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        匯合煙道振動分析及優(yōu)化解決方案

        2019-07-28 08:52:58魏敏
        商品與質(zhì)量 2019年51期
        關(guān)鍵詞:煙氣振動

        魏敏

        南京中電環(huán)??萍加邢薰?江蘇南京 210012

        1 情況介紹

        合肥某熱電公司現(xiàn)有四臺鍋爐,采用“SNCR+SCR+COA+電除塵器+半干法脫硫+布袋除塵器+煙氣脫白”進行超低排放改造。1#、2#鍋爐煙氣經(jīng)過處理后,經(jīng)引風(fēng)機匯入1#、2#母管頂部及側(cè)部;3#、4#鍋爐煙氣經(jīng)過處理后,經(jīng)引風(fēng)機分別引出匯入3#、4#母管;1#、2#母管與3#、4#母管從煙囪兩側(cè)進入排入大氣,布置圖如圖1。1#、2#爐匯合母管煙道在兩臺爐同時運行時,下部支架振動劇烈;3#、4#爐匯合母管煙道運行正常。

        圖1 煙道布置圖

        2 振動測試

        3#、4#煙道匯合由于場地較大,由4#煙道擴口后3#煙道匯入,煙道流場相對較好并未發(fā)生振動現(xiàn)象,現(xiàn)著重對1#、2#爐煙氣振動情況進行測試分析。

        工況一:1#爐80%負(fù)荷,2#爐20%負(fù)荷,振動響聲明顯變??;工況二:1#爐20%負(fù)荷,2#爐80%負(fù)荷,振動響聲稍微大點;工況三:1#爐50%負(fù)荷,2#爐50%負(fù)荷,振動劇烈。用振動頻率測試儀測1、2、3、4號柱振動頻率,3號柱振動頻率大于1號柱,其次大于2號柱。

        3 振動原因分析

        3.1 煙道連接復(fù)雜導(dǎo)致氣流分布不均

        由于場地限制,1#、2#鍋爐煙氣分別從頂部、側(cè)部匯入1#、2#母管煙道,煙道結(jié)構(gòu)復(fù)雜。1#、2#煙道匯合[1]時存在多個變徑截面、彎頭,容易出現(xiàn)氣流分布不均勻的現(xiàn)象。氣流經(jīng)過彎道時,容易出現(xiàn)截面速度不均的情況。彎道處的內(nèi)外側(cè)壓力不同,從而導(dǎo)致氣流流速不同,氣流此時出現(xiàn)了雙螺旋形式的二次流,在彎道前后形成渦流區(qū)。同時,1#側(cè)部匯入,2#頂部匯入,在負(fù)荷相當(dāng)時容易出現(xiàn)對沖現(xiàn)象,從而導(dǎo)致振動劇烈。

        3.2 煙道加固肋強度不夠

        煙道加固肋設(shè)計間距過大,一般情況對于方形煙道,間距超過1200mm可能會引起煙道局部振動。

        3.3 煙道內(nèi)支撐產(chǎn)生的渦流

        設(shè)計時煙道壁板厚度為5mm,煙道加固采用外加固肋+內(nèi)支撐管的形式。內(nèi)支撐管對氣流產(chǎn)生干擾,氣流經(jīng)過內(nèi)支撐時產(chǎn)生旋渦[2],引起煙道振動[3]。

        3.4 安裝精度不高

        設(shè)備安裝精度不高,引風(fēng)機或者換熱器安裝精度存在問題的話,也會引起附近煙道或者支架長生振動現(xiàn)象。

        4 解決方案

        4.1 CFD流場模擬

        為了了解匯合煙道煙氣流場情況,用軟件CFD[4]進行模擬。通過速度流線(如圖2)可以看出,1#,2#引風(fēng)機煙道匯合處煙氣亂流現(xiàn)象較為嚴(yán)重,出現(xiàn)此問題的原因有兩種因素。第一,1#引風(fēng)機出口煙道距離煙道匯合處較近,且無煙氣導(dǎo)流措施;第二,匯合處設(shè)計不合理,導(dǎo)致煙氣串流,亂流現(xiàn)象。

        4.2 增加導(dǎo)流板

        在1#煙道兩處水平彎頭處增設(shè)導(dǎo)流板[5];2#煙道三個方向轉(zhuǎn)向,在三處彎頭處增設(shè)導(dǎo)流板;1#、2#匯合處增設(shè)隔板防止氣流干擾出現(xiàn);進入換熱器前增設(shè)水平導(dǎo)流板,詳見圖3。增加導(dǎo)流板使氣流分布均勻,煙氣流動穩(wěn)定。

        圖2 速度流線立面云圖

        圖3 導(dǎo)流板增設(shè)圖

        4.3 加固肋加強

        針對煙道加固肋間距較大地方采取增設(shè)加固肋方式,增加煙道整體強度和剛度,提高煙道抗振動性能。

        5 結(jié)語

        通過對振動煙道原因分析,采用CFD進行煙道流場模擬,進行三種措施消除振動,達到了很好的效果。運行后,煙道不再產(chǎn)生振動,消除了安全隱患,保證了設(shè)備穩(wěn)定運行。

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