汽水管道的設計主要是按其靜強度考慮的,雖然在管道支吊架間距的選取方面兼顧了管道的振動特性,但通常并不做動力分析,一般采取出現了振動問題再處理的事后處理策略。
汽水管道的振動問題是與管道自身的振動特性(剛度、固有頻率等)和汽水介質的特性(流速、穩定性等)有關的綜合性問題。在管道設計時規定最大支吊架間距是為了使管道的固有頻率不至于過低,但實際上,管道的固有頻率不僅與支吊架間距有關,還與支吊架的類型有關。雖然在管道靜力分析中對剛性支吊架和滑動支座按等同考慮,但實際上其對管道固有頻率的影響是不一樣的,剛性支吊架可提高管道鉛垂方向的剛度,對其水平而內的剛度無影響,而滑動支座由于有摩擦力的作用,將同時提高管道在鉛垂方向和水平而內的剛度。
在對電廠管道及支吊架進行檢驗時發現,振動問題主要存在于主給水管道上,其中振動最嚴重部位大都在鍋爐側,且各電廠的主給水管道振動問題有一個共同的的特點,那就是振動的最嚴重程度隨給水泵的不同而改變,即在投甲號給水泵時管道振動輕微或不振,而在改投乙號給水泵時管道的振動可能會非常厲害。從上述現象看,給水泵的給水特性不同應該是引起振動的直接原因,通過給水泵進行處理而解決問題是最好的辦法,但實際上許多電廠都做不到。根據振動問題的特點,雖然不能從振源上對振動問題進行根本性的解決,但如果通過管道支吊架改變管道的固有頻率,同樣可降低或避免管道的振動。通過采用增設支吊架使管道的剛度加大而提高其固有頻率的方法,我們對多個電廠的管道振動問題進行了處理,大部分管道的振動問題已消除,但鑒于多方面因素的影響,有個別管道的振動問題只是得到了改善,未能完全消除。
管道的剛度與強度是一對相互矛盾的問題,利用管道支吊架增加管道剛度后,將對管道的熱位移產生約束,可能使管道應力增加,其安全余量相應降低,加速管道的損傷。因此,管道剛度的增加只能適可而止,在盡量保持低應力的情況下只要管道不振即可,千萬不可使管道的剛度過大。對于每一個改造方案都必須對管道支吊架進行嚴格的應力計算。
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