2024年3月16日发(作者：闽天元)
第42卷第9期
2013年9月
热力发电
VoI．42
NO．9
THERMAL
POWER
GENERATl0NSep．2013
700
MW
机组锅炉
徐贻康
江西赣能丰城二期发电厂，江西丰城331100
热炉放水时锅炉振动大原因分析及治理
[摘要]热炉放水、余热烘干作为一种简单实用的保养方法，在发电厂锅炉短期停运中得到
广泛运用。某电厂700
MW机组锅炉热炉放水时多次出现锅炉振动大的现象，通过
采取根据螺旋管的壁温确定放水时间，放水时将螺旋管的壁温控制在对应压力的饱
和温度以上，增加液压阻尼器等措施后，锅炉放水时的振动大大减小，最大振幅不超
过1
mm，从而提高了锅炉的安全经济运行。
[关键词]
700
MW机组；直流炉；热炉放水；余热烘干；振动；液压阻尼器
[中图分类号]
TM621；TK22[文献标识码]B[文章编号]1002—3364(2013)09—0130—03
[DOI编号]
10．3969／j．issn．1002—3364．2013．09．130
Boiler
large
vibration
during
water
discharge
inhot
state
in
reason
a
700
MW
unit：
ent
analysis
and
treatm
XU
Yikang
er
Plant，Fengcheng
331100，China
Jiangxi
GannengFengcheng
PhaseIIPow
Abstract：As
a
aintenance
method，water
discharge
in
hot
simple
and
practical
m
state
and
drying
u—
aste
heat
were
w
nofthethermal
pow
sing
w
idelyapplied
inshorttermshutdow
er
plants．Against
the
large
vibrationoccurred
during
water
discharge
oftheboilerin
termeasures
were
taken，such
as
a
700
MW
unit．several
tO
coun—
e
accordingdetermining
the
discharge
timthehelixtubeswall
cor—
all
temtemperature，keeping
thehelixtubesw
peraturehigher
thanthesaturation
temperature
responding
to
the
pressure
during
water
discharge，andadding
the
hydraulicdam
—
per．After
theim
m．
provement，the
vibrationreduced
significantly，with
the
largest
vibration
amplitude
below
1
m
ords：700
Key
w
MW
unit；once
ater
discharge；wthrough
boiler；w
aste
heat
drying；vibration
某电厂SG2102／25．4一M959型锅炉炉膛水冷壁
由螺旋管围绕，下部水冷壁从冷灰斗开始盘绕上升
至炉膛出口折焰角前的中间联箱，中间联箱分前、
后、左、右四面，从中间联箱出来后由前墙及左、右侧
墙引入各自垂直上升水冷壁，后墙引入折焰角管及
垂帘管，四路受热后经各自出口集箱进入汽水分离
器。锅炉主要受热面设计参数见表1，汽水系统布
置如图1所示。
该厂在采用锅炉热炉放水过程中，多次出现锅
炉振动大的现象，只能采用减小锅炉放水流量，延长
放水时间的方法，减小锅炉振动，从而导致锅炉热炉
放水的保养效果不佳。而且，由于锅炉放水时振动
大，使得锅炉在运行当中，2次出现水冷壁非受热面
侧应力大，引起锅炉泄漏，导致锅炉不安全运行。
收稿日期：2012—09
17
作者简介：徐贻康(1973一)，本科，技师，从事机组集中控制运行。
E—mail：
16990299@qq．corn
第9期
表1
Table1
徐贻康
700
MW机组锅炉热炉放水时锅炉振动大原因分析及治理
表2
Table2
131
锅炉主要受热面设计参数
Design
4次锅炉放水时压力和温度比较
Pressures
and
parameters
oftheboiler
temperatures
ofthe
boiler
main
heating
surfaces
项目
启动分离器水容积／m3
数值
11．27
2999
2021
5020
61
133．4
365
133．65
+矗
ater
dischargeduring
w
螺旋管圈水冷壁受热面积／m2
垂直管圈水冷壁受热面积／m2
水冷壁总受热面积／m2
水冷壁水容积／m3
过热器总水容积／m3
再热器总水容积／m3
省煤器总水容积／m3
q鱼
3501
屏式
±热器
高温
过热器
高温低温
再热器再热器
300
300
J
4
250
2soj
20叫100
150
J
200
150
储
』80
9．4
0800：00
9．4
10：00：00
9—4
12：00：00
燃
燃
螺旋水
Fig．2
图24次锅炉放水时各区域测点温度趋势
zone
easuring
points
ineach
Temperatures
ofthe
m
ater
discharge
during
thew
由图2可见，开始放水后，水冷壁螺旋管温度呈
阶梯状阶跃上升，水冷壁直管温度先大幅下降，后缓
慢上升，低温再热器管壁温度和后屏过热器管壁温
度均呈缓慢下降趋势。
管道振动可以分为管道系统和流体系统。压力
图1锅炉汽水系统布置
Fig．1
管道的激振力来源于系统自身或系统外部。而来自
系统内部的激振力主要有以下几种：(1)由于脉动引
起的振动，流体在紊流的运动过程中，产生脉动，继
而产生脉动压强和附加应力；(2)由于气蚀引起的振
动，流体在管内流动时，由于温度和压力的变化，部
分液体产生汽化，产生空泡，而当温度或压力发生变
化时，空泡存在的条件被破坏后，又会发生溃灭，空
泡在管壁附近频繁溃灭，会产生较大的冲击力使管
道产生振动；(3)由于水冲击引起的振动，压力流体
在管道中因外届原因发生急剧变化时(如阀门开启
或关闭)，由于液体的膨胀性，使液体的压强迅速交
替升降，使管壁产生振动。
分析认为，放水时的锅炉振动主要因气蚀引起。
这是因为放水时，螺旋管温度低于其饱和温度
(0．5
Arrangement
ofthe
boiler
steam-water
system
1
原因分析
in通
锅炉正常停运后，送、引风机经过锅炉5
m
风后停运，关闭各风门，对锅炉进行闷炉处理，待到
锅炉出口压力下降至0．5MPa时，开启锅炉省煤
器、锅炉水冷壁下集箱、锅炉水冷壁中间集箱以及再
Pa
热器放水门，对锅炉进行放水，待压力降至0．2
M
时，开启各排空气门，待锅炉放水完毕，炉内温度不
大于环境温度时，将各排空气门关闭。通过多次锅
炉放水，发现热炉放水时，锅炉螺旋管水冷壁及水冷
壁中间集箱处振动大，将锅炉中间集箱放水门关闭，
关小水冷壁下集箱放水门，锅炉振动的频率和振幅
有所降低，但仍有振动。4次锅炉放水时的压力和
温度比较见表2，锅炉放水时各区域测点的温度趋
势如图2所示。
MPa时对应饱和温度为151。C)呈液态，而垂
直管温度高于饱和温度呈气态。炉内的烟气温度螺
左
旋管部分为105。C左右，炉膛出口温度在180
6C
右，低于管内的炉水温度。炉内的烟气温度差与停
http：／／WWW．rlfd．com．cn
http：／／rlfd．periodicals．net．cn
热力发
电
炉后的炉底水封有关，水封越严密，温差越小。当垂
直管内的炉水进入螺旋管时，少部分受到冷却汽化
为饱和水，同时产生大量饱和蒸汽，使垂直管内的管
壁温度迅速下降。由于大量饱和水和蒸汽流人螺旋
管内，从而使螺旋管内的温度迅速上升，垂直管内的
炉水汽化时，产生大量气泡，气泡不断产生和破灭，
使管内工质体积发生大幅变化进而引发管道振动。
根据现场的振动测量结果，中间联箱前后的螺旋管
和垂直管振动最大。
如果固定在0．5MPa，就会引起炉内的炉水温度不
同，因此放水时间需要根据螺旋管的壁温确定而非
锅炉压力。
(2)锅炉放水时螺旋管的壁温需要控制在对应
压力的饱和温度以上，否则就会引起炉水在放水过
程中由汽态向液态的变化，导致汽水两相流，引起锅
炉振动。
(3)通过增加液压阻尼器，可以明显增强管道的
抗振性能，有效地减小管系振动。
[参
学出版社，2006．
I。I
2治理方案及效果
(1)根据水冷壁螺旋管壁的温度控制锅炉的放
水时问，利用启动分离器排空气门控制锅炉的放水
压力，使锅炉放水时螺旋管的壁温控制在对应压力
下的饱和温度以上。
(2)锅炉熄火以后，控制送、引风机的通风时间，
防止通风时间过长，引起炉内温度迅速下降。
(3)锅炉熄火以后到放水前，不破坏炉底水封，
防止锅炉迅速冷却。
(4)在锅炉水冷壁螺旋管与水冷壁直管靠近的
中间联箱处各加装1台液压阻尼器，当管道受到冲
击时，阻尼器将产生很大的阻力阻止管道运动，限制
其位移，同时吸收振动、限制振幅，达到保护管道的
目的。
考
文
献]
[1]李惠彬．振动理论与工程应用[M]．北京：北京理工大
Huibin．Vibration
theory
and
engineeringapplica—
of
Technology
tion[M]．Beijing：Beijing
Press，2006(in
Chinese)．
Institute
[2]郑兆昌．机械振动(上、中)[M]．北京：机械工业出版
社，1981．
ZHENG
Zhaochang．Mechanical
vibration(A＆B)
[M]．Beijing：Machinery
nese)．
Industry
Press，1981(in
Chi—
[3]季文美．机械振动[M]．北京：科学出版社，1985．
JI
Wenmei．Mechanical
Press，1985(inChinese)．
vibration[M]．Beiiing：Science
[43阎以诵．工程机械振动分析[M]．上海：同济大学出版
社，1991．
YAN
Yisong．Analysis
of
engineering
mechanical
University
vi—
为了检验放水时锅炉减振方案的效果，8月17
日锅炉停运时，严格控制了锅炉放水时的螺旋管温
度，当其温度下降至155。C时，通过开启分离器排空
气门将锅炉压力控制在0．5MPa，开始进行放水，整
个放水过程中，仅出现极其微小的振动，最大振幅不
超过1mm，符合锅炉放水时的要求，达到了预期目
的。
bration[M2．Shanghai：Tongji
(inChinese)．
Press，1991
E53陈福江，陈盛广，王军民．某135
Mw机组主蒸汽管道
振动原因分析与对策[J]．陕西电力，2012，40(3)：80一
82．
CHEN
Fujiang，C
in．
HENShengguang，WANG
Junm
Reason
analysis
ofmainsteam
pipeline
vibrationfor
3
结论
the
unit
with
135
Mw
capacity[J]．Shaanxi
Electric
(1)锅炉熄火后，由于锅炉汽水管道密封性的不
同，锅炉的泄压速度也有所不同，而锅炉的放水压力
Power，2012，40(3)：80一82．
http：f}WWW，rlfd．corn．cn
httpt}f
rlfd．periodicals．net．cn
2024年3月16日发(作者：闽天元)
第42卷第9期
2013年9月
热力发电
VoI．42
NO．9
THERMAL
POWER
GENERATl0NSep．2013
700
MW
机组锅炉
徐贻康
江西赣能丰城二期发电厂，江西丰城331100
热炉放水时锅炉振动大原因分析及治理
[摘要]热炉放水、余热烘干作为一种简单实用的保养方法，在发电厂锅炉短期停运中得到
广泛运用。某电厂700
MW机组锅炉热炉放水时多次出现锅炉振动大的现象，通过
采取根据螺旋管的壁温确定放水时间，放水时将螺旋管的壁温控制在对应压力的饱
和温度以上，增加液压阻尼器等措施后，锅炉放水时的振动大大减小，最大振幅不超
过1
mm，从而提高了锅炉的安全经济运行。
[关键词]
700
MW机组；直流炉；热炉放水；余热烘干；振动；液压阻尼器
[中图分类号]
TM621；TK22[文献标识码]B[文章编号]1002—3364(2013)09—0130—03
[DOI编号]
10．3969／j．issn．1002—3364．2013．09．130
Boiler
large
vibration
during
water
discharge
inhot
state
in
reason
a
700
MW
unit：
ent
analysis
and
treatm
XU
Yikang
er
Plant，Fengcheng
331100，China
Jiangxi
GannengFengcheng
PhaseIIPow
Abstract：As
a
aintenance
method，water
discharge
in
hot
simple
and
practical
m
state
and
drying
u—
aste
heat
were
w
nofthethermal
pow
sing
w
idelyapplied
inshorttermshutdow
er
plants．Against
the
large
vibrationoccurred
during
water
discharge
oftheboilerin
termeasures
were
taken，such
as
a
700
MW
unit．several
tO
coun—
e
accordingdetermining
the
discharge
timthehelixtubeswall
cor—
all
temtemperature，keeping
thehelixtubesw
peraturehigher
thanthesaturation
temperature
responding
to
the
pressure
during
water
discharge，andadding
the
hydraulicdam
—
per．After
theim
m．
provement，the
vibrationreduced
significantly，with
the
largest
vibration
amplitude
below
1
m
ords：700
Key
w
MW
unit；once
ater
discharge；wthrough
boiler；w
aste
heat
drying；vibration
某电厂SG2102／25．4一M959型锅炉炉膛水冷壁
由螺旋管围绕，下部水冷壁从冷灰斗开始盘绕上升
至炉膛出口折焰角前的中间联箱，中间联箱分前、
后、左、右四面，从中间联箱出来后由前墙及左、右侧
墙引入各自垂直上升水冷壁，后墙引入折焰角管及
垂帘管，四路受热后经各自出口集箱进入汽水分离
器。锅炉主要受热面设计参数见表1，汽水系统布
置如图1所示。
该厂在采用锅炉热炉放水过程中，多次出现锅
炉振动大的现象，只能采用减小锅炉放水流量，延长
放水时间的方法，减小锅炉振动，从而导致锅炉热炉
放水的保养效果不佳。而且，由于锅炉放水时振动
大，使得锅炉在运行当中，2次出现水冷壁非受热面
侧应力大，引起锅炉泄漏，导致锅炉不安全运行。
收稿日期：2012—09
17
作者简介：徐贻康(1973一)，本科，技师，从事机组集中控制运行。
E—mail：
16990299@qq．corn
第9期
表1
Table1
徐贻康
700
MW机组锅炉热炉放水时锅炉振动大原因分析及治理
表2
Table2
131
锅炉主要受热面设计参数
Design
4次锅炉放水时压力和温度比较
Pressures
and
parameters
oftheboiler
temperatures
ofthe
boiler
main
heating
surfaces
项目
启动分离器水容积／m3
数值
11．27
2999
2021
5020
61
133．4
365
133．65
+矗
ater
dischargeduring
w
螺旋管圈水冷壁受热面积／m2
垂直管圈水冷壁受热面积／m2
水冷壁总受热面积／m2
水冷壁水容积／m3
过热器总水容积／m3
再热器总水容积／m3
省煤器总水容积／m3
q鱼
3501
屏式
±热器
高温
过热器
高温低温
再热器再热器
300
300
J
4
250
2soj
20叫100
150
J
200
150
储
』80
9．4
0800：00
9．4
10：00：00
9—4
12：00：00
燃
燃
螺旋水
Fig．2
图24次锅炉放水时各区域测点温度趋势
zone
easuring
points
ineach
Temperatures
ofthe
m
ater
discharge
during
thew
由图2可见，开始放水后，水冷壁螺旋管温度呈
阶梯状阶跃上升，水冷壁直管温度先大幅下降，后缓
慢上升，低温再热器管壁温度和后屏过热器管壁温
度均呈缓慢下降趋势。
管道振动可以分为管道系统和流体系统。压力
图1锅炉汽水系统布置
Fig．1
管道的激振力来源于系统自身或系统外部。而来自
系统内部的激振力主要有以下几种：(1)由于脉动引
起的振动，流体在紊流的运动过程中，产生脉动，继
而产生脉动压强和附加应力；(2)由于气蚀引起的振
动，流体在管内流动时，由于温度和压力的变化，部
分液体产生汽化，产生空泡，而当温度或压力发生变
化时，空泡存在的条件被破坏后，又会发生溃灭，空
泡在管壁附近频繁溃灭，会产生较大的冲击力使管
道产生振动；(3)由于水冲击引起的振动，压力流体
在管道中因外届原因发生急剧变化时(如阀门开启
或关闭)，由于液体的膨胀性，使液体的压强迅速交
替升降，使管壁产生振动。
分析认为，放水时的锅炉振动主要因气蚀引起。
这是因为放水时，螺旋管温度低于其饱和温度
(0．5
Arrangement
ofthe
boiler
steam-water
system
1
原因分析
in通
锅炉正常停运后，送、引风机经过锅炉5
m
风后停运，关闭各风门，对锅炉进行闷炉处理，待到
锅炉出口压力下降至0．5MPa时，开启锅炉省煤
器、锅炉水冷壁下集箱、锅炉水冷壁中间集箱以及再
Pa
热器放水门，对锅炉进行放水，待压力降至0．2
M
时，开启各排空气门，待锅炉放水完毕，炉内温度不
大于环境温度时，将各排空气门关闭。通过多次锅
炉放水，发现热炉放水时，锅炉螺旋管水冷壁及水冷
壁中间集箱处振动大，将锅炉中间集箱放水门关闭，
关小水冷壁下集箱放水门，锅炉振动的频率和振幅
有所降低，但仍有振动。4次锅炉放水时的压力和
温度比较见表2，锅炉放水时各区域测点的温度趋
势如图2所示。
MPa时对应饱和温度为151。C)呈液态，而垂
直管温度高于饱和温度呈气态。炉内的烟气温度螺
左
旋管部分为105。C左右，炉膛出口温度在180
6C
右，低于管内的炉水温度。炉内的烟气温度差与停
http：／／WWW．rlfd．com．cn
http：／／rlfd．periodicals．net．cn
热力发
电
炉后的炉底水封有关，水封越严密，温差越小。当垂
直管内的炉水进入螺旋管时，少部分受到冷却汽化
为饱和水，同时产生大量饱和蒸汽，使垂直管内的管
壁温度迅速下降。由于大量饱和水和蒸汽流人螺旋
管内，从而使螺旋管内的温度迅速上升，垂直管内的
炉水汽化时，产生大量气泡，气泡不断产生和破灭，
使管内工质体积发生大幅变化进而引发管道振动。
根据现场的振动测量结果，中间联箱前后的螺旋管
和垂直管振动最大。
如果固定在0．5MPa，就会引起炉内的炉水温度不
同，因此放水时间需要根据螺旋管的壁温确定而非
锅炉压力。
(2)锅炉放水时螺旋管的壁温需要控制在对应
压力的饱和温度以上，否则就会引起炉水在放水过
程中由汽态向液态的变化，导致汽水两相流，引起锅
炉振动。
(3)通过增加液压阻尼器，可以明显增强管道的
抗振性能，有效地减小管系振动。
[参
学出版社，2006．
I。I
2治理方案及效果
(1)根据水冷壁螺旋管壁的温度控制锅炉的放
水时问，利用启动分离器排空气门控制锅炉的放水
压力，使锅炉放水时螺旋管的壁温控制在对应压力
下的饱和温度以上。
(2)锅炉熄火以后，控制送、引风机的通风时间，
防止通风时间过长，引起炉内温度迅速下降。
(3)锅炉熄火以后到放水前，不破坏炉底水封，
防止锅炉迅速冷却。
(4)在锅炉水冷壁螺旋管与水冷壁直管靠近的
中间联箱处各加装1台液压阻尼器，当管道受到冲
击时，阻尼器将产生很大的阻力阻止管道运动，限制
其位移，同时吸收振动、限制振幅，达到保护管道的
目的。
考
文
献]
[1]李惠彬．振动理论与工程应用[M]．北京：北京理工大
Huibin．Vibration
theory
and
engineeringapplica—
of
Technology
tion[M]．Beijing：Beijing
Press，2006(in
Chinese)．
Institute
[2]郑兆昌．机械振动(上、中)[M]．北京：机械工业出版
社，1981．
ZHENG
Zhaochang．Mechanical
vibration(A＆B)
[M]．Beijing：Machinery
nese)．
Industry
Press，1981(in
Chi—
[3]季文美．机械振动[M]．北京：科学出版社，1985．
JI
Wenmei．Mechanical
Press，1985(inChinese)．
vibration[M]．Beiiing：Science
[43阎以诵．工程机械振动分析[M]．上海：同济大学出版
社，1991．
YAN
Yisong．Analysis
of
engineering
mechanical
University
vi—
为了检验放水时锅炉减振方案的效果，8月17
日锅炉停运时，严格控制了锅炉放水时的螺旋管温
度，当其温度下降至155。C时，通过开启分离器排空
气门将锅炉压力控制在0．5MPa，开始进行放水，整
个放水过程中，仅出现极其微小的振动，最大振幅不
超过1mm，符合锅炉放水时的要求，达到了预期目
的。
bration[M2．Shanghai：Tongji
(inChinese)．
Press，1991
E53陈福江，陈盛广，王军民．某135
Mw机组主蒸汽管道
振动原因分析与对策[J]．陕西电力，2012，40(3)：80一
82．
CHEN
Fujiang，C
in．
HENShengguang，WANG
Junm
Reason
analysis
ofmainsteam
pipeline
vibrationfor
3
结论
the
unit
with
135
Mw
capacity[J]．Shaanxi
Electric
(1)锅炉熄火后，由于锅炉汽水管道密封性的不
同，锅炉的泄压速度也有所不同，而锅炉的放水压力
Power，2012，40(3)：80一82．
http：f}WWW，rlfd．corn．cn
httpt}f
rlfd．periodicals．net．cn