工业锅炉空气预热器的声振动及其防治

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根据 有关 文献 ， 介绍 ，空 气预 热器 防振 的必 要条件 为
ｆ ＞ｍ・ ｏ
式 中， ｍ为 储备 系数 ，错列 管束 选 取 １ 。 ． ５
＝
（） ２
式 中 ， 为斯特 罗哈数 ，可 由曲线 图查得 ：Ｗ为入 口空气 速度 ，ｍ． ；ｄ为管子 直径 ，ｍ。 ］ Ｓ ～
炉设 备发 生振动 的可 能性也 随之增 大 。
１ 共振 成 因分 析
当气 流 横 向冲 刷 管束 时 ，管子 背后 生成 的旋 涡会 交 替脱 落 ，错列 管束 间管子 旋涡 的旋 转 方 向是相 反的 ，这种 周期性 交替脱 落 的旋 涡称 为 “ 门涡街 ” 当柱 面压 力和切 向力 也 以相 同 卡 。 的频 率发 生规则 变化 时 ，会 产生 交变 的横 向力 ，横 向力 的方 向总是 指 向刚脱落 旋涡 的那 一面 ，
即管 子 的背面 。如果这 个施 加在 管子上 的横 向交变 力与 管束气 室 的声学驻 波振 动频率 （ 即气 室
固有频 率） 或管束 固有 频率 重叠 时，就会 引起 管子 的共振 ， 使管 子在脉 动压 力作 用下弯 曲变 形 ， 甚至 振裂 。更 有甚 者 ，当气 室 的声学 驻波振 动频 率 （） 、管束 固有频 率 （ 、卡 门涡街 的脱 落 ） 频率 （ ） 者相 合 时，将造 成 空气预热 器 的严重破 坏 Ｉ。也就 是说 ，在 错列 管束 中 ，当 “ 门 三 ２ ］ 卡 涡街 ”频 率 与对 流烟道 中气柱 的 固有频率 接近 时 ，就会产 生驻 波共 振现象 。
ｆ等 ｏ －
式中， 为气室宽度，ｍ； ＿ 为谐波的阶次；ｃ为气体声速， Ｃ＝ √
Ｒ ２ ７Ｊ（ｇｋ ～ ＝ ８ ｋ ． ，即 ． ）
Ｃ：
（ ３ ）
，对于空气 ，Ｋ Ｉ ， ＝ ． ４
（） ４
其 中 ， 为空气 平均 绝对温 度 ，Ｋ。 从 该 台锅 炉 的低 温 空气预 热 器结构 情况 看 ，该 空预器 由 １４ ４根 ０ １５的管子 组成 ，立 ５ ５×．
一
隔板 将该 级 空预器 均分 为二 。根据 这些 结构 参数 进行 了振 动计 算 。 从计 算结 果 （ 见表 １可 以看 出， 当空气在 管外 横 向冲刷 对流 管束 时产 生 的周期性 涡流 （ ） 卡
ｋ 门涡街 ） 频率 厂远远 大于对 流烟 道气 柱 的 固有 频率 ，所 以会产 生驻 波共 振 。 此外 ，空气 速度 选得 较高 ，达 到 ９２ｍ． ，已超 出标准 推荐 的 ６ Ｓ 多 ，使卡 门涡街 脱 ． Ｓ ～ 很 ｍ．
工业 锅 炉 空气 预 热 器 的声 振 动 及其 防治
黄 莹 徐 建 华 ２ ，
（． 海 工 业 锅 炉 有 限 公 司 ， 海 ２ ０ ４ ； ２ １上 上 ０ ０２ ．上海 飘 登工 程 有 限公 司 ，上海 ２０ ３） ０ ４ ６
摘
要 ： 空气预热 器的振动会影 响锅炉的正常运行 ， 生的噪音更对工作人 员的健康产生不 产
利 影 响 。结 合 某厂 生产 的 ６ ４ＭＷ 热 水锅 炉 出现 的 空 气预 热 器低 温段 振 动 案例 ，对 振 动 的 成 因 进行 了分 析 ，并 进行 了详 细 的 防振 计 算 ，计 算 结 果 表 明 已解 决 了振 动 问题 。较 其 它 文 献 有 一
个显著 的特点 ，就是列 出了详细的防振 计算方法和各项数 据的选取 依据 ，计算符 号的标识也
收稿 日期 ：２ １— ５ ２ ０００—０ 作 者 简介 ：黄 莹 （９ ７ ） 女 （ ） 工程 师 ，ｈｌ ｏ ｎｒ ｚ ｙ ｏｍａｌＯ Ｉ １７ 一 ， 汉 ， ｉｃｕ ｔ ｈ ＠ｈ ｔ ｉＣ１ ｌ ｙ ． Ｔ
＿
第 ３期
黄 莹 ，等 ： 工 业 锅 炉 空 气 预 热 器 的 声 振 动及 其 防 治
式错 列布置 ，烟 气在 管 内流 动 ，空气 在管 外作 横 向冲刷 。迎烟 气 流动方 向的宽度 为 ２ ４ ｍｌ ０１ ， ２ Ｔ 深度 为 ２３ ０ ５ ｍｍ，高度 为 ２２６ｍｌ，管 子横 向节 距 ８ ｎ，纵 向节距 ４ ｒ，在高 度方 向有 ５ ｉ ｌ ０ｎ ｌ ｒ ７＇ｎ ｌ ｎ
第２ ６卷
第 ３期
能 源 研 究 与 信 息 Ｅ ｅｇ ｅｅｒｈａｄＩｆｒ ｔ ｎ ｎ ｒｙＲ ｓａｃ ｏｍａ ｏ ｎ ｎ ｉ
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Ｖ １２６ ｏ
．
Ｎｏ． ２ ０ ３ ０１
文 章编 号 ： １０ — ８ ７ ２ １） ３ ０ ６— ４ ０ ８ ８ ５ （０ ０ ０ — １４ ０
趋 于 一 致 ， 可供 实际 计 算 时参 考 。
关键词： 空气预热 器； 动；防振计算 振 中图分 类号： Ｔ ２ ３３ Ｋ ２． ４ 文献标识码： Ａ
２０ ０ ８年 ｌ ２月，某 厂 出品的 ６ ４ Ｍｗ 热水锅 炉在 山西 阳泉热 力公 司安装 后开 始试运 行 ，当 锅炉 负荷超 过 ３ ％ＭＣ ０ Ｒ时 ，低 温段 空气预 热器 出现 了剧烈 振动 。厂家 立 即派员赴 现场 处理 。 通常 认 为只有 大 型锅 炉 ，如果 设计 不 当 ，运 行 时会 出现 振动现 象 。振 动 不仅会 发 生在 燃 油燃气 锅炉 中 ，也 可 能发生在 燃煤 锅炉 中，如茂 名热 电厂 ４ ０ｔ 锅 炉【、新疆 克拉玛 依热 电 １ ｈ ． ｌ Ｊ 厂 １ ０ｔ 锅 炉Ｌ中就发 生过 因 “ 门涡街 ”引起 的空气 预热 器振动 问题 。在工 业锅 炉 中很 少 ３ ｈ ． ２ Ｊ 卡 出现 设备振 动 的问题 ， 是 由于工业 锅炉耗 钢量 大 ， 这 空气 预热 器气柱 的固有频 率与 “ 门涡 街 ” 卡 的剥 离频 率相去 甚远 。 是 ，随着节 能和环 保要 求不 断提 高 ，工业锅 炉逐渐 向大型 化发展 ，锅 但