管式空气预热器的振动及其消除方法研究
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ｅ ｄ ｕ ｒ ｎ ｆｅ ｔ Ｆ ｏ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｓ ｅ ｔｖ ｔｉ ａ ｅ ｓ ｕ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｄｓｔ ｒ ｖ ｎ ｉ ｒ － ｄ ｙ ｃ ｒｅ ｔｅ ｆｃ ． ｒ ｍ ｈ ｅ ｉｎ ｐ ｒｐ ｃｉｅ，ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｄｉｃ ｓ ｅ ｈ ｔ ｏ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔｖｂ ａ ｔｏ ｐ ｏ ｓ ｄ ｔ ｅ ｅｉ ｎ ｔ ｎ ｖｂ ａｉｎ ｍｅ ｓ ｅ ． ｉ ｎ， ｒ ｐｏ ｅ ｈ ｌｍｉ ａｉ ｉ ｒ ｔｏ ａ ｕｒ ｓ ｏ
＾ ＾ ＾
由卡门涡流引起管式空气预热器的振动有三
种类型 ：
（ ） 门涡 流频 率 ｆ与管 箱 气 室声 学驻 波 频 １卡 ｋ
￡℃
气室宽度
ｏ Ｏ
率 耦合产生的共振 ； （ ） 门涡 流频 率 与 管子 的 固有 频率 耦 合 产 ２卡
生 的振 动 ；
％ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０９ １（
称 为位 移节 点 。当然 气室两 侧 的护板 必然是 位移 节 点 。也 即 入＝０ Ｘ ２ ２ ２ ３ ２ 、／ 、 、 …… 的 点 为位
移 节点 。入＝Ｘ４，Ｘ４，ｈ４ … … 的点 上 为 振 幅 ／ ３／ ５／
最 大 的点 （ 压力波 的节 点 ） 如 图 ２所示 。 ，
嫣
向节距 Ｓ １为 ６ ０ｍｍ， 小纵 向节 距 为 ４ ｍ此 时 最 ０ｍ 测 得 的 Ｓ 一 般在 ０ ４ ０Biblioteka Baidu５ ｔ ． ５— ． ５之 间 。
１２ 振动 机理 分析 ．
ｘ为离管箱 内壁 的水平距离；
ｔ 时 间。 为
对 于 ｘ值 ， ２ｒ／ 使 ， Ｘ＝０ １、丌……ｎＴ ， ｒ Ｘ 、 ２ Ｔ １时 振 幅为零 。换 句话说 ， 些点 始终保 持 静止状 态 ， 这 又
应 引起 的振 动 。 ．
“ 卡门涡流效应”如图 ， 所示。
１ 振 动机 理
１１ 卡 门涡流效 应 ．
当流体流过一 圆柱体 时， 圆柱体后会产生涡
流 ， 时针 方 向和 逆 时针 方 向 的涡 流周 期 性 地 产 顺
图 １ 单管卡门涡流
周期 性产 生涡 流和脱 落 的频 率称 为卡 门 涡流
第 ６期
２１ ０ １年 １ 月 １
锅
炉
制
造
Ｎｏ ６ ． ＮＯ ． ０ １ Ｖ ２ １
ＢＯＩ ＥＲ ＭＡＮＵＦ Ｌ ＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
文章编号 ： Ｎ ３—１４ （ ０ １ ０ ０ ３ ０ Ｃ２ ２ ９ ２ １ ）６— ０ ８— ３
管 式 空气 预 热器 的振 动 及 其 消 除 方 法研 究
李 慧雪 ， 萍丽 秦
（ 尔滨锅炉厂有限责任公司 ， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ４ ） ５０ ６
摘 要 ： 文分析 了由卡 门涡流效应 引起管式空气预热器振动 的机理 ， 本 从设计 角度论述 了预防振 动的方法 ， 提
出 了消 除 已发 生 振 动 的 措 施 。
关键词 ： 管式空气预热器 ； 振动 ； 门涡流效应 卡
中 图 分 类 号 ：Ｋ ２ ． Ｔ ２３３ 文献标识码 ： Ａ
Ｔｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｆ ｒ ｔ ｂ ｌ ｒ ａ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｒ ｖ ｂ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｕ ｕ ａ ｉ ｒ ｈ ａ ｅ ｉ ｒ ｔｏ ｎ ｅ ｉ ｉ ａ ｉ ｅ ｈ ｄｓ ｌ ｎ ｔ ｍ ｎｇ ｍ ｔ ｏ
第 ６期
李 慧雪 ， ： 等 管式 空气预热器的振动及其消除方法研究
・ ９・ ３
式 中 ：ｔ 斯 特罗 哈 （ ｔｕ ａ） ｓ一 Ｓｒ ｈ１系数 ； ｏ
Ｄ 园柱 的直径 ， 一 ｍ；
Ｙ为气 体质 点 的横 向位移 ； 为质 点 的最大 位移 （ 最大 全振 幅 ） ；
Ｖ 一流体的流速 ， ／。 ｍｓ 对管系而言 ，ｔ ｓ 值与管子 的排列 （ 顺列 或错 列 ）横 向节 距 、 向节 距 以及 管 径 有 关 ， 般 通 、 纵 一 过试验来确定 。经过对数 台锅炉 的试验 ， 对于管 式 空气 预热 器 ， 管径 为 ４ ｍ。错 列 布置 ， 小 横 ０ｍ 最
生和脱落 ， 交替出现的旋涡产生一交变的静压差 ， 在垂直 流 动方 向产 生 一 个交 变 的横 向力 ， 就是 这
频率 ， ｆ表示 。 以 ｋ
ｆ ＝ＳＶ Ｄ（ 秒 ， ） Ｋ ｔ／ 周／ Ｈｚ （） １
收稿 日期 ：０ ｌ— ６—１ ２１ Ｏ ５ 作者简 介： 李慧雪， ，０ ７年 毕业于哈尔滨工业大学机械 设计制造及其 自动化专业 ， 男 ２０ 从事锅炉设 计工作 。
Ｌ ｕ ｕ ， ｉ ｉ ｌ ｉ ｉ ｅ Ｑｎ Ｐｎ ｉ Ｈ ｘ ｇ ｇ （ ａｂｎＢ ｉ ｒ ｏ Ｌｄ ， ａｂｎ１ ０ ４ ， ｈｎ ） Ｈ ｒｉ ｏｌ ． ｔ． Ｈ ｒｉ ５ ０ ６ Ｃ ｉａ ｅＣ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ａ ａｙ ｅ ｈ ｉ ｒ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｕ ｕ ａ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔｒ ｃ ｕ ｅ ｙ Ｃ ｒ ｎ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｓ ｔ ｅ ｖｂ ａ ｉ ｃ ａ ｉｍ ｆｔ ｂ ｌ ｒ ａｒ ｒ ｈ ａｅ ａ ｓ ｄ ｂ ａ ｍｅ ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ ｔ ｂ ｌｒ ａｒｐ ｅ ｅ ｔ ｒ ｖ ｂ ａｉｎ； ａ ｅ ｄ ｙ ｃ ｒｅ ｔｅｆ ｃ ｙ ｗｏ ｄ ：ｕ ｕ ａ ｉ ｒ ｈ ａｅ ； ｉ ｒ ｔ ｏ ｃ ｒ ｎ ｅ ｄ ｕｒｎ ｆ ｔ ｍ ｅ
０ 引 言
国 内一 些 电厂 锅 炉尾 部 的低 温段 过 热 器 、 省 煤 器 和管式 空气 预 热 器 发生 强 烈 振 动 ， 随 产 生 伴 很 巨大 的噪音 ， 锅炉 的正 常 安全 运 行 带 来 极 大 给 的危 害 ， 的被 迫停炉 ， 主要原 因是 卡 门涡流效 有 其
＾ ＾ ＾
由卡门涡流引起管式空气预热器的振动有三
种类型 ：
（ ） 门涡 流频 率 ｆ与管 箱 气 室声 学驻 波 频 １卡 ｋ
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气室宽度
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率 耦合产生的共振 ； （ ） 门涡 流频 率 与 管子 的 固有 频率 耦 合 产 ２卡
生 的振 动 ；
％ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０９ １（
称 为位 移节 点 。当然 气室两 侧 的护板 必然是 位移 节 点 。也 即 入＝０ Ｘ ２ ２ ２ ３ ２ 、／ 、 、 …… 的 点 为位
移 节点 。入＝Ｘ４，Ｘ４，ｈ４ … … 的点 上 为 振 幅 ／ ３／ ５／
最 大 的点 （ 压力波 的节 点 ） 如 图 ２所示 。 ，
嫣
向节距 Ｓ １为 ６ ０ｍｍ， 小纵 向节 距 为 ４ ｍ此 时 最 ０ｍ 测 得 的 Ｓ 一 般在 ０ ４ ０Biblioteka Baidu５ ｔ ． ５— ． ５之 间 。
１２ 振动 机理 分析 ．
ｘ为离管箱 内壁 的水平距离；
ｔ 时 间。 为
对 于 ｘ值 ， ２ｒ／ 使 ， Ｘ＝０ １、丌……ｎＴ ， ｒ Ｘ 、 ２ Ｔ １时 振 幅为零 。换 句话说 ， 些点 始终保 持 静止状 态 ， 这 又
应 引起 的振 动 。 ．
“ 卡门涡流效应”如图 ， 所示。
１ 振 动机 理
１１ 卡 门涡流效 应 ．
当流体流过一 圆柱体 时， 圆柱体后会产生涡
流 ， 时针 方 向和 逆 时针 方 向 的涡 流周 期 性 地 产 顺
图 １ 单管卡门涡流
周期 性产 生涡 流和脱 落 的频 率称 为卡 门 涡流
第 ６期
２１ ０ １年 １ 月 １
锅
炉
制
造
Ｎｏ ６ ． ＮＯ ． ０ １ Ｖ ２ １
ＢＯＩ ＥＲ ＭＡＮＵＦ Ｌ ＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
文章编号 ： Ｎ ３—１４ （ ０ １ ０ ０ ３ ０ Ｃ２ ２ ９ ２ １ ）６— ０ ８— ３
管 式 空气 预 热器 的振 动 及 其 消 除 方 法研 究
李 慧雪 ， 萍丽 秦
（ 尔滨锅炉厂有限责任公司 ， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ４ ） ５０ ６
摘 要 ： 文分析 了由卡 门涡流效应 引起管式空气预热器振动 的机理 ， 本 从设计 角度论述 了预防振 动的方法 ， 提
出 了消 除 已发 生 振 动 的 措 施 。
关键词 ： 管式空气预热器 ； 振动 ； 门涡流效应 卡
中 图 分 类 号 ：Ｋ ２ ． Ｔ ２３３ 文献标识码 ： Ａ
Ｔｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｆ ｒ ｔ ｂ ｌ ｒ ａ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｒ ｖ ｂ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｕ ｕ ａ ｉ ｒ ｈ ａ ｅ ｉ ｒ ｔｏ ｎ ｅ ｉ ｉ ａ ｉ ｅ ｈ ｄｓ ｌ ｎ ｔ ｍ ｎｇ ｍ ｔ ｏ
第 ６期
李 慧雪 ， ： 等 管式 空气预热器的振动及其消除方法研究
・ ９・ ３
式 中 ：ｔ 斯 特罗 哈 （ ｔｕ ａ） ｓ一 Ｓｒ ｈ１系数 ； ｏ
Ｄ 园柱 的直径 ， 一 ｍ；
Ｙ为气 体质 点 的横 向位移 ； 为质 点 的最大 位移 （ 最大 全振 幅 ） ；
Ｖ 一流体的流速 ， ／。 ｍｓ 对管系而言 ，ｔ ｓ 值与管子 的排列 （ 顺列 或错 列 ）横 向节 距 、 向节 距 以及 管 径 有 关 ， 般 通 、 纵 一 过试验来确定 。经过对数 台锅炉 的试验 ， 对于管 式 空气 预热 器 ， 管径 为 ４ ｍ。错 列 布置 ， 小 横 ０ｍ 最
生和脱落 ， 交替出现的旋涡产生一交变的静压差 ， 在垂直 流 动方 向产 生 一 个交 变 的横 向力 ， 就是 这
频率 ， ｆ表示 。 以 ｋ
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收稿 日期 ：０ ｌ— ６—１ ２１ Ｏ ５ 作者简 介： 李慧雪， ，０ ７年 毕业于哈尔滨工业大学机械 设计制造及其 自动化专业 ， 男 ２０ 从事锅炉设 计工作 。
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０ 引 言
国 内一 些 电厂 锅 炉尾 部 的低 温段 过 热 器 、 省 煤 器 和管式 空气 预 热 器 发生 强 烈 振 动 ， 随 产 生 伴 很 巨大 的噪音 ， 锅炉 的正 常 安全 运 行 带 来 极 大 给 的危 害 ， 的被 迫停炉 ， 主要原 因是 卡 门涡流效 有 其