電廠管道、閥門振動造成的危害分析及處理措施研究

王遠

摘 要：社會不斷發展背景下，各行各業生產發展速度日益增加，對電力需求也逐漸增大。但是，當下我國電力產業主要依賴火力發電，火力電廠中若系統管道及閥門產生振動，將影響整體系統穩定性，進而影響生產和生活的正常用電。為提高電力系統穩定性，文章對電廠管道、閥門振動危害詳細分析，并對具體處理措施詳細分析，旨在為優化電廠管道及閥門振動奠定堅實基礎。

關鍵詞：電廠；管道；閥門；振動；危害；處理措施

當下火力發電廠，通過燃料燃燒加熱，驅動水蒸氣，推動電力裝置產生電力，在電力系統中，閥門及管道穩定性直接決定系統運行效果[1]。在發電技術不斷進步背景下，火電廠單機容量大大增加，對閥門及管道穩定性提出新的要求。但是，管道及閥門受材料、質量等多方面因素限制，實際使用中常出現管道振動，嚴重影響管道穩定性，導致管道及閥門易損，壽命縮短，嚴重的甚至導致管道及閥門開裂，污染周圍環境，影響電廠安全性。

1.電廠管道及閥門振動可能造成的影響

電廠管道及閥門對應動態及靜態的盈利分析具有相對性，其對應的構建破壞屬于疲勞性破壞，振動響應上可采用時間函數合理表示[2]。在原理管道閥門的疲勞性損壞上，其主要是管道和閥門高程度循環，導致破損發生；低循環疲勞也會引起破損出現。此外，電廠管道及閥門產生振動的原因具有多樣性，應正確分析振動可能造成的危害，進而針對可能出現的振動制定對應的解決措施，以達到減振效果，確保電廠穩定供電。

1.1振動影響管道及閥門壽命

振動將導致閥門及管道徒增機械運動，導致運動部位產生大量金屬疲勞，最終影響閥門及管道的實際使用壽命。若管道及閥門為經過合理的維護處理，長久發展下，振動幅度增加，電力生產中易出現破裂現象，導致意外損失出現，影響電力生產穩定性。

1.2對原本發電系統造成破壞

管道及閥門不斷產生振動，也會對周圍設備穩定性造成嚴重影響，破壞發電系統中其他設備穩定性。大量的振動產生，導致管道及閥門連接部位連接效果下降甚至失效，對系統連接造成破壞，進而間接導致接管座產生開裂，輸水管受到影響，發生斷裂，支吊架失效，整體發電系統不穩定因素饑餓中不斷，導致災難性事故出現[3]。除此之外，若發電系統中高壓蒸汽管道發生開裂事故，直接對操作人員及電力系統造成不可挽回的傷害，后果嚴重。

1.3對管道及閥門自身造成的破壞

若閥門產生的振動速度高于管道振動速度，導致管道及閥門兩者振動幅度明顯增加，導致閥門元件逐漸脫離管道，失去閥門原本效果，對管道及閥門自身造成一定破壞，徒增系統故障，導致發電機組被迫停機。

1.4影響儀器儀表穩定性

電廠發電系統中，管道及閥門和各類精密儀器設備緊密相連，若管道及閥門振動，將對精密儀器儀表指針穩定運動造成影響，對儀器儀表造成直接影響，影響設備運行穩定性，造成儀表讀數出現加大誤差。

2.電廠管道及閥門振動的不同類型

2.1管道共振

電廠電力生產中，水/蒸氣在管道中運動，必然會對管道閥門造成一定振動，此種真東北稱之為管道共振。管道共振本身不可完全消除，只能以科學方式，盡可能降低管道振動程度。管道共振主振頻率一般為5Hz以下，屬低頻振動，振動具有連續性特征。電廠電力生產中。若存在較大的共振振奮，共振相應強烈，對設備及管道將造成較大危害。管道共振受管道運行中某個階段的固有頻率影響，和管道中介質流動激振力頻譜低頻主振頻率接近，導致振動產生。這種頻率接近將產生共鳴振動，也就是管道產生共鳴振動，對發電系統穩定運行造成嚴重不良影響。

2.2強迫性振動產生

發電系統運行中，介質發生激振，且激振頻帶廣、強度大，則對應的管道也會發生振動，但此時不再是管道共振，屬強迫振動。對強迫振動而言，其自身主振頻率并不清楚，主振頻率中含有不同頻率成分，導致強迫振動強度增加，且治理難度較大。

2.3閥門自激振動產生

閥門自激振動主要是閥門自身影響，，產生振動。若閥門自激振動受到控制，則系統中的激振將會消失。 若閥門自身開度較小，對應介質流動變化將明顯增加，導致局部壓力產生波動，引起激振力產生，閥門片、芯等受到影響，被迫發生振動。

3.對管道及閥門振動的治理方式

為實現對電廠生產中管道及閥門振動的有效治理，需對管道布局及閥門安裝圖紙詳細分析，對原本的管道應力、規范安裝、運行歷史記錄、剛性約束圖等深入研究，在管道現場對管道振動勘探，記錄振動發生，檢查支吊架是否符合要求之后，對存在問題的部位及時拍照記錄。

3.1對管道進行全面檢查，重點檢查一下幾點：（1）檢查原減震位置及約束點，觀察安裝工作是否合理，符合設計要求。（2）檢查管道在運行中是否穩定，對有膨脹存在的管道及時記錄，對膨脹部位拍照，采取合適措施維護。（3）檢查支吊架狀態及受力情況。

3.2對管道及閥門出現振動的，對振動發生詳細測量，處理對應數據，獲取管道發生振動時的振動時域圖及頻譜圖，方便對管道振動進行合理分析。

3.3利用計算機信息技術優勢，對管道模態合理分析，計算管道固有頻率，對管道振型深入分析，了解振動發生。之后，對管道的實際應力進行計算，檢查管道是否具有可靠的柔性。得到應力結果后，提交所需的材料清單及減振實施方案，指派管理人員監督減振方案落實。

3.4.振動處理的建議

管道振動的治理，若發現支吊架出現松動，導致管道及閥門出現松動，應重視對支吊架的合理調整，可通過焊接方式，加固支吊架；若發現是管道自身的振動頻率和設備的激振頻率相接近（管道振動）導致振動產生，課增設支吊架，以此解決管道振動問題。針對管道及法門鎮東的源頭無法準確獲取的情況，可在振動幅度較大的位置，增加科學的減振器，采取物理方式減少振動產生。此外，在電廠正常生產中，也可對節流孔板進行改造，減少管道及閥門振動產生，可通過增大或縮減流量的方式，優化電力生產運行系統，從源頭上減少振動的產生。

管道振動的檢查人員在分析管道及閥門振動的原因時，還要考慮到以下幾方面內容：（1）管道自身的最大振幅、振動頻率等數據。（2）和管道及閥門有直接聯系的儀器設備是否受振動影響。（3）分析管系中主管道上小管的振動特性。（4）檢查支吊架類型，了解剛性支吊架和彈性支吊架之間的區別和聯系。

綜合檢查，若發現管道系統振動的程度對實際電力生產影響不大，在規定震動范圍內，則無需進行深入評估。若發現管道及閥門振動劇烈，嚴重影響電力生產及配送穩定性，可按照《火力發電廠汽水管道振動控制導則》內部方式，對管道振動合理評估，有針對的制定優化方案，盡可能減小管道振動。

4.結束語

綜上所述，在電廠管道、閥門振動造成的危害分析及處理措施研究中，要認識到管道及閥門振動對對應設備精確運行的聯動性影響，要求電廠負責人員掌握基礎振動知識及處理方式，通過合理的方式減小管道及閥門振動產生，延長對應設備使用壽命，對現場管道、閥門振動進行科學評估、治理，減少故障發生，促進電力行業可持續發展。

參考文獻：

[1] 王東志， 王金龍， 劉紅永. 核電廠消防水泵管道振動問題分析及應對措施研究[J]. 給水排水， 2017（s2）：92-94.

[2] 吳蔚宇， 王小艷， 胡沁坤，等. 電廠高旁閥振動原因分析及處理[J]. 湖南電力， 2017， 37（3）：65-67.

[3] 趙亞楠. 火力發電廠管道、閥門振動危害及處理[J]. 現代國企研究， 2018， No.134（08）：109-110.