摘 要：鍋爐汽水管道在火力發(fā)電、化工等企業(yè)的生產(chǎn)工藝中是不可缺少的設(shè)備，而且分布廣、面積大，由于振動(dòng)引發(fā)的安全生產(chǎn)事故居高不下，因此，為了實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，優(yōu)化工藝，必須對(duì)鍋爐汽水系統(tǒng)管道振動(dòng)存在的問(wèn)題與解決措施進(jìn)行深入研究，以有效防止高溫下的鍋爐受管道振動(dòng)的影響而發(fā)生爆炸等安全生產(chǎn)事故。本文結(jié)合火電廠鍋爐汽水管道振動(dòng)控制的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)管道振動(dòng)存在的問(wèn)題與解決對(duì)策進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：鍋爐汽水系統(tǒng)；管道振動(dòng)；鍋爐運(yùn)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(fā)電廠發(fā)生的多數(shù)安全事故來(lái)看，汽水管道振動(dòng)引發(fā)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(hù)不及時(shí)，或者不足夠重視，在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，或多或少都會(huì)出現(xiàn)局部或整體的振動(dòng)，振動(dòng)幅度小、時(shí)間短，一般危害不大，震動(dòng)劇烈而且幅度大，時(shí)間長(zhǎng)，就有可能破壞固定設(shè)施，扭斷或者錯(cuò)裂管道，發(fā)生蒸汽外泄，突發(fā)安全生產(chǎn)事故，嚴(yán)重者，危及鍋爐的安全生產(chǎn)，造成爆炸。因此，需要對(duì)鍋爐汽水管道振動(dòng)存在問(wèn)題與解決進(jìn)行研究。

1 高溫鍋爐汽水管道設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下的振動(dòng)問(wèn)題

1.1 管道內(nèi)水流不平衡產(chǎn)生激振力造成的管道振動(dòng)

首先，受溫度、壓力、水量、流動(dòng)速度、跑冒滴漏等多種因素的影響，鍋爐汽水管道內(nèi)水流脈動(dòng)有時(shí)難以保持平衡，就會(huì)產(chǎn)生激振力，由于管道內(nèi)的水都是通過(guò)汽泵壓進(jìn)去的，汽泵運(yùn)行過(guò)程中連續(xù)增加壓力會(huì)有一定的間隙，也會(huì)造成管道內(nèi)水流脈動(dòng)不能平衡，也會(huì)產(chǎn)生激振力，影響汽水管道的平穩(wěn)運(yùn)行。

其次，受液擊作用影響也會(huì)引起汽水管道振動(dòng)。鍋爐汽水管道中的水流受泵壓增大減小、閥門關(guān)閉打開(kāi)控制水量、蒸氣密度等因素的影響，液體壓強(qiáng)值不斷變化就會(huì)發(fā)生液擊現(xiàn)象，輕微的液擊現(xiàn)象會(huì)使管道發(fā)出錘擊響聲，強(qiáng)烈的液擊會(huì)使管道發(fā)生振動(dòng)或者爆裂，破壞鍋爐汽水管道安全平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。

第三，管道內(nèi)水流速度發(fā)生改變而引起的管道振動(dòng)。鍋爐汽水管道內(nèi)蒸汽水流不停地流動(dòng)，有時(shí)流動(dòng)液體與管道某些位置發(fā)生脫離，空隙增大，從而改變水流速度，就會(huì)促進(jìn)管道內(nèi)水流速度發(fā)生起伏不定的變化，就對(duì)管道的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響，因而發(fā)生振動(dòng)。

1.2 管道設(shè)備材料質(zhì)量、安裝施工質(zhì)量問(wèn)題造成的管道振動(dòng)

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(cuò)位偏差，或者管道內(nèi)的光滑度不同，就會(huì)引發(fā)水流在管道內(nèi)的不平衡運(yùn)行流動(dòng)，液體與蒸汽不平衡地撞擊管道內(nèi)壁，管道內(nèi)液體的壓強(qiáng)時(shí)大時(shí)小，水汽速度時(shí)快時(shí)慢，因而引起管道的振動(dòng)。另外，在管道系統(tǒng)安裝施工過(guò)程中，接口的處理，粗細(xì)管道的搭配、走向的設(shè)計(jì)、管道長(zhǎng)短的控制等都有一定的技術(shù)參數(shù)，設(shè)計(jì)和施工過(guò)程不認(rèn)真對(duì)待，就會(huì)留有事故隱患，管道投入使用后，蒸汽水流流動(dòng)運(yùn)行不能滿足安全平穩(wěn)運(yùn)行的需要，就會(huì)使管道發(fā)生振動(dòng)，引發(fā)不同級(jí)別的安全生產(chǎn)事故。

1.3 環(huán)境或外力造成的管道振動(dòng)

由于鍋爐汽水管道較多，走向復(fù)雜，平行豎直、交叉拐彎、粗細(xì)搭配等，整個(gè)車間形成了管網(wǎng)，由于不良天氣發(fā)生的雷擊、風(fēng)吹等外力作用，都會(huì)對(duì)管道的平穩(wěn)運(yùn)行造成直接影響或損傷；還有管道車間的人為活動(dòng)造成的他物與管道的碰撞、沖頂、猛砸等，不僅會(huì)改變管道的形狀，還會(huì)造成管道的破裂，從而引發(fā)管道的振動(dòng)，造成不同程度的安全事故隱患。

2 鍋爐汽水系統(tǒng)管道振動(dòng)存在問(wèn)題的解決對(duì)策

2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控，觀察判斷，排除隱患

鍋爐管道發(fā)生振動(dòng)從無(wú)到有，從小到大是逐漸發(fā)展起來(lái)的，突發(fā)的外力撞擊，或者墜落重物的砸傷等問(wèn)題的發(fā)生不多見(jiàn)，也不會(huì)輕易發(fā)生，平時(shí)不注意觀察，隱患排查不夠，或者對(duì)細(xì)小問(wèn)題不重視，養(yǎng)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(dòng)水汽受到影響，引發(fā)管道的振動(dòng)，從輕微振動(dòng)發(fā)展到劇烈震動(dòng)。防止鍋爐管道發(fā)生振動(dòng)的主要措施與對(duì)策，就是加強(qiáng)監(jiān)控，及早排除隱患。一是充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和相關(guān)軟件，對(duì)管道內(nèi)水汽流動(dòng)的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)隱患信息，立即著手排查、修繕；二是健全和完善管道系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的日常定期維護(hù)保養(yǎng)制度，發(fā)現(xiàn)帶有腐蝕損傷或者變形的管道，及時(shí)更換，嚴(yán)禁管道帶病作業(yè)；三是定期開(kāi)展管道振動(dòng)隱患的專項(xiàng)治理。根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間的長(zhǎng)短和環(huán)境、水質(zhì)、溫度的影響，確定管道振動(dòng)專項(xiàng)排查治理的期限，并明確專人負(fù)責(zé)實(shí)施，制定科學(xué)規(guī)范的專項(xiàng)治理方案，嚴(yán)格各項(xiàng)操作規(guī)程，實(shí)現(xiàn)規(guī)范運(yùn)作，科學(xué)整改，確保管道運(yùn)行平穩(wěn)安全。

2.2 具體問(wèn)題具體分析，快速解決

由于引發(fā)管道振動(dòng)的原因是多方面的，因此要具體問(wèn)題具體分析，制定專門的整改方案，實(shí)施維修完善工作，力求快速解決問(wèn)題，嚴(yán)防拖拖拉拉，引發(fā)次生事故。首先對(duì)信息中心或者儀表監(jiān)測(cè)檢測(cè)的不安全信息，進(jìn)行分析和處理；其次，一旦發(fā)現(xiàn)鍋爐汽水管道發(fā)生任何振動(dòng)的跡象，就要結(jié)合儀表信息，查找原因，及早排除隱患。第三，對(duì)鍋爐管道周圍的相關(guān)施工密切注視，并做好管道安全的防護(hù)措施，嚴(yán)防其他施工對(duì)管道安全運(yùn)行的影響。第四、在計(jì)算機(jī)信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)，建立管道振動(dòng)維護(hù)檔案，按照管道的規(guī)格、方位等依次排列，保證維護(hù)經(jīng)驗(yàn)發(fā)揮積極的作用。

2.3 優(yōu)化管道的防振措施

在生產(chǎn)作業(yè)中，之所以鍋爐管道會(huì)發(fā)生頻繁的振動(dòng)，跟不完善的避振系統(tǒng)和措施是有主要關(guān)系的，從目前來(lái)看，大多數(shù)企業(yè)的鍋爐管道避振措施和裝備設(shè)施形不成完整的系統(tǒng)，以致形不成高效的維護(hù)機(jī)制，都是零碎的修補(bǔ)，難免首尾顧不到。因此，必須優(yōu)化相應(yīng)的防振避振措施。一是健全鍋爐供熱車間管道設(shè)備防振避振系統(tǒng)，做到監(jiān)測(cè)、裝備、人員三到位。二是嚴(yán)格工程安裝的質(zhì)量驗(yàn)收。對(duì)安裝完成的管道系統(tǒng)，進(jìn)行認(rèn)真的作業(yè)測(cè)試，確保各項(xiàng)安全指標(biāo)滿足要求后，再投入使用。三是完善管道振動(dòng)維護(hù)的應(yīng)急預(yù)案，防止突發(fā)事故造成的管道破裂振動(dòng)的升級(jí)和危害加大。四是要去維護(hù)人員嚴(yán)格按照維護(hù)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作、科學(xué)施工，保證質(zhì)量。

2.4 有效改變管道的工質(zhì)參數(shù)

造成鍋爐汽水管道振動(dòng)的原因很多，大部分來(lái)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(dòng)速度的變化，管道內(nèi)液體壓強(qiáng)的變化，對(duì)管道側(cè)壁沖擊力度的變化；汽水流動(dòng)速度的快慢或者不正常的變化，就會(huì)增加激振力發(fā)生機(jī)會(huì)，影響管道運(yùn)行的安全性；溫度的高低變化使管道系統(tǒng)的熱脹冷縮導(dǎo)致發(fā)生管道的振動(dòng)，因此，通過(guò)改變鍋爐管道汽水的溫度、流速和壓力壓強(qiáng)等工質(zhì)參數(shù)，使其保持安全數(shù)值范圍，就能防范管道的振動(dòng)。一是利用計(jì)算機(jī)專用軟件技術(shù)，對(duì)鍋爐管道內(nèi)的汽水流的工質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)，進(jìn)行安全控制；二是對(duì)影響鍋爐管道汽水流動(dòng)安全工質(zhì)參數(shù)的各種隱患，隨時(shí)優(yōu)化整改，時(shí)刻維護(hù)鍋爐管道汽水流動(dòng)的工質(zhì)參數(shù)始終保持在安全范圍。三是弄清影響工質(zhì)參數(shù)不正常的原因的源頭，徹底根除。比如管道系統(tǒng)溫度高低是由管道內(nèi)溫度工質(zhì)參數(shù)大小決定的，參數(shù)高，整個(gè)系統(tǒng)溫度上升，管道受熱膨脹的程度就大；管道內(nèi)汽水流動(dòng)速度工質(zhì)參數(shù)安全，就不會(huì)發(fā)生汽水流頂撞管壁，影響管道平穩(wěn)運(yùn)行。因此，確保鍋爐管道汽水運(yùn)行安全，要從源頭上查找原因，進(jìn)行控制。

2.5 搞好管道平穩(wěn)運(yùn)行的綜合測(cè)評(píng)

為了確保鍋爐汽水管道系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，搞好管道平穩(wěn)運(yùn)行的綜合測(cè)評(píng)，有利于設(shè)備的及時(shí)維護(hù)和生產(chǎn)安全。結(jié)合設(shè)備維修和專項(xiàng)治理，以及安全生產(chǎn)大排查的機(jī)會(huì)，對(duì)管道系統(tǒng)定期進(jìn)行平穩(wěn)運(yùn)行的綜合測(cè)評(píng)。一是針對(duì)各項(xiàng)工質(zhì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)評(píng)。工質(zhì)參數(shù)能夠顯示管道運(yùn)行的安全質(zhì)量，測(cè)評(píng)不合格的設(shè)備及時(shí)維修更換；二是結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)生的問(wèn)題，對(duì)鍋爐管道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)評(píng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改，及時(shí)調(diào)整管道的規(guī)格、走向，使水汽流動(dòng)順暢、平穩(wěn)、安全。三是定期進(jìn)行鍋爐管道全面的綜合測(cè)評(píng)，形成安全生產(chǎn)的主要措施，并不斷規(guī)范，以促進(jìn)管道運(yùn)行的安全、平穩(wěn)，創(chuàng)造安全生產(chǎn)的環(huán)境，提高管道安全平穩(wěn)運(yùn)行的能力，杜絕激振力的發(fā)生和發(fā)展。

3 結(jié)束語(yǔ)

鍋爐汽水管道振動(dòng)存在問(wèn)題的解決是企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的一大保障，隨著高新技術(shù)設(shè)備的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)生，對(duì)管道安全運(yùn)行的工質(zhì)參數(shù)、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)等因素的監(jiān)測(cè)越來(lái)越規(guī)范，越來(lái)越科學(xué)，維護(hù)整改的方式方法越來(lái)先進(jìn)、高效，對(duì)采取的措施方案的研究也不斷引起企業(yè)相關(guān)人員的重視，有利于管道振動(dòng)問(wèn)題的及時(shí)解決，有利于安全生產(chǎn)水平的不斷提高，因此，新形勢(shì)下注重對(duì)鍋爐汽水管道運(yùn)行安全的研究，能夠增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，值得肯定。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭作紅，周恒軍.發(fā)電廠汽水管道支吊架失效及管道振動(dòng)治理[J].浙江電力，2018，37（02）：72-76.

[2]徐家琦.淺談電站鍋爐汽水管道支吊架熱態(tài)檢查[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（23）：199.

[3]鄭廣慶，邢景偉，趙星海，辛國(guó)華.火電廠汽水管道振動(dòng)的分析及解決方法[J].黑龍江電力，2012，34（05）：387-390.

[4]邢景偉，趙星海，辛國(guó)華.電廠汽水管道振動(dòng)原因分析及解決對(duì)策[J].能源研究與信息，2012，28（01）：18-23.

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