統溫度高低是由管道內溫度工質參數大小決定的，參數高，整個系統溫度上升，管道受熱膨脹的程度就大；管道內汽水流動速度工質參數安全，就不會發生汽水流頂撞管壁，影響管道平穩運行。因此，確保鍋爐管道汽水運行安全，要從源頭上查找原因，進行控制。

2.5 搞好管道平穩運行的綜合測評

為了確保鍋爐汽水管道系統的安全平穩運行，搞好管道平穩運行的綜合測評，有利于設備的及時維護和生產安全。結合設備維修和專項治理，以及安全生產大排查的機會，對管道系統定期進行平穩運行的綜合測評。一是針對各項工質參數進行測評。工質參數能夠顯示管道運行的安全質量，測評不合格的設備及時維修更換；二是結合生產運行中發生的問題，對鍋爐管道的結構進行測評，發現問題及時整改，及時調整管道的規格、走向，使水汽流動順暢、平穩、安全。三是定期進行鍋爐管道全面的綜合測評，形成安全生產的主要措施，并不斷規范，以促進管道運行的安全、平穩，創造安全生產的環境，提高管道安全平穩運行的能力，杜絕激振力的發生和發展。

3 結束語

鍋爐汽水管道振動存在問題的解決是企業實現安全生產的一大保障，隨著高新技術設備的開發和產生，對管道安全運行的工質參數、狀態、結構等因素的監測越來越規范，越來越科學，維護整改的方式方法越來先進、高效，對采取的措施方案的研究也不斷引起企業相關人員的重視，有利于管道振動問題的及時解決，有利于安全生產水平的不斷提高，因此，新形勢下注重對鍋爐汽水管道運行安全的研究，能夠增強企業的市場競爭力，值得肯定。

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作者簡介：李建軍（1979-），男，河南許昌人，本科，工程師，研究方向：電廠鍋爐。