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摘 要：汽水系统管道投运时，经常会遇到管道振动的问题。管道振动轻者延误系统的投入时间，重者损坏管道及设备，甚至危及人身安全。分析管道振动的产生原因，控制和预防汽水管道振动，对保证发电厂的安全运行具有重要意义。
关键词：管道振动;水击;汽爆;暖管
1 概述
汽水管道的振动形式可分为水击或汽爆两种形式。常见的管道水击或汽爆现象多发生在蒸汽管道、给水管道等汽水管道投运初期。在大流量、高流速、高温介质的管道中，振动问题更为突出。系统发生水击或汽爆时，管道及其附件承受巨大的冲击力，管壁受高压引起扩张和收缩，发出强烈的振动和噪音;强烈的振动和冲击，造成金属管道壁减薄，内表面受击出许多麻点。如果此时管道系统存在缺陷，如焊口没焊透，管道膨胀受限等问题，则有可能对管道及其部件造成破坏，严重危及到管道系统的安全运行及人身安全。
2管道发生水击或汽爆的原因
2.1 管道发生水击的原因
2.1.1 管道内存有空气
系统通水前没有注水排气或排气不彻底，导致系统内窝有大量空气。启动水泵后，当介质流经系统内的空气部位时，管道内积存的气体空间被反复压缩，造成系统通流不畅、流动受阻，流速突然变化，产生振动，发生水击现象。
2.1.2 水泵运行不正常
电机或水泵故障（如汽蚀、叶轮损坏）、水泵出口阀故障（如阀芯损坏脱落、出口逆止阀摇摆）、旅网堵塞等，造成管道内介质流量不稳、波动大，引起管道内给水压力波动和惯性冲击。
2.1.3 介质温度变化
管道内介质温度剧烈变化，或温度相差较大的介质混合时，造成管道或容器内局部介质发生反复膨胀或收缩，流动阻力突然增大或减小，产生振动。
2.1.4 系统状态改变
管道上阀门关闭（或开启）过快、电机启停等，介质的压力、流量、流速突然改变，造成管道内介质阻力突然增大或减小，介质压力发生反复急剧的周期性变化，造成对管道的强烈冲击。
2.1.5 管道通流口径突变
当介质流动到管道口径由大变小或由小变大的部位，系统内介质流量、压力、流速等参数发生变化，造成对管道的冲击力发生变化，产生振动。
2.1.6 管道通流方向突变
汽水系统内不可避免的存在弯头。当介质流经弯头部位时，不稳态的介质的部分压力在惯性的作用下产生对管道的反复振动力。
2.2 管道发生汽爆的原因
2.2.1 管道疏水不彻底
蒸汽管道投入运行时，因管道疏水管堵塞或疏水门开度小造成暖管不彻底。母管制疏水造成疏水相互排挤，也是管道疏水不彻底的一个原因。
2.2.2 操作方式
进汽阀门开启过快，管道产生冲击;进汽阀一次性开启过大致使疏水未及时排出等情况，均可造成管道振动。
2.2.3 管道隔絕不彻底
运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关的进汽阀门关闭不严密的情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道发生振动。
3 汽水管道振动的处理
3.1 管道系统投运
蒸汽管道投运时发生剧烈振动，应缓慢的小幅度开启进汽阀;可关小或关闭进汽阀以控制的暖管时产生的疏水量，避免管道积水;及时开启蒸汽管道疏水阀;若疏水管堵塞，应疏通疏水管。
水管道投运时发生剧烈振动，应立即停止水泵运行，同时开启管道上的空气阀，排出空气。避免发生水击的措施是：调整水泵出口阀开、关行程的时间曲线;启泵前系统内注水、排尽空气;缓慢开启泵出口阀。
水泵或出口逆止阀工作不正常而发生水击时，应及时切换备用泵运行，检查水泵及逆止阀;若是流量不稳、波动大引起的，则应设法调整相关水泵或阀门开度以保持流量稳定。
3.2 管道系统停运
停运后的蒸汽管道发生剧烈振动时，应检查相关进汽阀门是否关闭严密;检查停运管道疏水是否开启，如未开启要及时缓慢开启;若采用疏水母管方式时，要避免疏水母管带压，防止其它管道的蒸汽通过疏水管道串入停运的蒸汽管道内，致使管道的振动加剧。
4 汽水管道暖管
4.1 暖管的操作：
4.1.1 微开疏水阀
暖管时的操作不要太急，尽可能微开疏水阀。现场有的疏水阀微微开一点，门中就有漏流。需要注意的是，此时要尽可能的把疏水阀再回关一些，疏水阀中最好有间隔性的过流声，管道轻微振动。
4.1.2 暖管时间
暖管开始到暖管完成的时间，需要根据现场系统的大小而定。大的系统，如采暖系统、辅汽系统因为管道比较长，管径比较粗，疏水时间可能会控制在一、二天;局部小系统，可能只要使十几分钟。
4.1.3 疏水阀、进汽阀的操作顺序
疏水阀的位置大多靠近地面，操作时人的大部分高出疏水阀的位置，相对危险性比较大，为避免疏水管道破裂或疏水门损坏造成的危险，建议先关闭或关小疏水阀，再开启系统的进汽门。这里需要注意的是：关闭或关小疏水阀的时间与开启进汽门的操作时间间隔要短。否则，规矩的先开进汽门，再关疏水阀，避免蒸汽冷凝成水，发生危险。
4.2 暖管过程中出现振动的对策
暖管时疏水阀的初期开度要小，过一段时间后，视疏水门流量、温度、振动等情况，可再适当开大疏水门，最好间隔10—15分钟，阀门不宜一次开的过大。如暖管过程中管道出现剧烈振动，应首先采取关闭疏水阀，待振动消失后重新暖管;如振动造成管道、阀门破裂，出现威胁人身安全的情况，首先应快速离开至安全位置，再采取校严进汽截门的办法减小管道振动。
5 预防措施
5.1 减少弯道
管道设计中尽可能减少弯道;根据汽水走向设计合理的坡度。
5.2 最低点安装疏水点
在汽水系统的末梢、管段的低位点，均应增加疏水管，保证汽水系统的彻底排气与疏水。
5.3改变管道特性
尽量缩短管道长度或减少弯头数量;根据管道特性调整各类电动阀门启闭时间，适当延长阀门的启闭时间;如增大管道直径以降低管中流速，从而使水击发生时速度的变化量降低，相应地减小水击压力的数值;如在管道上装设安全阀及抗水击的专用阀门，当管中压力升高值超过允许数值时，安全阀开启泄压，使管中压力不致有过大的升高等一系列防范措施。
5.4 调节方法
采用正确的阀门操作方法，管道操作中启停过程应严格控制阀门的开关顺序及速度。要注意高温饱和水管道及相关设备的调节，防止压力骤然升高或下降。启泵后缓慢开启出口门，防止管道内饱和水汽化引起冲击。
6 结论
管道振动是电力生产中汽水系统常见的问题，产生的破坏性、危害性比较严重。分析管道振动的原因，制订预防措施，在实际操作中对管道振动加以控制和预防，对保证发电厂的汽水管道安全具有重要意义。
参考文献：
[1]《热力设备水冲击的原因分析及防范措施》，黄生琪、周菊华;《热能动力工程》
[2]《汽轮机设备及系统》.吴季兰.北京：中国电力出版社.2006
[3]《黄陵矿业煤矸石发电有限公司2×300MW汽轮机运行规程》.2013
关键词：管道振动;水击;汽爆;暖管
1 概述
汽水管道的振动形式可分为水击或汽爆两种形式。常见的管道水击或汽爆现象多发生在蒸汽管道、给水管道等汽水管道投运初期。在大流量、高流速、高温介质的管道中，振动问题更为突出。系统发生水击或汽爆时，管道及其附件承受巨大的冲击力，管壁受高压引起扩张和收缩，发出强烈的振动和噪音;强烈的振动和冲击，造成金属管道壁减薄，内表面受击出许多麻点。如果此时管道系统存在缺陷，如焊口没焊透，管道膨胀受限等问题，则有可能对管道及其部件造成破坏，严重危及到管道系统的安全运行及人身安全。
2管道发生水击或汽爆的原因
2.1 管道发生水击的原因
2.1.1 管道内存有空气
系统通水前没有注水排气或排气不彻底，导致系统内窝有大量空气。启动水泵后，当介质流经系统内的空气部位时，管道内积存的气体空间被反复压缩，造成系统通流不畅、流动受阻，流速突然变化，产生振动，发生水击现象。
2.1.2 水泵运行不正常
电机或水泵故障（如汽蚀、叶轮损坏）、水泵出口阀故障（如阀芯损坏脱落、出口逆止阀摇摆）、旅网堵塞等，造成管道内介质流量不稳、波动大，引起管道内给水压力波动和惯性冲击。
2.1.3 介质温度变化
管道内介质温度剧烈变化，或温度相差较大的介质混合时，造成管道或容器内局部介质发生反复膨胀或收缩，流动阻力突然增大或减小，产生振动。
2.1.4 系统状态改变
管道上阀门关闭（或开启）过快、电机启停等，介质的压力、流量、流速突然改变，造成管道内介质阻力突然增大或减小，介质压力发生反复急剧的周期性变化，造成对管道的强烈冲击。
2.1.5 管道通流口径突变
当介质流动到管道口径由大变小或由小变大的部位，系统内介质流量、压力、流速等参数发生变化，造成对管道的冲击力发生变化，产生振动。
2.1.6 管道通流方向突变
汽水系统内不可避免的存在弯头。当介质流经弯头部位时，不稳态的介质的部分压力在惯性的作用下产生对管道的反复振动力。
2.2 管道发生汽爆的原因
2.2.1 管道疏水不彻底
蒸汽管道投入运行时，因管道疏水管堵塞或疏水门开度小造成暖管不彻底。母管制疏水造成疏水相互排挤，也是管道疏水不彻底的一个原因。
2.2.2 操作方式
进汽阀门开启过快，管道产生冲击;进汽阀一次性开启过大致使疏水未及时排出等情况，均可造成管道振动。
2.2.3 管道隔絕不彻底
运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关的进汽阀门关闭不严密的情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道发生振动。
3 汽水管道振动的处理
3.1 管道系统投运
蒸汽管道投运时发生剧烈振动，应缓慢的小幅度开启进汽阀;可关小或关闭进汽阀以控制的暖管时产生的疏水量，避免管道积水;及时开启蒸汽管道疏水阀;若疏水管堵塞，应疏通疏水管。
水管道投运时发生剧烈振动，应立即停止水泵运行，同时开启管道上的空气阀，排出空气。避免发生水击的措施是：调整水泵出口阀开、关行程的时间曲线;启泵前系统内注水、排尽空气;缓慢开启泵出口阀。
水泵或出口逆止阀工作不正常而发生水击时，应及时切换备用泵运行，检查水泵及逆止阀;若是流量不稳、波动大引起的，则应设法调整相关水泵或阀门开度以保持流量稳定。
3.2 管道系统停运
停运后的蒸汽管道发生剧烈振动时，应检查相关进汽阀门是否关闭严密;检查停运管道疏水是否开启，如未开启要及时缓慢开启;若采用疏水母管方式时，要避免疏水母管带压，防止其它管道的蒸汽通过疏水管道串入停运的蒸汽管道内，致使管道的振动加剧。
4 汽水管道暖管
4.1 暖管的操作：
4.1.1 微开疏水阀
暖管时的操作不要太急，尽可能微开疏水阀。现场有的疏水阀微微开一点，门中就有漏流。需要注意的是，此时要尽可能的把疏水阀再回关一些，疏水阀中最好有间隔性的过流声，管道轻微振动。
4.1.2 暖管时间
暖管开始到暖管完成的时间，需要根据现场系统的大小而定。大的系统，如采暖系统、辅汽系统因为管道比较长，管径比较粗，疏水时间可能会控制在一、二天;局部小系统，可能只要使十几分钟。
4.1.3 疏水阀、进汽阀的操作顺序
疏水阀的位置大多靠近地面，操作时人的大部分高出疏水阀的位置，相对危险性比较大，为避免疏水管道破裂或疏水门损坏造成的危险，建议先关闭或关小疏水阀，再开启系统的进汽门。这里需要注意的是：关闭或关小疏水阀的时间与开启进汽门的操作时间间隔要短。否则，规矩的先开进汽门，再关疏水阀，避免蒸汽冷凝成水，发生危险。
4.2 暖管过程中出现振动的对策
暖管时疏水阀的初期开度要小，过一段时间后，视疏水门流量、温度、振动等情况，可再适当开大疏水门，最好间隔10—15分钟，阀门不宜一次开的过大。如暖管过程中管道出现剧烈振动，应首先采取关闭疏水阀，待振动消失后重新暖管;如振动造成管道、阀门破裂，出现威胁人身安全的情况，首先应快速离开至安全位置，再采取校严进汽截门的办法减小管道振动。
5 预防措施
5.1 减少弯道
管道设计中尽可能减少弯道;根据汽水走向设计合理的坡度。
5.2 最低点安装疏水点
在汽水系统的末梢、管段的低位点，均应增加疏水管，保证汽水系统的彻底排气与疏水。
5.3改变管道特性
尽量缩短管道长度或减少弯头数量;根据管道特性调整各类电动阀门启闭时间，适当延长阀门的启闭时间;如增大管道直径以降低管中流速，从而使水击发生时速度的变化量降低，相应地减小水击压力的数值;如在管道上装设安全阀及抗水击的专用阀门，当管中压力升高值超过允许数值时，安全阀开启泄压，使管中压力不致有过大的升高等一系列防范措施。
5.4 调节方法
采用正确的阀门操作方法，管道操作中启停过程应严格控制阀门的开关顺序及速度。要注意高温饱和水管道及相关设备的调节，防止压力骤然升高或下降。启泵后缓慢开启出口门，防止管道内饱和水汽化引起冲击。
6 结论
管道振动是电力生产中汽水系统常见的问题，产生的破坏性、危害性比较严重。分析管道振动的原因，制订预防措施，在实际操作中对管道振动加以控制和预防，对保证发电厂的汽水管道安全具有重要意义。
参考文献：
[1]《热力设备水冲击的原因分析及防范措施》，黄生琪、周菊华;《热能动力工程》
[2]《汽轮机设备及系统》.吴季兰.北京：中国电力出版社.2006
[3]《黄陵矿业煤矸石发电有限公司2×300MW汽轮机运行规程》.2013