节
能
２０１４年第２期一６６一
ＥＮＥＲＧＹＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ
（总第３７７期）
余热锅炉管道振动分析与处理
李炜炜。徐伟
（中国恩菲工程技术有限公司，北京１０００３８）
摘要：针对余热锅炉管道振动的问题，分析其危害和形成原因，同时总结了改善余热锅炉管道振动的
方法。通过解决某锡冶炼厂余热锅炉管道振动的实例，验证了这些方法对于解决余热锅炉管道振动
的有效性，并为今后余热锅炉管道系统设计提供了参考和指导。关键词：余热锅炉；管道；４ｔ动
中圈分类号：ＴＫ２２９．９２＋９文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—７９４８ｆ２０１４）０２一００６６—０４
ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４—７９４８．２０１４．０２．０１７
引言
多发现象，管道振动可能导致支吊架松散失效，诱发管道局部发生疲劳损坏，并对与之连接的设备产余热锅炉是有色金属冶炼工艺不可或缺的一生推力，造成设备破坏，严重时还可能造成人员伤部分，是确保冶炼工艺生产线正常生产的重要设亡。余热锅炉管道振动一直是锅炉运行中极大的备，其运行的可靠性将直接影响冶炼工艺能否正常安全隐患。
运行。而汽水管道又是余热锅炉系统中连接各个近年来，随着有色金属行业的大力发展和国家热力设备的重要管路，是余热锅炉系统中必不可少节能减排政策的不断深人实施，余热锅炉获得极大的重要组成部分。
发展，其特点也向着高参数、大容量的方向发展。振动是余热锅炉汽水管道系统运行中的一种
由于余热锅炉的运行必须紧密配合冶炼生产进行，
表３减排量估算袭
参考文献
项目参数
［１］刘鉴民．太阳能利用［Ｍ］，北京：电子工业出版社，
年节标准煤量甜
１量２０１０．
每吨煤ｃ０２排量ｚ秘［２］郑瑞澄．民用建筑太阳能热水系统工程技术手册［Ｍ］．
ｃ０２减排总量眠姗
北京：化学工业出版社，２００６．
［３］喜文华．太阳能实用工程技术（Ｍ］．兰州：兰州大学出
每吨煤ｓ０２排量ｏｍ
ｓ０２减排总量
＆
姗
版社，２００１．
［４］于立强，旷玉辉，施志刚，等．太阳能集热器与热泵联合
供暖装置的实验研究［Ｊ］．制冷空调与电力机械，２００４，４结论
２５（３）：８—１１．
［５］赵军，马一太，郑宗和，等．太阳能热泵供热水系统的实
１）经计算分析该煤矿采用太阳能一水源热泵验研究［Ｊ］．太阳能学报，１９９３，１４（４）：３０６—３１０．
系统在煤矿洗浴热水中可节约标准煤２１１．８６ｔ；减［６］李舒宏，武文彬，张小松，等．太阳能热泵热水装置的实少Ｃ０２的排放量５８７．３８１８５ｔ，减少Ｓ０２的排放总验研究与应用分析［Ｊ］．东南大学学报（自然科学版），
２００５。３５（１）：８２—８５．
量６．３５５８ｔ。项目总节能减排率达到５５．９％。２）太阳能一水源热泵系统，既充分利用了热作者简介：张燕鹏（１９８７一），男，河北邯郸人，硕士在读，研
泵技术的节能优点，又克服了太阳能系统的阀歇究方向：制冷与热泵理论及技术。
性。因此，在太阳辐射比较充足的煤矿地区应大力指导教师：王景刚（１９６２一），男，山东海阳人，博士，教授，硕士生导师，研究方向：暖通空调。
推广太阳能一水源热泵系统制备洗浴热水。
收稿日期：２０１３—１０—２３；修回日期：２０１３—１２—１１
２０１４年第２期（总第３７７期）
节能
一６７一
ＥＮＥＲＧＹＣＯＮＳＥＲＶＡ，Ｉ］【０ｌＮ
导致余热锅炉的运行具有不稳定的特点，如烟气量、烟气温度、烟气压力均有不同程度的周期性变化。这些特点导致余热锅炉汽水管道系统的运行较之电站锅炉汽水管道系统具有更多的不稳定因素。因此，分析和解决余热锅炉汽水管道的振动，需要在电站锅炉汽水管道振动理论的基础上，结合其自身特点进行。
１余热锅炉管道振动原因分析
根据管道振动理论及余热锅炉的特点，余热锅炉管道及其支吊架和与之连接的泵、阀门等管路元件和设备构成了一个复杂的机械结构系统。这个系统在遇到激振力时就会发生振动。管道系统振动的主要影响因素如下：
１）管内流体脉动引起的振动。２）泵等转动设备引起的振动。３）余热锅炉自身的振动。４）管内流体流速过快。２管道振动消除措施
２．１调整管系结构的固有频率
调整余热锅炉汽水管道的固有频率，使其控制在一个合理的范围内。控制管系固有频率的方法
可归纳为以下几种：
１）控制管内流体流速，流速越高，固有频率越低。２）控制管道长径比，长径比越大，管道越容易失稳。
３）控制管壁厚度，管壁越薄，管系的固有频率越低，管道的抗振性能也越差。
２．２小角度转弯法
余热锅炉汽水管道内流动工质的动力源于泵的做功，泵的不连续加压方式使流体产生脉动，脉动将诱发激振力的产生。
削减流体脉动作用于管道上的激振力，可从两方面考虑采取措施：
１）设计余热锅炉管道时，在满足设计要求和现场工艺要求的前提下，应尽可能使管道的走线平直，减少弯头的使用数量。
２）当对弯头进行选型时，应尽量使用转弯角度小的，即采取小角度转弯法。２．３优化刚度法
余热锅炉汽水管道的设计是根据锅炉蒸发量
来确定各个管道系统输送介质的压力、流量，从而确定管道的材料、直径。管道布局、支吊架的选择、布置位置是根据建筑的结构特点以及设备的摆放位置确定的。在管道布局确定之后，改变管道的支撑刚度来控制管系的振动，将这种方法称为优化刚度法。
理论上，刚度越大对减少管道振动越有利，此时管道的基频也随之增加。当刚度增加的同时，管系的应力也随之增加，应力增加又会对支吊架、基础设施和管道强度提出进一步要求。因此，刚度应该选择其中一个既能满足应力要求，又可以提高基频的优化值。２．４改变工质参数
在余热锅炉汽水系统运行过程中，由于多种因素共同作用，发生管道振动，通过改变工质参数（如压力、流速、温度等），使管系振动减弱并控制在理想范围内。
管内流体的压力、温度不是诱发振动的原因，但均对管道振动有不利影响。管内流体的速度则是诱发管道振动的主要原因，流速越高，越容易诱发振动。
３管道振动治理实例
国内某冶炼厂新建１套锡冶炼系统。采用ＡＵＳＭＥＬＴ炉作为熔炼炉，余热锅炉用来冷却ＡＵＳＭＥＬＴ炉产生的高温烟气，并回收余热，产生３．８２ＭＰａ、４２０℃的过热蒸汽，蒸发量为２４ｔ／ｈ，蒸汽全部用于发电。
余热锅炉建成投产后，在运行初期未达到设计压力，余热锅炉自身和管道系统均出现不同程度的振动。后对锅炉升压，使锅炉运行压力达到设计压力，振动有所好转，但是仍然存在，在局部区域甚至出现焊缝开裂的现象，主要出现在与锅炉相连的返回管（下文称返回管１），锅炉返回管总管（下文称返回管２）和循环泵的出口压力管（下文称压力管），阀门附近也出现较小幅度的振动。为了保证余热锅炉的运行安全，对锅炉管道的振动原因进行了分析并进行相应处理。
经现场考察返回管１，其振动剧烈，振幅达到几厘米，振动的特点是靠近锅炉的管道振幅最大，随着管道远离锅炉，振幅越来越小。
返回管１布置图如图１所示。
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ＥＮＥＲＧＹＣＯＮＳＥＲＶＡＴｌＯＮ
２０００
图１返回管１布置图（单位．ｍｍｌ
如图１所示，端口１出现最大振幅。分析其原
因为：
１）由于建筑物的限制，管道的布局较复杂，弯头较多，管内流体易出现湍流而诱发激振力。支吊架设计不合理，使管道长径比较大，刚度较差，容易诱发振动。
２）根据振动特点，怀疑余热锅炉自身有较大振动，带动管道一起振动。后经对锅炉检查发现，余热锅炉固定装置安装错误，导致锅炉自身振动剧烈，迫使管道一同振动。后将固定装置改正，并对管道的支吊架改进，重新进行管道应力计算，增加刚性吊架，提高其刚度，并在适当的位置布置限位支架，限制振动的产生。修改后的支吊架布置如图
２所示。
图３返回管２布置图（单位：珊ｍ）
操作也证明，余热锅炉管道振动大多发生在返回管总管上。要根本改变返回管的振动状况，需要改变管内流体的流动状态，合理分配流量，这对于已经投产使用的锅炉而言是不现实的，那么只能通过改变其刚性来治理振动。
刚性的改变可通过２个方向进行：一是改变管道布局；二是改变支吊架布局。很显然，在尽可能减少对生产影响的前提下，改变支吊架布局是唯一经济可行的方法。
通过应力计算和现场建筑物的情况，决定在２个弹簧吊架之间的竖直管道上加装１个限位支架，提高管道刚度，减少激振力的产生，从而减少管道振动。修改后的返回管２如图４所示。
返回管２的振幅很小，但是管径大，振动对建筑物结构件的撞击力却很大，如果不加以治理，则是很大的安全隐患。返回管２的布局及支吊架设
置如图３所示。
返回管是连接余热锅炉受热面和汽包的管道，输送介质为汽水混合物，由于蒸汽的存在，工质混合流速很高，流体流动易出现不稳定情况，故返回
管发生振动的可能性要大大高于其他管道。实际
图４修改后的返回管２布置图（单位：ｉｌｎｌｌｌｌ）
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Ｅ】Ⅷ强旧Ｙ
ＣＯＮＳＥ】Ｒ、，Ａ１１０Ｎ
一６９一
压力管的振动出现在循环泵出口阀门后，其布
和支吊架设计。在进行管道系统设计时，在综合考置图如图５所示。
虑建筑物布局、管道应力、管道端口推力等多方面因素的基础上，宜尽可能简化管道布局，减少弯头的使用；尽可能使用刚性吊架，适当使用限位支架，增加管道系统刚性。对于投入运行的余热锅炉，优化支吊架设计也是解决管道振动最经济有效的方法。
３）控制好余热锅炉自身的振动对于改善管系的振动也很重要。为余热锅炉设计和安装可靠的固定装置，提高冶炼的操作水平，减少烟气性质的变化等，均对治理余热锅炉的管道振动具有积极的
图５压力管布置图（单位：岫）
作用。
压力管的布局简单，相对于其管径，管道本身综上所述，为避免余热锅炉管道的振动，在设的刚性很好，原设计支吊架的设计也合理。出现振计中应从汽水流动分配、管道布置、支吊架设计、余动的原因主要是流体经循环泵加压后即经过２个热锅炉自身振动控制等多方面人手，尽可能减少振阀门，阀门对流体流动产生阻碍，流体对管道产生动源，将管道振动消灭在萌芽阶段。反作用力，管道在反作用力下产生振动。通过应力参考文献
计算，增加如图５所示的限位支架。
［１］方同，薛璞．振动理论及应用［Ｍ］．西安：西安工业大学
经过对现场情况的勘察和现有的管道振动理出版社，１９９８．
论，结合管道应力计算，对以上发生振动的管道进［２］郑广庆，邢景伟，赵星海，等．火电厂汽水管道振动的分
行设计改进，余热锅炉重新投人使用后，振动情况析及解决方法［Ｊ］．黑龙江电力，２０１２，（５）：３８７—３９０．得到大幅改善，均未发现明显振动，管道振动问题［３］邢景伟，赵星海，辛国华．电厂汽水管道振动原因分析
得到很好地解决。
及解决对策［Ｊ］．能源研究与信息，２０１２，（１）：１８—２３．
［４］龚月霞，付建科，游敏．振动时效效果评定方法的探讨
４结论
［Ｊ］．节能，２００４，（４）：１４—１７．
通过对上述余热锅炉汽水管道振动治理实例［５］张广成．电站高温高压蒸汽大管道振动治理［Ｊ］．振动
分析和改进，得到以下结论：
工程学报，２００４，（８）：１１３１—１１３３．
１）余热锅炉管系振动与管内工质流速大小、［６］王乐勤，何秋臣管道系统振动分析与工程应用［Ｊ］．流
工质流速的变化快慢有直接联系。工质的流速越体机械，２００２，３０（１０）：２８—４２．
大、变化越剧烈，引起管道的振动幅度就越大，越不［７］赵子琴，李树勋，徐登伟，等．管道振动的减振方案及工
利于管道振动的减小。反之，工质的流速较慢且越程应用［Ｊ］．管道技术与设备，２０１１，（３）：５４—５６．稳定，则越有利于抑制管道的振动。故在进行管道［８］陈逢胜，王岗．富氧顶吹镍熔炼炉余热锅炉的研究与开
设计时，对于流体流速的选择要合理，选择高流速发［Ｊ］．铜业工程，２０１１，（６）：３８—４０．
固然可以节省建设成本，可对于管道系统稳定性和［９］王岗，李炜炜，封吉龙．金川镍闪速炉余热锅炉扩能改
抗振性不利，应在合理的流速范围内尽可能选择低造［Ｊ］．铜业工程，２０１１，（１）：３５—３８．
流速，降低管内流体的湍流程度，减少诱发振动的因素。
作者简介：李炜炜（１９８３一），男，湖北监利人，硕士，工程２）改变余热锅炉管系刚性的方法来治理管道师，从事余热锅炉的设计工作。
振动易于实现。改变刚性的方法即改进管道布局
收稿日期：２０１３—１１—２４；修回日期：２０１４－０１－０９
余热锅炉管道振动分析与处理
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
李炜炜， 徐伟
中国恩菲工程技术有限公司,北京,100038节能
Energy Conservation2014,33(2)
参考文献(9条)
1.方同;薛璞 振动理论及应用 1998
2.郑广庆;邢景伟;赵星海 火电厂汽水管道振动的分析及解决方法 2012(05)3.邢景伟;赵星海;辛国华 电厂汽水管道振动原因分析及解决对策 2012(01)4.龚月霞;付建科;游敏 振动时效效果评定方法的探讨[期刊论文]-{H}节能 2004(04)5.张广成 电站高温高压蒸汽大管道振动治理 2004(08)
6.王乐勤;何秋良 管道系统振动分析与工程应用[期刊论文]-{H}流体机械 2002(10)
7.赵子琴;李树勋;徐登伟 管道振动的减振方案及工程应用[期刊论文]-{H}管道技术与设备 2011(03)8.陈逢胜;王岗 富氧顶吹镍熔炼炉余热锅炉的研究与开发[期刊论文]-{H}铜业工程 2011(06)9.王岗;李炜炜;封吉龙 金川镍闪速炉余热锅炉扩能改造[期刊论文]-{H}铜业工程 2011(01)
引用本文格式：李炜炜.徐伟 余热锅炉管道振动分析与处理[期刊论文]-节能 2014(2)
节
能
２０１４年第２期一６６一
ＥＮＥＲＧＹＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ
（总第３７７期）
余热锅炉管道振动分析与处理
李炜炜。徐伟
（中国恩菲工程技术有限公司，北京１０００３８）
摘要：针对余热锅炉管道振动的问题，分析其危害和形成原因，同时总结了改善余热锅炉管道振动的
方法。通过解决某锡冶炼厂余热锅炉管道振动的实例，验证了这些方法对于解决余热锅炉管道振动
的有效性，并为今后余热锅炉管道系统设计提供了参考和指导。关键词：余热锅炉；管道；４ｔ动
中圈分类号：ＴＫ２２９．９２＋９文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—７９４８ｆ２０１４）０２一００６６—０４
ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４—７９４８．２０１４．０２．０１７
引言
多发现象，管道振动可能导致支吊架松散失效，诱发管道局部发生疲劳损坏，并对与之连接的设备产余热锅炉是有色金属冶炼工艺不可或缺的一生推力，造成设备破坏，严重时还可能造成人员伤部分，是确保冶炼工艺生产线正常生产的重要设亡。余热锅炉管道振动一直是锅炉运行中极大的备，其运行的可靠性将直接影响冶炼工艺能否正常安全隐患。
运行。而汽水管道又是余热锅炉系统中连接各个近年来，随着有色金属行业的大力发展和国家热力设备的重要管路，是余热锅炉系统中必不可少节能减排政策的不断深人实施，余热锅炉获得极大的重要组成部分。
发展，其特点也向着高参数、大容量的方向发展。振动是余热锅炉汽水管道系统运行中的一种
由于余热锅炉的运行必须紧密配合冶炼生产进行，
表３减排量估算袭
参考文献
项目参数
［１］刘鉴民．太阳能利用［Ｍ］，北京：电子工业出版社，
年节标准煤量甜
１量２０１０．
每吨煤ｃ０２排量ｚ秘［２］郑瑞澄．民用建筑太阳能热水系统工程技术手册［Ｍ］．
ｃ０２减排总量眠姗
北京：化学工业出版社，２００６．
［３］喜文华．太阳能实用工程技术（Ｍ］．兰州：兰州大学出
每吨煤ｓ０２排量ｏｍ
ｓ０２减排总量
＆
姗
版社，２００１．
［４］于立强，旷玉辉，施志刚，等．太阳能集热器与热泵联合
供暖装置的实验研究［Ｊ］．制冷空调与电力机械，２００４，４结论
２５（３）：８—１１．
［５］赵军，马一太，郑宗和，等．太阳能热泵供热水系统的实
１）经计算分析该煤矿采用太阳能一水源热泵验研究［Ｊ］．太阳能学报，１９９３，１４（４）：３０６—３１０．
系统在煤矿洗浴热水中可节约标准煤２１１．８６ｔ；减［６］李舒宏，武文彬，张小松，等．太阳能热泵热水装置的实少Ｃ０２的排放量５８７．３８１８５ｔ，减少Ｓ０２的排放总验研究与应用分析［Ｊ］．东南大学学报（自然科学版），
２００５。３５（１）：８２—８５．
量６．３５５８ｔ。项目总节能减排率达到５５．９％。２）太阳能一水源热泵系统，既充分利用了热作者简介：张燕鹏（１９８７一），男，河北邯郸人，硕士在读，研
泵技术的节能优点，又克服了太阳能系统的阀歇究方向：制冷与热泵理论及技术。
性。因此，在太阳辐射比较充足的煤矿地区应大力指导教师：王景刚（１９６２一），男，山东海阳人，博士，教授，硕士生导师，研究方向：暖通空调。
推广太阳能一水源热泵系统制备洗浴热水。
收稿日期：２０１３—１０—２３；修回日期：２０１３—１２—１１
２０１４年第２期（总第３７７期）
节能
一６７一
ＥＮＥＲＧＹＣＯＮＳＥＲＶＡ，Ｉ］【０ｌＮ
导致余热锅炉的运行具有不稳定的特点，如烟气量、烟气温度、烟气压力均有不同程度的周期性变化。这些特点导致余热锅炉汽水管道系统的运行较之电站锅炉汽水管道系统具有更多的不稳定因素。因此，分析和解决余热锅炉汽水管道的振动，需要在电站锅炉汽水管道振动理论的基础上，结合其自身特点进行。
１余热锅炉管道振动原因分析
根据管道振动理论及余热锅炉的特点，余热锅炉管道及其支吊架和与之连接的泵、阀门等管路元件和设备构成了一个复杂的机械结构系统。这个系统在遇到激振力时就会发生振动。管道系统振动的主要影响因素如下：
１）管内流体脉动引起的振动。２）泵等转动设备引起的振动。３）余热锅炉自身的振动。４）管内流体流速过快。２管道振动消除措施
２．１调整管系结构的固有频率
调整余热锅炉汽水管道的固有频率，使其控制在一个合理的范围内。控制管系固有频率的方法
可归纳为以下几种：
１）控制管内流体流速，流速越高，固有频率越低。２）控制管道长径比，长径比越大，管道越容易失稳。
３）控制管壁厚度，管壁越薄，管系的固有频率越低，管道的抗振性能也越差。
２．２小角度转弯法
余热锅炉汽水管道内流动工质的动力源于泵的做功，泵的不连续加压方式使流体产生脉动，脉动将诱发激振力的产生。
削减流体脉动作用于管道上的激振力，可从两方面考虑采取措施：
１）设计余热锅炉管道时，在满足设计要求和现场工艺要求的前提下，应尽可能使管道的走线平直，减少弯头的使用数量。
２）当对弯头进行选型时，应尽量使用转弯角度小的，即采取小角度转弯法。２．３优化刚度法
余热锅炉汽水管道的设计是根据锅炉蒸发量
来确定各个管道系统输送介质的压力、流量，从而确定管道的材料、直径。管道布局、支吊架的选择、布置位置是根据建筑的结构特点以及设备的摆放位置确定的。在管道布局确定之后，改变管道的支撑刚度来控制管系的振动，将这种方法称为优化刚度法。
理论上，刚度越大对减少管道振动越有利，此时管道的基频也随之增加。当刚度增加的同时，管系的应力也随之增加，应力增加又会对支吊架、基础设施和管道强度提出进一步要求。因此，刚度应该选择其中一个既能满足应力要求，又可以提高基频的优化值。２．４改变工质参数
在余热锅炉汽水系统运行过程中，由于多种因素共同作用，发生管道振动，通过改变工质参数（如压力、流速、温度等），使管系振动减弱并控制在理想范围内。
管内流体的压力、温度不是诱发振动的原因，但均对管道振动有不利影响。管内流体的速度则是诱发管道振动的主要原因，流速越高，越容易诱发振动。
３管道振动治理实例
国内某冶炼厂新建１套锡冶炼系统。采用ＡＵＳＭＥＬＴ炉作为熔炼炉，余热锅炉用来冷却ＡＵＳＭＥＬＴ炉产生的高温烟气，并回收余热，产生３．８２ＭＰａ、４２０℃的过热蒸汽，蒸发量为２４ｔ／ｈ，蒸汽全部用于发电。
余热锅炉建成投产后，在运行初期未达到设计压力，余热锅炉自身和管道系统均出现不同程度的振动。后对锅炉升压，使锅炉运行压力达到设计压力，振动有所好转，但是仍然存在，在局部区域甚至出现焊缝开裂的现象，主要出现在与锅炉相连的返回管（下文称返回管１），锅炉返回管总管（下文称返回管２）和循环泵的出口压力管（下文称压力管），阀门附近也出现较小幅度的振动。为了保证余热锅炉的运行安全，对锅炉管道的振动原因进行了分析并进行相应处理。
经现场考察返回管１，其振动剧烈，振幅达到几厘米，振动的特点是靠近锅炉的管道振幅最大，随着管道远离锅炉，振幅越来越小。
返回管１布置图如图１所示。
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２０００
图１返回管１布置图（单位．ｍｍｌ
如图１所示，端口１出现最大振幅。分析其原
因为：
１）由于建筑物的限制，管道的布局较复杂，弯头较多，管内流体易出现湍流而诱发激振力。支吊架设计不合理，使管道长径比较大，刚度较差，容易诱发振动。
２）根据振动特点，怀疑余热锅炉自身有较大振动，带动管道一起振动。后经对锅炉检查发现，余热锅炉固定装置安装错误，导致锅炉自身振动剧烈，迫使管道一同振动。后将固定装置改正，并对管道的支吊架改进，重新进行管道应力计算，增加刚性吊架，提高其刚度，并在适当的位置布置限位支架，限制振动的产生。修改后的支吊架布置如图
２所示。
图３返回管２布置图（单位：珊ｍ）
操作也证明，余热锅炉管道振动大多发生在返回管总管上。要根本改变返回管的振动状况，需要改变管内流体的流动状态，合理分配流量，这对于已经投产使用的锅炉而言是不现实的，那么只能通过改变其刚性来治理振动。
刚性的改变可通过２个方向进行：一是改变管道布局；二是改变支吊架布局。很显然，在尽可能减少对生产影响的前提下，改变支吊架布局是唯一经济可行的方法。
通过应力计算和现场建筑物的情况，决定在２个弹簧吊架之间的竖直管道上加装１个限位支架，提高管道刚度，减少激振力的产生，从而减少管道振动。修改后的返回管２如图４所示。
返回管２的振幅很小，但是管径大，振动对建筑物结构件的撞击力却很大，如果不加以治理，则是很大的安全隐患。返回管２的布局及支吊架设
置如图３所示。
返回管是连接余热锅炉受热面和汽包的管道，输送介质为汽水混合物，由于蒸汽的存在，工质混合流速很高，流体流动易出现不稳定情况，故返回
管发生振动的可能性要大大高于其他管道。实际
图４修改后的返回管２布置图（单位：ｉｌｎｌｌｌｌ）
２０１４年第２期节
能
（总第３７７期）
Ｅ】Ⅷ强旧Ｙ
ＣＯＮＳＥ】Ｒ、，Ａ１１０Ｎ
一６９一
压力管的振动出现在循环泵出口阀门后，其布
和支吊架设计。在进行管道系统设计时，在综合考置图如图５所示。
虑建筑物布局、管道应力、管道端口推力等多方面因素的基础上，宜尽可能简化管道布局，减少弯头的使用；尽可能使用刚性吊架，适当使用限位支架，增加管道系统刚性。对于投入运行的余热锅炉，优化支吊架设计也是解决管道振动最经济有效的方法。
３）控制好余热锅炉自身的振动对于改善管系的振动也很重要。为余热锅炉设计和安装可靠的固定装置，提高冶炼的操作水平，减少烟气性质的变化等，均对治理余热锅炉的管道振动具有积极的
图５压力管布置图（单位：岫）
作用。
压力管的布局简单，相对于其管径，管道本身综上所述，为避免余热锅炉管道的振动，在设的刚性很好，原设计支吊架的设计也合理。出现振计中应从汽水流动分配、管道布置、支吊架设计、余动的原因主要是流体经循环泵加压后即经过２个热锅炉自身振动控制等多方面人手，尽可能减少振阀门，阀门对流体流动产生阻碍，流体对管道产生动源，将管道振动消灭在萌芽阶段。反作用力，管道在反作用力下产生振动。通过应力参考文献
计算，增加如图５所示的限位支架。
［１］方同，薛璞．振动理论及应用［Ｍ］．西安：西安工业大学
经过对现场情况的勘察和现有的管道振动理出版社，１９９８．
论，结合管道应力计算，对以上发生振动的管道进［２］郑广庆，邢景伟，赵星海，等．火电厂汽水管道振动的分
行设计改进，余热锅炉重新投人使用后，振动情况析及解决方法［Ｊ］．黑龙江电力，２０１２，（５）：３８７—３９０．得到大幅改善，均未发现明显振动，管道振动问题［３］邢景伟，赵星海，辛国华．电厂汽水管道振动原因分析
得到很好地解决。
及解决对策［Ｊ］．能源研究与信息，２０１２，（１）：１８—２３．
［４］龚月霞，付建科，游敏．振动时效效果评定方法的探讨
４结论
［Ｊ］．节能，２００４，（４）：１４—１７．
通过对上述余热锅炉汽水管道振动治理实例［５］张广成．电站高温高压蒸汽大管道振动治理［Ｊ］．振动
分析和改进，得到以下结论：
工程学报，２００４，（８）：１１３１—１１３３．
１）余热锅炉管系振动与管内工质流速大小、［６］王乐勤，何秋臣管道系统振动分析与工程应用［Ｊ］．流
工质流速的变化快慢有直接联系。工质的流速越体机械，２００２，３０（１０）：２８—４２．
大、变化越剧烈，引起管道的振动幅度就越大，越不［７］赵子琴，李树勋，徐登伟，等．管道振动的减振方案及工
利于管道振动的减小。反之，工质的流速较慢且越程应用［Ｊ］．管道技术与设备，２０１１，（３）：５４—５６．稳定，则越有利于抑制管道的振动。故在进行管道［８］陈逢胜，王岗．富氧顶吹镍熔炼炉余热锅炉的研究与开
设计时，对于流体流速的选择要合理，选择高流速发［Ｊ］．铜业工程，２０１１，（６）：３８—４０．
固然可以节省建设成本，可对于管道系统稳定性和［９］王岗，李炜炜，封吉龙．金川镍闪速炉余热锅炉扩能改
抗振性不利，应在合理的流速范围内尽可能选择低造［Ｊ］．铜业工程，２０１１，（１）：３５—３８．
流速，降低管内流体的湍流程度，减少诱发振动的因素。
作者简介：李炜炜（１９８３一），男，湖北监利人，硕士，工程２）改变余热锅炉管系刚性的方法来治理管道师，从事余热锅炉的设计工作。
振动易于实现。改变刚性的方法即改进管道布局
收稿日期：２０１３—１１—２４；修回日期：２０１４－０１－０９
余热锅炉管道振动分析与处理
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
李炜炜， 徐伟
中国恩菲工程技术有限公司,北京,100038节能
Energy Conservation2014,33(2)
参考文献(9条)
1.方同;薛璞 振动理论及应用 1998
2.郑广庆;邢景伟;赵星海 火电厂汽水管道振动的分析及解决方法 2012(05)3.邢景伟;赵星海;辛国华 电厂汽水管道振动原因分析及解决对策 2012(01)4.龚月霞;付建科;游敏 振动时效效果评定方法的探讨[期刊论文]-{H}节能 2004(04)5.张广成 电站高温高压蒸汽大管道振动治理 2004(08)
6.王乐勤;何秋良 管道系统振动分析与工程应用[期刊论文]-{H}流体机械 2002(10)
7.赵子琴;李树勋;徐登伟 管道振动的减振方案及工程应用[期刊论文]-{H}管道技术与设备 2011(03)8.陈逢胜;王岗 富氧顶吹镍熔炼炉余热锅炉的研究与开发[期刊论文]-{H}铜业工程 2011(06)9.王岗;李炜炜;封吉龙 金川镍闪速炉余热锅炉扩能改造[期刊论文]-{H}铜业工程 2011(01)
引用本文格式：李炜炜.徐伟 余热锅炉管道振动分析与处理[期刊论文]-节能 2014(2)