燃气锅炉送风系统振动分析及综合治理
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第2l卷第2期 长沙电力学院学报(自然科学版) 2 0 0 6年5月 JOURNAL OF CHANGSHA UNIVERSITY OF ELECTRIC POWER(NATURAL SCIENCE) V01.21 No.2 May.2 0 0 6
燃气锅炉送风系统振动分析及综合治理
符慧林 ,鄢晓忠 ,林建湘
(1.长沙理工大学能源与动力工程学院,湖南长沙410076;2.湖南华菱湘潭钢铁有限公司热电厂,湖南湘潭411101)
摘 要:针对某厂130 t/h燃气锅炉送风系统振动很大的问题,通过对送风机及风道系统的振动测试和分析,其振 动的主要原因是风道内气流不均匀出现局部涡流、风机内出现旋转脱流及形成二次流所致.经采取在风道内加装 导向叶片、风机内加装整流器及送风系统加固等技术措施改造后,其振动大大降低了,各点振动值一般不超过 100p.m,达到了预期目的,具有很好的经济和社会效益. 关键词:燃气锅炉;送风系统;振动分析;治理 中图分类号:TK 229.8 文献标识码:A 文章编号:1006—7140(2006)02—0038—06
Vibration Analysis and Comprehensive Treatment of
the Air Supply System with Gas・fired Boiler
FU Hui.tin ,YAN Xiao—zhong ,LIN Jian—xiang2
(1.School ofEnergy and PowerEngineering,ChangshaUniversity ofScienceand Technology,Changsha410076。China; 2.Hunan valonXlangtanironand steel group CO.Ltd.Xlangtan411101,China)
Abstract:The vibration with the air supply system with a 130t/h gas—fired boiler is caused by imparity air current in passage,that leads to local wash,whirl breakaway and formation secondary flow,by vibration
testing and analysis of the air supply system.Mter some technical reconstructions that the flow straighte-
ner is mounted in passage,the rectifier is mounted in blower and the air supply system is consolidated,
the vibration is decreased,all the vibration amplitudes are limited in lO01 ̄m,and the anticipated aim has
been achieved.These technical reconstructions have gained good economical benefits.
Key words:gas—-fired boiler;air supply system;vibration analysis;treatment
某钢铁公司热电厂7 锅炉系JG一130/3.82一Q 型全燃煤气自然水循环锅炉.锅炉配有G4—73一l1 —14D型送风机一台,Y4—73—11—20D型引风机 两台,与5 ,6 炉共用一个烟囱.该机组投人运行两
收稿日期:2006—01一lO 作者简介:符慧林(1962一),男,讲师,本科,
主要从事能源与动力工程方面的研究 维普资讯 http://www.cqvip.com 第2l卷第2期 符慧林,等:燃气锅炉送风系统振动分析及综合治理 39
年多以来。送风机及风道系统振动较大,特别是当送 风机进口调节档板开度在50%左右时,送风机及其
出口风道振动特别大,出口风道曾出现过长达1 m 以上的裂纹。漏风较大,严重影响了锅炉的安全经济
运行.为此。公司立项对7 炉风机及风道振动问题 进行研究和治理.经过现场测试和分析研究,找出了
其振动的原因,提出了降低和解决风道振动的技改
措施.经实施后,通过运行和测试表明,送风机及风 道振动大大降低了,达到了预期目的.
1 锅炉概况
1.1主要设计参数 锅炉蒸发量(MCR):130 t/h
排烟温度:157℃
过热蒸汽压力:3.82 MPa 锅炉热效率:88.8%
过热蒸汽温度:450 cI= 空气侧总阻力:3 710 Pa 冷空气温度:20 cI=
标准状况下人口空气量:110 800 Nm /h 1.2锅炉主要辅机特性(表1)
2送风机及风道振动测试试验
2.1送风机风道振动测量和冷态试验
在锅炉负荷为110 t/h、送风机进口挡板开度为 53%时,利用VM一9501振动表测量了送风机135。
出口渐扩风道靠锅炉侧壁面的水平振动情况:从前
往后第1节为160—310 ixm;第2节为100—205 ixm;第3节为90—160 ixm;第4节为150—260 ;
第五节为22—42 ixm,轴承水平振动为6—7 m.
在锅炉停运期间,进行了送风机进、出口风道振 动的冷态试验,依次调整送风机进口挡板开度在
0%,30%,50%,70%,90%位置,在每个挡板开度状 态下稳定15 min左右,同时调整甲引风机进口挡板
开度(乙引风机停运),维持炉膛负压在一50一一60
kPa.利用Bently ADRE for Windows“208P”振动数据 采集分析系统和DI PL一202频谱分析仪分别测量
进、出口风道不同位置的振动值。并得到送风机进口 挡板开度与进、出口风道振动幅值及振动频率的关 系.如表2。图1。图2所示.
表1锅炉主要辅机特性
可以看出,所测部位的振动值都在100 ixm以
上.当送风机进口挡板开度在30%和50%时。进、出
口风道振动的变化规律相同,绝大多数测点振动增
大到200—400 ,振动主要频率分别在32和23
Hz左右.
2.2送风机风道固有频率测量
在锅炉停运期间,采用敲击法对送风机进、出口
风道和送风机外壳的固有频率进行了测量。结果如
表3所示.可见,送风机电机侧板壳固有频率仅21
Hz,空气预热器人口导向叶片前气室后部固有频率 也仅34 Hz,这些部位也容易被气流的涡流所激励,
从而产生较大的振动.
表3送风机风道固有频率测量结果
序号 测点位置 固有频率/Hz
l 送风进口管中段水平 104,l13,121
2 送风机外壳水平 179
3 送风机板壳轴向 2l,4o,44,66,92.5
4 送风机出口斜管轴向 59,76,106,145,167,173,186
5 空预器进口气室前、中、后部 8l,49,
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UJn 300
100
O 送进口管中部水平10 ocr2oo3 18:47:10.0 108 intg mierom
I I l‘. .1:: I:’ I: :l::::l:.:: l"II 送外壳水平18:47:10.0 32.1 intg mierom
挡板开度,% 送斜风道中部轴向18:47:10.0 96.4 intg mierom
lO OCI )03 (a)送风机风道振动随挡板开度的变化
锅炉进口管轴向10 OCT2003 18:47:10.0 169 intg mierom 顶进口前部垂直18:47:10.0 82.9 intg mierom
挡板开度,%
lO OCr2003 (b)送风机风道振动随挡板开度的变化
图1送风机风道振动随挡板开度的变化关系
3送风机及风道振动分析
风机及风道系统振动的原因非常复杂,引起振 动的原因也是多方面的,如风道系统结构设计不合
理、机械干扰、流体本身运动的不稳定性等都会诱发 振动,一般查找和治理比较困难,振动发生的部位可
能在风机内,也可能在风道内 引.根据该厂送风机
及送风管道系统结构特点,通过对试验测试结果进
行分析,送风机及风道系统的振动主要由以下原因
引起.
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送进口管中部水平19:25:30.9 10.5@23.50 l-lertz 送外壳水平19:25:30.9 17.5@23.50 Hertz
0 50 l00 150 2OOHertz
送蜗壳出口轴向19:25:30.9 105@23.50 Hertz O 50 100 150 200 Henz
迭斜风道中部轴向19:25:30.9 91.2@23.50 l-ler ̄z
O 50 100 150 2OOl-ler ̄z 0 50 100 150 200l-lertz (b)送风机风道振动频谱随挡板开度的变化
图2送风机风道振动频谱随挡板开度的变化关系
3.1气流分布不均匀诱发的振动 由于受场地限制,送风系统布置很紧凑,在送风 机进、出口风道存在多个变截面通道及弯头,如送风
机人口为一个锥形喇叭口,在送风机出口与空气预
热器进口连接段短短不到4 m距离的风道上,有一 个135。弯头和一个变截面的扩张管接头,还有一个
90。转向分流至左右两个空气预热器的分流通道.通
道内结构复杂,导致其内的气流流动分布不均匀.一
方面当气流流过弯管时,必然出现断面速度分布不 均匀的现象,由于内侧压力与外侧压力不同,必然使 内、外侧流速不同,会使气流出现称之为双螺旋流形
式的二次流和在弯头前后出现局部的涡流区 .4J. 不均匀的气流分布会导致风机叶轮在不均匀的气流 中工作,从而引起通过叶轮后气流的脉动.另一方面
当气流流过具有较大扩张角的风道时,会在有扩张
角的壁面附近形成旋涡,旋涡中有一个低压区,旋涡
的不断发生和脱落,就会使和流体接触的固体壁面 受到交变力的作用,其结果轻则产生噪声,重则出现
振动,特别是当其脉动频率与设备系统的固有频率
或设备内气体的声学固有频率相近时会发生共振, 产生强烈的振动 ’。 .
3.2气流流过障碍物产生的涡流诱发振动 设计时考虑风道系统的加固,在风道系统内安
装了许多支撑杆,如:
送风机进口风道内沿流向布置 维普资讯 http://www.cqvip.com