浅谈燃煤电厂汽机管系使用可靠性

【摘要】燃煤电厂的安全管理十分重要。汽机管系如果不加以严格要求进行管理，在机械运转过程中，在高压高温作用下往往出现各种事故或者引发间接事故。因此，有必要从复杂管系的振动，管道性能，理化性质三方面对燃煤电厂汽机管系使用可靠性进行分析。

【关键词】燃煤电厂；汽机；管系；使用；可靠性

【分类号】TM621

对于一家燃煤电厂而言，必须充分重视其生产过程中的安全性，燃煤电厂可以通过一系列的质量检验，例如对厂房中一些元素进行光谱分析，以及通过对其设备进行力学性能试验，压扁试验等方式对生产线的安全性做出准确的评价。从而了解燃煤电厂存在的安全隐患，例如哪些汽机管系存在质量问题，哪些不适合继续使用，对一些不安全因素进行修理或更换，从而降低系统的危险系数，有效的保障了汽机管系的安全运行。以下从复杂管系的振动，管道性能，理化性质三方面对燃煤电厂汽机管系使用可靠性进行分析。

一、对复杂管系的振动进行分析

对燃煤电厂复杂管系激发的振动进行分析可以采用有限元建模的方法。在分析过程中，应充分考虑管系的复杂支撑以及气流脉动对振动产生的影响。在许多电力企业中，流体的输送方式一般是通过管道输送来实现的，然而管流很可能引起管道发生振动。然而，有许多振动会对企业的安全生产造成很大的威胁，这些振动包括，活塞压缩机以及周期性的管道流体脉动所引起的管道振动。如果管道的振动幅度很大则会引起一系列的问题，例如，若管道连接处发生松动，则可能引起泄露或管道破裂等重大问题。此外，管流脉动本身也存在许多不安全因素，例如它可能会造成动力机械的效率较低，功率消耗增多，导致机器还未达到使用 寿命就报废等问题。

对管道振动的研究可以从以下两个方面进行，一是在管流脉动方面进行研究，根据引起管流脉动的机理不同，可以采用流体力学理论的研究方式，计算流体脉动规律，进而控制管流脉动的程度。二是对管道结构的动力特性进行研究，在认真分析管系的振动之后，可以对管系进行振动设计，以避免管系有大规模大幅度的振动，提高管系抗振能力。并且，通过精心的设计，当管系出现振动时，工作人员可以及时发现并在最短的时间内采取一系列的措施，使管系能够在合理的范围内振动。

要减少管道振动应采取以下的几点方法。第一，为了防止管系出现因机械共振而引起的较大幅度的振动，应对支承的位置和刚度进行调整，使管系各阶的固有频率都不相同，并且应避开激发频率。第二，减少管系的弯头数，同时尽可能的减小管系的转弯角度。引起管系振动的力主要产生于弯头处。因此，在使用过程中减少弯头数的数量，可以有效的减少激振力。然而，弯管处管道产生振动的强弱与转弯的角度有关，因此，可以通过减小转弯角度来实现减少振动的目的。第三，在管道系统中安装管道减振器，管道减震器对于减少管道的振动具有很大的效果。

二、管道性能的分析

在对燃煤电厂汽机管系进行修理时，发现了钢管类别使用错误的问题，因而需要对该燃煤工厂的管道进行全面的调查，对一些使用错误的管道予以更换。无缝钢管具有很多种标准，各种标准的使用范围不同，有的用于一般机械结构，有的用于输送流体，有的用于制造中低压锅炉，有的则用于高压及以上压力的锅炉。当然，不同用途的钢管在设计时有不同的设计要求。

为确保管道在使用中的安全性，电厂需要对管道的性能进行定期的检测。首先，应确定具体的测验对象，采用随机抽样的方式选择被测验的管道。其次，对所选择的管道进行一系列的试验，测定管道性能，如对所选管道进行水压爆破试验，从而了解管道的承载能力，得出管道的爆破压力。再者，根据试验所得数据得出相应结论。一般来讲，管道的各项性能是随机分布的，且经过试验所得的随机数据是有一定的规律的。通常，我们用分布适应性检验的方法对数据进行分析。根据抽样数目的不同，将分布适应性检验方法分为两种，一种是，当抽样数大于等于五十时采用的x?检验法，另一种是当抽样数少于五十时，采用的K-S检验法。

一般来讲，材料强度和管道应力都符合正态分布，因此，我们就可以采用应力-强度干涉模型来分析管道使用的可靠性。一般来说，确认管道安全的条件为管线的可靠度大于99.999%，若不能达到这一标准，说明管道的使用存在一些风险，应该对管道进行修理或者更换。然而针对一些只符合使用可靠性要求，在技术可靠性的要求上不能满足条件的可以暂时不更换，但是必须对管道的剩余寿命进行预测，了解该管道的使用风险，以确保生产过程中的安全性。通过抽样检测的方式，对管道的屈服压力及强度，高温和常温下的抗拉强度进行分析可以发现，上述参量有一个共同的特点，那就是均服从正态分布。但是不同管道在这些方面所体现出的特点却有较大差异，因而，企业需要对这些因素进行综合分析进而针对不同生产需求应用适合的材料。

三、对管道理化性质的分析

首先，要想确定钢管外部质量情况，必须对钢管外表面进行细致的检测。对燃煤电厂的现场检查管系的情况进行分析，尤其是要对管子的阀门以及受力情况具有一定的了解。通过采用超声波测厚技术队管子的厚度进行测量，利用光谱仪对管子的元素进行分析，以及运用K-S检验法对管子进行分析，可以得出这样的结论，即管道所用材料的含碳量是符合正态分布的。

其次，应对钢管的力学性能进行试验。实验步骤如下，第一，试验钢管的高温性能，观察钢管在较高温度下的抗拉强度和延伸强度。第二，对钢管进行压扁试验，观察钢管质量是否合格。第三，对钢管进行爆破试验，通过爆破试验的结果来看，爆的翻边角度都比四十五度大，由此看出，对钢管进行爆破的失效模式为塑性破坏。第四，对钢管使用可靠性进行评价，针对一些静强度不好的钢管，应予以更换。而对于其余一些可靠性强的钢管可以不予以更换，但是一定要对这些钢管的使用寿命进行评价，降低钢管在使用中的危险系数，避免事故的发生。

通过对该燃煤电厂的管道系统的分析，可以得出下列结论，钢管的含碳量，常温以及高温下的拉伸强度，以及钢管爆破时的压力都符合正态分布。通过对钢管厚度进行分析，从不同管径均值一致性方面来看，不能判断出这些钢管是否由一个相同的母体生产出来。通过对钢管静强度方面进行分析，可以看出钢管是否已经需要更换。

四、结束语

多年以来，随着当今社会科学技术的不断发展，生产力水平也在逐年提高，在更新一代又一代的新科技的同时，对于新科技新设备的安全性要求也随之越来越高，在一些特种设备的检验中，对于安全性能的评价更是显得尤为重要，其应用范围也越来越广，对于燃煤电厂而言，保证其汽机管系使用的可靠性也尤为重要。对于钢管的理化检验作为安全性评价的一个重要部分，为安全性能的评价提供了有力的技术支撑，做出了极大的贡献，进而促进了特种设备更加安全可靠的使用。希望本文通过对复杂管系的振动，管道性能及理化性质的分析能够对提高燃煤电厂的汽机管系使用的可靠性有所帮助。