脱硫系统浆液循环泵出口管道振动原因分析与解决措施

张 昌

（国能锦界能源有限责任公司，陕西 榆林 719319)

摘  要：脱硫系统浆液循环泵出口管道振动问题严重影响系统稳定运行和设备使用寿命。系统分析了振动的主要原因，包括流体动力因素、机械设计缺陷、泵运行参数不合理及管道支撑结构强度不足。针对这些问题，提出了振动频谱分析与工况参数关联性研究、应力分布测量及振动故障预警系统等监测诊断方法。在振动控制方面，探讨了管道支撑结构改进设计、减振装置选型与安装、泵运行参数优化调整，以及脱硫浆液性质改良与流动控制4项关键措施。研究表明，综合应用多维度分析方法与优化措施，能有效解决脱硫系统浆液循环泵出口管道振动问题，保障环保设施的安全稳定运行。

关键词：脱硫系统;管道振动;振动监测;流体动力学;结构优化

0 引言

脱硫系统是火电厂环保设施的核心组成部分，而浆液循环泵作为系统的“心脏”，其运行状态直接关系到整个脱硫效率和设备安全。然而在实际运行中，循环泵出口管道振动问题普遍存在，不仅影响系统的稳定运行，还会加速设备腐蚀与疲劳，缩短系统使用寿命，甚至引发安全事故。振动问题的成因复杂，涉及流体动力学、结构力学和设备运行等多方面因素，需要系统性分析才能找到根本原因。针对这一问题从振动机理分析人手，通过科学的监测与诊断方法，采取针对性的控制优化措施，对于保障脱硫系统长期稳定运行具有重要意义。

1 脱硫系统浆液循环泵出口管道振动原因

1.1 流体动力因素引起的振动机理

脱硫系统浆液循环过程中，流体在管道内高速流动产生的不稳定流场是引起振动的主要动力因素。当浆液流速超过临界值时会形成旋涡脱落现象，产生周期性的压力波动，进而激发管道振动。同时，浆液中含有的固体颗粒在管道弯头和阀门处造成的局部冲刷也会引起流场不稳定，流体密度和黏度的波动会导致水力脉动加剧，尤其在浆液浓度不均匀时更为明显。因而流体动力学特性与管道结构的相互作用成为理解振动机理的关键，需要通过计算流体动力学模拟和实际测量相结合来准确评估。

1.2 机械设计缺陷导致的共振现象

脱硫系统管道的机械设计若存在缺陷，极易引发结构共振问题，当循环泵产生的激励频率接近或等于管道系统的固有频率时会导致共振放大效应，使振动幅值显著增大。管道布局设计不合理，如弯头过多与管径变化剧烈等因素会降低系统刚度，形成振动薄弱环节，支撑点布置不当也会导致管段自由振动长度过长，降低结构阻尼能力。此外，管道材料选择不当或壁厚设计不足会降低抗振性能，使得系统在正常运行工况下无法有效抑制振动能量的传递和积累，最终形成持续性强振动现象。

1.3 泵设备运行参数不合理影响

循环泵运行参数设置不合理是引起管道振动的重要因素，泵的转速若偏离设计工况点运行会导致泵内部流场不稳定，产生气蚀或离心力不平衡现象。而泵的流量若长期在低流量区域运行，则会形成内部回流，增加湍流强度和压力脉动，叶轮与泵壳之间的径向间隙若设置不当，会加剧液体脉动强度。泵轴的不对中或轴承损伤也会引起转子系统异常振动，进而传递至出口管道。泵的选型和运行工况匹配度直接影响系统振动水平，需要根据脱硫工艺要求合理设置泵的运行参数。循环泵不同运行参数对管道振动的影响见表1。

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