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真空除氧器水箱防震蕩的預(yù)防措施及原因分析？
真空除氧器水箱防震蕩的預(yù)防措施及原因分析，背景分析：真空除氧器是常規(guī)島的重要熱力設(shè)備，其運行是否正常將直接影響電力生產(chǎn)的安全性與經(jīng)濟性。真空除氧器在機組啟動初期和機組停運過程中曾出現(xiàn)過多次劇烈振動現(xiàn)象，不僅會造成真空除氧器上水管線斷裂，也是真空除氧器水箱壁產(chǎn)生裂紋的原因之一。嚴重影響設(shè)備和機組的安全，針對這一現(xiàn)象進行了現(xiàn)場調(diào)查，分析真空除氧器振動的根本原因，并提出了有效的預(yù)防振動的措施，對電廠的實際運行和異常響應(yīng)有很好的借鑒作用。
真空除氧器是蒸汽發(fā)電機組中重要的熱力設(shè)備，其運行是否正常將直接影響電廠生產(chǎn)的安全性與經(jīng)濟性。但是真空除氧器在運行中存在諸多問題，如汽水振蕩、真空除氧器振動、自生沸騰等，其中尤以真空除氧器的過度振動為常見，真空除氧器振動不僅使真空除氧器的運行存在安全隱患，降低其可靠性，而且導(dǎo)致其加熱投運時間長，滿足不了機組經(jīng)濟、快速啟動的需要。因此，引起了電力行業(yè)人員的廣泛重視。針對我廠真空除氧器在機組啟動初期和機組停運過程中曾出現(xiàn)過數(shù)次劇烈振動現(xiàn)象，分析真空除氧器振動的根本原因，并提出了有效的預(yù)防振動的措施。
真空除氧器振動情況
2014年6月1#機組在安排小修過程中，真空除氧器在機組啟動初期和機組停運時都出現(xiàn)過多次放炮似的連續(xù)間隔振動，整個管道從94.7m至除氧頭補水管線處都在振顫。振動聲音之響，就連主控室人員都能感受到。振動造成了真空除氧器上水管線擺動和保溫層脫落，同時也可能造成真空除氧器結(jié)構(gòu)部件損壞，如噴霧頭的脫落、除氧盤的變形、水箱壁的裂紋等。
真空除氧器振動原因
機組在功率運行時，由于真空除氧器的上水流量、抽氣壓力和溫度較為穩(wěn)定，很少發(fā)生真空除氧器振動的情況。但在變工況的情況下，如機組的啟停過程中，真空除氧器產(chǎn)生振動的概率較大。根據(jù)機組啟動時運行參數(shù)，對真空除氧器產(chǎn)生振動的原因進行分析。
機組啟動前，真空除氧器水位為手動控制，上水流量為零。機組啟動后，根據(jù)GOP-002，在機組準備升溫升壓前，需要啟動一臺主給水泵，主給水泵啟動后走再循環(huán)，真空除氧器內(nèi)的水溫將以4℃/小時進行升溫，約12小時水溫從90℃上升至140℃，真空除氧器內(nèi)的壓力從0kPa上升至300kPa，高于正常啟動時173KPA壓力要求，隨著給蒸發(fā)器上水和真空除氧器內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽排放，真空除氧器水位緩慢下降，在給真空除氧器手動上水過程中，真空除氧器和上水管線發(fā)生了劇烈的振動。
原因分析：
（1）真空除氧器內(nèi)產(chǎn)生的汽錘。在真空除氧器上水前，真空除氧器內(nèi)部是一個穩(wěn)態(tài)，汽水飽和狀態(tài)，當較冷的凝結(jié)水進入真空除氧器后，真空除氧器內(nèi)溫度迅速下降，壓力降低，則除氧水箱內(nèi)的水會劇烈汽化，沸騰。水汽反沖到真空除氧器，進入真空除氧器后，又被冷卻，一直反復(fù)。直到補水停止后一段時間，再恢復(fù)到另一個平衡點。
（2）溫差導(dǎo)致的振動。真空除氧器凝結(jié)水上水管靠近真空除氧器的一端溫度高，遠離真空除氧器一端的溫度低，會產(chǎn)生振動，振動聲音較大，主要是上水管線振動。
（3）加熱蒸汽配入不足，在除氧頭形成水阻氣現(xiàn)象。由于啟動階段，頂壓蒸汽壓力不足，不能滿足將溫度較低的給水加熱至或接近飽和溫度的要求，下落過程中的水流中含有大量的不凝結(jié)氣體。加熱后析出的不凝結(jié)氣體，形成層層氣模，阻礙了蒸汽和水的逆流，導(dǎo)致蒸汽流動受阻，向蒸汽的入口方向產(chǎn)生壓力波。隨著蒸汽的集聚，壓力逐漸增大，從而沖破氣模形成劇烈的膨脹波。如此的交替往復(fù)，使真空除氧器產(chǎn)生劇烈的振動。
（4）真空除氧器噴霧頭的損壞，在上水管線形成水錘。從由于長時間未對真空除氧器進行上水，靠近除氧頭頂部一段水平上水管線的水就會破損的噴霧頭流出，造成該段管線不滿水，當手動對真空除氧器上水時，在真空除氧器入口管線處形成水錘，造成上水管線的振動。
（5）隨著真空除氧器的升溫，靠著除氧頭的上水管線被加熱，液體沸騰也能夠產(chǎn)生氣泡，當給真空除氧器上水時，壓力升高，氣泡將潰滅或體積迅速減小，產(chǎn)生壓力沖擊，出現(xiàn)振動或噪聲。
（6）加熱蒸汽管線產(chǎn)生的振動。加熱蒸汽管線投運時暖管不充分，管道中的疏水來不及排出，引起的水錘現(xiàn)象。
（7）給水管線產(chǎn)生的振動。反應(yīng)堆提升功率后，真空除氧器頂壓蒸汽未及時投入或壓力控制閥控制異常，大量的凝結(jié)水進入真空除氧器導(dǎo)致真空除氧器壓力急劇下降，真空除氧器和給水管線的水沸騰汽化，造成管線的振動，同時主給水泵的凈正吸入壓頭的下降有氣蝕的風險。
（8）高壓加熱器與真空除氧器相連的疏水管路中形成汽水兩相流。機組運行過程中，高壓加熱器到真空除氧器疏水閥開關(guān)不靈活，管道支吊架不夠，高加水位及高加堵管數(shù)量等，均會引起高加與真空除氧器相連的疏水管路中形成汽水兩相流，引起管道的劇烈振動。同時由于汽水兩相界面的不穩(wěn)定性，在疏水出口，氣泡破裂時，容易引發(fā)振動。
真空除氧器振動的預(yù)防措施
總結(jié)以上引發(fā)振動的諸多原因，提出以下防振的原則：
（1）盡量避免大溫差的水在真空除氧器內(nèi)大量摻混。
（2）盡量避免與真空除氧器連通管道內(nèi)形成汽水兩相流。
（3）盡量減少單個真空除氧器的負荷波動幅度和頻率。
（4）保持蒸汽，疏水，補水管道的暢通，工質(zhì)連續(xù)穩(wěn)定的通入和輸出。
（5）真空除氧器內(nèi)汽水溫度的變化應(yīng)連續(xù)、穩(wěn)定、均勻，合理選擇汽水的引入方式和位置。
（6）增加管系結(jié)構(gòu)的阻尼：該方案是通過提高管系剛度， 改變結(jié)構(gòu)的固有頻率，有效地防止管系結(jié)構(gòu)發(fā)生共振破壞的可取方案。一般選擇在管系中的懸空彎頭處和振擺嚴重的管段處，根據(jù)實際振擺受力方向。結(jié)合周邊環(huán)境許可條件，安裝適當?shù)淖枘崞鳎蕴岣吖芟祫偠取?BR> 根據(jù)以上防振原則和機組的實際運行情況，提出解決解決真空除氧器振動方案機組啟停過程中的注意事項：
（1）機組停運后，當蒸發(fā)器壓力降到200Kpa時，應(yīng)對真空除氧器頂壓蒸汽進行隔離，停運電加熱器和將真空除氧器上水切換至手動，采用手動小流量連續(xù)的補水方式。
（2）機組啟動后，不應(yīng)過早投運真空除氧器電加熱器和啟動主給水泵對真空除氧器進行升溫，因為升溫后會造成真空除氧器壓力緩慢上升，有可能造成真空除氧器超壓，同時真空除氧器壓力越高，當給真空除氧器上水時，真空除氧器振動越劇烈。
（3）真空除氧器升溫過程中，如果真空除氧器排氣至凝汽器，可將排氣切至大氣，減緩真空除氧器的壓力上升。
（4）為減小真空除氧器由于長時間無上水的情況下，靠著除氧頭的上水管線溫度隨著真空除氧器的升溫逐漸升高，可間斷性給真空除氧器少量上水，減小上下游管線的溫差。
（5）針對靠近真空除氧器頂部的上水管線可能存在的氣體，可以通到打開排氣閥4321-V4893排除集聚在管線中的氣體。
（6）當真空除氧器的保壓蒸汽壓力控制器在手動控制時，若減小D/A的凝結(jié)水上水流量時（特別是大幅度減少時），應(yīng)先（或同時）適當關(guān)小保壓蒸汽的壓力控制閥，以免D/A超壓而導(dǎo)致其安全閥起座。同樣，在加大D/A上水流量時，應(yīng)隨之適當開大保壓蒸汽的壓力控制閥，以免D/A水溫大幅度下降。
（7）在主系統(tǒng)升溫至150℃后，在準備提升反應(yīng)堆功率前，應(yīng)投運真空除氧器頂壓蒸汽，當主蒸汽系統(tǒng)壓力已大于173kPa時，越早投入保壓蒸汽越有利。 |
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