淺談鍋爐汽水系統(tǒng)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(fā)電、化工等企業(yè)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(fā)的安全生產事故居高不下，因此，為了實現安全生產，優(yōu)化工藝，必須對鍋爐汽水系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)；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(fā)電廠發(fā)生的多數安全事故來看，汽水管道振動引發(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(fā)生蒸汽外泄，突發(fā)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(tǒng)運行狀態(tài)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(xù)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(wěn)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(fā)生液擊現象，輕微的液擊現象會使管道發(fā)出錘擊響聲，強烈的液擊會使管道發(fā)生振動或者爆裂，破壞鍋爐汽水管道安全平穩(wěn)的運行狀態(tài)。

第三，管道內水流速度發(fā)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(fā)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(fā)生起伏不定的變化，就對管道的穩(wěn)定性產生較大的影響，因而發(fā)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(fā)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(tǒng)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(wěn)運行的需要，就會使管道發(fā)生振動，引發(fā)不同級別的安全生產事故。

1.3 環(huán)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(fā)生的雷擊、風吹等外力作用，都會對管道的平穩(wěn)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(fā)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(tǒng)管道振動存在問題的解決對策

2.1 實時監(jiān)控，觀察判斷，排除隱患

鍋爐管道發(fā)生振動從無到有，從小到大是逐漸發(fā)展起來的，突發(fā)的外力撞擊，或者墜落重物的砸傷等問題的發(fā)生不多見，也不會輕易發(fā)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(yǎng)虎為患，以致輕微的毛病得不到排除，日積月累，管道中的流動水汽受到影響，引發(fā)管道的振動，從輕微振動發(fā)展到劇烈震動。防止鍋爐管道發(fā)生振動的主要措施與對策，就是加強監(jiān)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(jiān)測，發(fā)現隱患信息，立即著手排查、修繕；二是健全和完善管道系統(tǒng)設備運行過程中的日常定期維護保養(yǎng)制度，發(fā)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(yè)；三是定期開展管道振動隱患的專項治理。根據生產作業(yè)時間的長短和環(huán)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(guī)范的專項治理方案，嚴格各項操作規(guī)程，實現規(guī)范運作，科學整改，確保管道運行平穩(wěn)安全。

2.2 具體問題具體分析，快速解決

由于引發(fā)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(fā)次生事故。首先對信息中心或者儀表監(jiān)測檢測的不安全信息，進行分析和處理；其次，一旦發(fā)現鍋爐汽水管道發(fā)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(guī)格、方位等依次排列，保證維護經驗發(fā)揮積極的作用。

2.3 優(yōu)化管道的防振措施

在生產作業(yè)中，之所以鍋爐管道會發(fā)生頻繁的振動，跟不完善的避振系統(tǒng)和措施是有主要關系的，從目前來看，大多數企業(yè)的鍋爐管道避振措施和裝備設施形不成完整的系統(tǒng)，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(yōu)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(tǒng)，做到監(jiān)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(tǒng)，進行認真的作業(yè)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(fā)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(guī)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(fā)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(tǒng)的熱脹冷縮導致發(fā)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(jiān)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(yōu)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)生汽水流頂撞管壁，影響管道平穩(wěn)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(wěn)運行的綜合測評

為了確保鍋爐汽水管道系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行，搞好管道平穩(wěn)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(tǒng)定期進行平穩(wěn)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(fā)生的問題，對鍋爐管道的結構進行測評，發(fā)現問題及時整改，及時調整管道的規(guī)格、走向，使水汽流動順暢、平穩(wěn)、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(guī)范，以促進管道運行的安全、平穩(wěn)，創(chuàng)造安全生產的環(huán)境，提高管道安全平穩(wěn)運行的能力，杜絕激振力的發(fā)生和發(fā)展。

3 結束語

鍋爐汽水管道振動存在問題的解決是企業(yè)實現安全生產的一大保障，隨著高新技術設備的開發(fā)和產生，對管道安全運行的工質參數、狀態(tài)、結構等因素的監(jiān)測越來越規(guī)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(yè)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(yè)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。