主蒸汽管道振动分析

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在电力、石化等大型企业中,存在着大量的高温、高压输汽管道,由于支吊架设计、布置和调整不当,管道常常发生振动,影响管道的使用寿命,对安全生产造成威胁,甚至引起重大事故。 本文在查阅对国内外大量研究资料的基础上,对管道振动原因、常用减振方法、消振措施等进行了深入了解。为了解决八零三电厂2号汽轮机四根主蒸汽导汽管道振动的问题,本文建立了相应的计算模型,并根据计算和实测结果,找出了振动的主要原因,提出了加装偏转支吊架和管道并联的改进措施,完成了改造工作。本文主要工作是: ① 建立导汽管计算模型,并应用ANSYS5.6有限元分析软件,对机组四根导汽管治理前的10阶固有频率和前8阶振型进行计算。 ② 实际测量了5种不同蒸汽流量下,导管的频谱和波形。计算和实际测量结果表明:导汽管低频振动以4.3-4.5Hz、9.5Hz频率为主,管系的低阶模态以各导汽管在垂直导管平面和平面内的一阶弯曲、以及绕主汽门处端点与水平段汽机端连线的一阶扭转为主,#3、#4导汽管的振动模态占低阶模态的多数(前八阶模态中的五阶),除一阶扭转振型,导汽管的其它低阶振动模态中都是进汽缸立管的下端振动变形最大。计算结果和实测结果相吻合。 ③ 通过现场勘察,根据计算和测量结果,决定在不改变导汽管原有设计和布置,同时又满足国家标准的前提下,采用加装偏转支吊架、导汽管并联的措施,通过改善导汽管刚度和改变管道固有特性的方法,对该机组四根导汽管振动问题进行了处理。为了保证改造工作顺利完成,用有限元分析软件对改造方案进行了论证,分析了加装偏转支吊架后的管系应力水平和振型,计算结果表明:所提方案能解决导汽管振动问题。 ④ 改造完成后的实际测量表明:管道应力符合国标要求,振动峰值从1mm下降到0.2mm,各阶固有频率普遍提高。在6个月的运行过程中,没有发生振动。治理效果良好。
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