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【摘 要】 在电厂试运期间，汽水管道振动是常见的威胁安全生产的现象，尤其对人身安全构成极大的威胁。为了减少凝结水再循环管道的振动，文章通过对管道振动的原因分析，针对凝结水最小流量再循环管道振动的问题提供一些设计整改及优化方案。
【关键词】 循环管道；振动；汽液两相流
引言：
在机组试运期间，凝结水再循环管道剧烈振动，再循环调节阀振动损坏，启机过程只能使用振动相对较小的凝结水再循环旁路电动门进行凝结水压力调整，给工作人员运行操作增加诸多不便，同时振动存在影响设备和机组的安全生产。而在众多汽水管道振动案例中，凝结水最小流量再循环管道因接收容器工作背压低，汽蚀和闪蒸工况严重，其出现管道振动的几率最大。为消除管道产生的有害振动，对管道的振动原因进行深入分析，采取相应的减振措施，取得了良好的减振效果。
一、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。
二、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。
2、采取措施减小压强突变量，避免产生汽液两相扰流发生。
2.1加强强制限位点
以天山电力展份公司玛纳斯发电分公司300MW机组为例。玛电机组配置为上海汽轮机厂生产的亚临界一次中间再热，单轴双缸双排汽凝汽式汽轮机，型号为：N300—16.67/537/537.凝汽器为卧式、双流程、单壳体型式。凝结水由凝汽器热井经总管引出，然后分2路接至2台全容量凝结水泵（1运1备），凝结水泵出口管合并成一路后经中压凝结水精处理设备、轴封加热器、低压加热器至除氧器。凝结水系统设有最小流量凝结水再循环管路及旁路，从轴封加热器出口经再循环管道回到凝汽器，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器。汽机房分底层、中间层、运转层，各层标高分别为0m、6.3m、12.6m。凝结水管至凝结水最小流量再循环阀管道总长度约9.52m，阀后长度3.03m。基本符合调节阀尽量装在靠近接受介质容器的一侧，阀后管道应尽量短而直，少设弯头的管道布置要求。凝结水最小流量再循环管道布置见图1。
图1 凝结水最小流量再循环管道布置
图1中，凝汽器的再循环接口标高为0m，位于凝汽器后水室，凝结水再循环阀门组布置在汽机房0m层。凝结水管至凝结水最小流量再循环阀管道总长度约9.52m，支吊点2、3均为固定支架，4为导向支架，1为刚性吊架，5、6为弯头托架。由于最小流量再循环管系不长，多增设强制限位点受场地限制不便于布置。根据分析结果及现场情况采取如下措施：在凝结水再循环旁路门前增加一个固定支架；将凝结水再循环旁路门门后导向支架变更为固定支架；将凝结水再循环主路和旁路2、3、4、8号（新增支架）固定支架根部用12槽钢相连，增加支架整体刚度。经过处理凝结水再循环管路振动现象有所改善，但启机中也只能使用振动相对偏小的凝结水再循环旁路进行调节。
2.2加装节流装置避免两相扰流
凝结水最小流量再循环阀后加节流孔板。前面已经分析了管道振动的主要原因是流体发生汽化，汽水流动失去稳定性而造成的。从系统中凝结水再循环调节阀阀后管线长度3.03m.具备流体汽化扰流条件。若想减少流体汽化的可能性，必须人为地控制汽化条件。即减少压差，提高流体汽化的临界温度。根据理想气体状态方程：
pV=nRT
式中：p——压力；
V——体积；
T——温度；
nR——定量的气体。
由式中可以看出。若要提高流体汽化的临界温度，只要提高流体的压力或体积即可。在凝结水最小流量再循环阀后加节流孔板就是从提高阀后压力的角度上提出的方案。一般来说，节流孔板的作用有两个，第一是利用节流孔板的节流产生的差压来测量流量：第二是利用节流孔板的节流来降低压力；在凝结水最小流量再循环阀后加节流孔板，即人为地增加了1级减压措施节流孑L板靠容器接收端布置，减小了最小流量再循环阀前后压差，破坏介质汽化的条件，减轻了阀后介质发生汽化的几率，有效地减轻管道内介质扰流，而且降低了管道介质因发生汽液两相流对阀门、管件的冲刷危害程度。在取得阀门厂家的认可后，联系设计院进行设计变更～在凝结水再循环调节门后加装DN219x40的节流孔板。经调试，凝结水再循环管路运行平稳，减振措施取得良好效果。变更后凝结水最小流量再循环管道布置见图2（图中7为新加节流孔板）。
三、结束语
导致管道振动的因素是多种多样的，解决方案也有很多。本文只是站在设计的立场针对凝结水最小流量再循环管道振动的问题提出解决方案。总体来说，方案一比较传统及保守，一般用于管系或支吊架布置不合理导致的振动，其优点是不需改动管系布置，仅修改部分支吊架，投资少，施工简单，但限位支吊架设置受周围场地的制约，如果在设计前期能注意管道及支吊架布置，提高管系刚度，其管道振动是可以避免的；方案二是采用多级降压，降低因二次压力过低导致的汽蚀和闪蒸的可能性，但对节流孔板上节流孔的计算要求比较苛刻，而且改变了调节阀的特性，需经阀门厂家确认后才能实施；方案三为降压后直接扩容，缩短阀后管段，做到短且简捷，抑制了汽液两相流的形成，适合在设计前期即作此布置考虑。
参考文献：凝结水再循环管道振动问题分析与处理
吴 波
重庆大唐国际石柱发电有限责任公司设备工程部 重庆 409106
【摘 要】 在电厂试运期间，汽水管道振动是常见的威胁安全生产的现象，尤其对人身安全构成极大的威胁。为了减少凝结水再循环管道的振动，文章通过对管道振动的原因分析，针对凝结水最小流量再循环管道振动的问题提供一些设计整改及优化方案。
【关键词】 循环管道；振动；汽液两相流
[1]钱丈新，张晓波，马俊杰，王微.330Mw机组凝结水管道振动原因分析及处理.内蒙古电力技术，2004（05）：129.
[2]陆江云，杨春.凝结水再循环管道振动问题分析与处理[J].广西电力，2008（5）：24-25.
[3]钱文新，张晓波，马俊杰，等.330MW机组凝结水管道振动原因分析及处理[J].内蒙古电力技术，2004，22（5）：121—122.
[4]徐传海，李宏纲.凝结水再循环管道的防振动设计[J].热机技术，2004（2）：24—27.
[5]唐璐.1000MW超超临界机组凝结水再循环管道振动原因分析及治理[J].电力科学与工程，2011，27（2）：72—74.
[6]陸江云.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
【关键词】 循环管道；振动；汽液两相流
引言：
在机组试运期间，凝结水再循环管道剧烈振动，再循环调节阀振动损坏，启机过程只能使用振动相对较小的凝结水再循环旁路电动门进行凝结水压力调整，给工作人员运行操作增加诸多不便，同时振动存在影响设备和机组的安全生产。而在众多汽水管道振动案例中，凝结水最小流量再循环管道因接收容器工作背压低，汽蚀和闪蒸工况严重，其出现管道振动的几率最大。为消除管道产生的有害振动，对管道的振动原因进行深入分析，采取相应的减振措施，取得了良好的减振效果。
一、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。
二、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。
2、采取措施减小压强突变量，避免产生汽液两相扰流发生。
2.1加强强制限位点
以天山电力展份公司玛纳斯发电分公司300MW机组为例。玛电机组配置为上海汽轮机厂生产的亚临界一次中间再热，单轴双缸双排汽凝汽式汽轮机，型号为：N300—16.67/537/537.凝汽器为卧式、双流程、单壳体型式。凝结水由凝汽器热井经总管引出，然后分2路接至2台全容量凝结水泵（1运1备），凝结水泵出口管合并成一路后经中压凝结水精处理设备、轴封加热器、低压加热器至除氧器。凝结水系统设有最小流量凝结水再循环管路及旁路，从轴封加热器出口经再循环管道回到凝汽器，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器。汽机房分底层、中间层、运转层，各层标高分别为0m、6.3m、12.6m。凝结水管至凝结水最小流量再循环阀管道总长度约9.52m，阀后长度3.03m。基本符合调节阀尽量装在靠近接受介质容器的一侧，阀后管道应尽量短而直，少设弯头的管道布置要求。凝结水最小流量再循环管道布置见图1。
图1 凝结水最小流量再循环管道布置
图1中，凝汽器的再循环接口标高为0m，位于凝汽器后水室，凝结水再循环阀门组布置在汽机房0m层。凝结水管至凝结水最小流量再循环阀管道总长度约9.52m，支吊点2、3均为固定支架，4为导向支架，1为刚性吊架，5、6为弯头托架。由于最小流量再循环管系不长，多增设强制限位点受场地限制不便于布置。根据分析结果及现场情况采取如下措施：在凝结水再循环旁路门前增加一个固定支架；将凝结水再循环旁路门门后导向支架变更为固定支架；将凝结水再循环主路和旁路2、3、4、8号（新增支架）固定支架根部用12槽钢相连，增加支架整体刚度。经过处理凝结水再循环管路振动现象有所改善，但启机中也只能使用振动相对偏小的凝结水再循环旁路进行调节。
2.2加装节流装置避免两相扰流
凝结水最小流量再循环阀后加节流孔板。前面已经分析了管道振动的主要原因是流体发生汽化，汽水流动失去稳定性而造成的。从系统中凝结水再循环调节阀阀后管线长度3.03m.具备流体汽化扰流条件。若想减少流体汽化的可能性，必须人为地控制汽化条件。即减少压差，提高流体汽化的临界温度。根据理想气体状态方程：
pV=nRT
式中：p——压力；
V——体积；
T——温度；
nR——定量的气体。
由式中可以看出。若要提高流体汽化的临界温度，只要提高流体的压力或体积即可。在凝结水最小流量再循环阀后加节流孔板就是从提高阀后压力的角度上提出的方案。一般来说，节流孔板的作用有两个，第一是利用节流孔板的节流产生的差压来测量流量：第二是利用节流孔板的节流来降低压力；在凝结水最小流量再循环阀后加节流孔板，即人为地增加了1级减压措施节流孑L板靠容器接收端布置，减小了最小流量再循环阀前后压差，破坏介质汽化的条件，减轻了阀后介质发生汽化的几率，有效地减轻管道内介质扰流，而且降低了管道介质因发生汽液两相流对阀门、管件的冲刷危害程度。在取得阀门厂家的认可后，联系设计院进行设计变更～在凝结水再循环调节门后加装DN219x40的节流孔板。经调试，凝结水再循环管路运行平稳，减振措施取得良好效果。变更后凝结水最小流量再循环管道布置见图2（图中7为新加节流孔板）。
三、结束语
导致管道振动的因素是多种多样的，解决方案也有很多。本文只是站在设计的立场针对凝结水最小流量再循环管道振动的问题提出解决方案。总体来说，方案一比较传统及保守，一般用于管系或支吊架布置不合理导致的振动，其优点是不需改动管系布置，仅修改部分支吊架，投资少，施工简单，但限位支吊架设置受周围场地的制约，如果在设计前期能注意管道及支吊架布置，提高管系刚度，其管道振动是可以避免的；方案二是采用多级降压，降低因二次压力过低导致的汽蚀和闪蒸的可能性，但对节流孔板上节流孔的计算要求比较苛刻，而且改变了调节阀的特性，需经阀门厂家确认后才能实施；方案三为降压后直接扩容，缩短阀后管段，做到短且简捷，抑制了汽液两相流的形成，适合在设计前期即作此布置考虑。
参考文献：凝结水再循环管道振动问题分析与处理
吴 波
重庆大唐国际石柱发电有限责任公司设备工程部 重庆 409106
【摘 要】 在电厂试运期间，汽水管道振动是常见的威胁安全生产的现象，尤其对人身安全构成极大的威胁。为了减少凝结水再循环管道的振动，文章通过对管道振动的原因分析，针对凝结水最小流量再循环管道振动的问题提供一些设计整改及优化方案。
【关键词】 循环管道；振动；汽液两相流
[1]钱丈新，张晓波，马俊杰，王微.330Mw机组凝结水管道振动原因分析及处理.内蒙古电力技术，2004（05）：129.
[2]陆江云，杨春.凝结水再循环管道振动问题分析与处理[J].广西电力，2008（5）：24-25.
[3]钱文新，张晓波，马俊杰，等.330MW机组凝结水管道振动原因分析及处理[J].内蒙古电力技术，2004，22（5）：121—122.
[4]徐传海，李宏纲.凝结水再循环管道的防振动设计[J].热机技术，2004（2）：24—27.
[5]唐璐.1000MW超超临界机组凝结水再循环管道振动原因分析及治理[J].电力科学与工程，2011，27（2）：72—74.
[6]陸江云.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