超臨界火電機組給水管道強度振動分析.pdf

1、隨著我國電力工業(yè)飛速發(fā)展，大容量高溫高壓機組已成為我國電廠的主力機組。
　　 由于參數(shù)的提高、主輔設備機械振動的傳遞、各主要管道內(nèi)工質(zhì)運行工況大幅變化及布置方式的改變，使部分管道發(fā)生了較嚴重的振動現(xiàn)象，直接影響機組的正常啟停和運行?；鹆Πl(fā)電廠高壓給水管道承擔著向鍋爐提供給水的任務，由于給水泵的啟停、機組工況變化等帶來的管道振動，對管道及其鏈接設備的安全會有所危害。為保證機組安全運行。消除事故隱患，有必要對管道振動形成機理進行深入

2、研究和分析。
　　 本文在查閱和綜述大量國內(nèi)外管道振動的相關資料后，分析了管道振動的原因、危害以及消振措施。從有限元和振動相關理論出發(fā)，采用大型有限元分析軟件對電站給水管道進行三維建模，對管道進行固有頻率、振型以及穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)沖擊動力響應分析。利用給水管道在運行中危險工況的CFD 計算結果，作為管道三維有限元模型的非線性壓力邊界條件，對管道進行詳細動力響應分析，為優(yōu)化管道設計與布置，以及優(yōu)化運行方式提供了依據(jù)。
　　 對采

3、用梁、殼、三維實體三種不同單元類型的管道有限元模型進行模態(tài)對比分析,分析了不同單元下管道的固有特性,為管道建模提供更加合理的依據(jù),并對實際電廠給水管道進行了模態(tài)分析，計算其前10 階固有頻率并對其前5 階振型進行分析，可作為電站給水管道設計的依據(jù)。
　　 對電廠給水管道進行三維建模，并對該管道進行模擬工況下的動力響應分析，包括管道內(nèi)流體壓力均勻變化的工況、額定穩(wěn)態(tài)工況、閥門快速關閉時造成的壓力瞬態(tài)沖擊工況等。對這些工況下管道系統(tǒng)

4、的位移響應和管壁等效應力分布進行了詳細的計算，結合應力安全校核，對影響管道系統(tǒng)振動的原因進行綜合分析、比較。
　　 計算表明，流體誘發(fā)管道振動的主要原因不是因為管道內(nèi)壓的純粹升高，而是管道內(nèi)流體的壓力分布不均勻帶來的流體擾動對管道所造成的沖擊。
　　 管道應力強度校核表明，即使在管內(nèi)瞬態(tài)沖擊壓力驟然升高，大幅超過管內(nèi)流體額定壓力時，管道應力仍然離當前厚度下管道許用應力有比較大的差距，計算表明管道的事故原因一般不是由于管壁