75t／h燃气锅炉鼓风机送风管道振动分析及处理.pdf

工业锅炉 2 0 1 3年第 2期 总第 1 3 8期 文章编号 1 0 0 4 8 7 7 4 2 0 1 3 0 2 - 0 0 5 4 _ o 3 7 5 t ／ h燃气锅炉鼓风机送风管道 振动分析及处理 宋超 ， 康广 亮 1 ． 唐山佳华煤化工有限公司， 河北 唐山 0 6 3 6 1 1 ； 2 ． 北京燃气集团北京炼焦化学厂 ， 北京 1 0 0 0 2 3 An a l y s i s a n d Tr e a t me n t o f Vi b r a t i o n o f Bl o we r Ai r S u pp l y Pi p e l i n e f o r 7 5 t ／ h Ga sfir e d Bo i l e r S ONG Ch a o ， KANG Gu a n g l i a n g 1 ． T a n g s h a n J i a h u a C o k i n g C h e mi c a l C 0 ． L t d ． ， T a n g s h a n 0 6 3 6 1 1 ， C h i n a ； 2 ．B e i j i n g C o k i n g P l a n t ， B e i j i n g G a s G r o u p ，B e i j i n g 1 0 0 0 2 3 ， C h i n a 摘要 7 5 L ／ h锅炉鼓风机送风管道由于设计问题导致锅炉在满负荷运行时风道振动剧 烈、 噪音大， 不能达到锅炉原设计额定运行参数。结合现场对 7 5 Ch锅炉鼓风机及送风管道进 行改造 ， 解决了风道振动较大的问题 ， 最终经实际验证实现了锅炉满负荷运行。 关键词 燃气锅炉； 鼓风机 ； 风道振动； 改造； 满负荷 中图分类号 T K 2 2 7 ； T K 2 2 3 ． 2 7 文献标识码 B 0 引言 我公 司使用的 x D 7 5 ／ 3 ． 8 2 一Q J型 7 5 t ／ h燃 焦炉煤气锅炉为 中压 、 自然循环锅炉 ， 按室内布置设 计 ， 锅炉的整体布置为前 吊后 支， “ 竹” 型布置 ， 配备 一 台鼓风机。该鼓风机将风送人低温 、 高温空气预 热器后， 经燃烧器送入炉膛进行助燃。风机和与之 相连的风道的振动是风机运行 中经常 出现的问题 ， 当振动发生时不但噪声较大 ， 同时原因查找和治理 也 比较困难。本文主要针对该锅炉鼓风机风道振动 较大原因进行探讨并提出相应解决办法。 1 鼓风机 出口风道存在 问题 该 7 5 t ／ h燃气锅炉 自试运投产 以来 ， 鼓风机出 口风道就产生低频振动， 风道周 围同时伴有低沉的 轰鸣声 ， 在锅炉负荷达到额定的 8 0 ％时 ， 距风道1 m 处最大声压级 噪声 达到 1 1 7 d B A ， 远远超出 9 l d B A 的标准限值 。风道振动不仅产生噪声 ， 危害 职工的健康 ， 同时使风道钢板 长期承受很 大的交变 应力 ， 导致风道金属疲劳， 引起风道焊缝开裂漏风。 由于以上原因， 造成该锅炉一直不能满负荷运行 。 在该锅炉鼓风机风道改造前 ， 随着锅炉负荷 的 收稿 日期 2 0 1 2 1 2 - 2 7 第 一 作 者 宋 超 1 9 8 5一 ， 河北理 工 大学 热 能 与 动 力工 程专 业 ， 学 士 ， 助 理 工程师， 主要从事锅 炉技术与管理工作。 增加 ， 锅炉燃烧用风也随之增大 ， 鼓风机送风管道就 会产生剧烈振动及噪音。由表 1不难看出 ， 当锅炉 负荷增加至 5 0 t ／ h时 ， 鼓风机送风管道就开始出现 振动， 随着锅炉负荷的增加 ， 送风量达到4 0 0 0 0 m ／ h时， 风道振动开始逐步增大 ， 锅炉负荷根本无法增 至 7 5 t ／ h ， 不能达到满负荷运行要求。 表 1 改造前锅炉负荷变化与风道振动情况 2 故障原因分析 风道振动是因为风道内气流的脉动频率与风道 的固有频率相等或接近 ， 产生共振 引起 的 J 。如果 不是因为机械不平衡噪声的振动 ， 均可从查找气流 脉动的根源人手 ， 通过消除脉动或者改变频率 、 避免 发生共振等方式解决 问题 。从现场观测情况来看 ， 入 口风道和风机并无异常， 表面振动极轻 。振动 幅 值较大的部位主要分布在矩形双波补偿器后 ， 从扩 压段开始越往后越大 ， 且随着风机负荷的增大而增 大。从风道的结构上看， 此处位置因厂房的限制， 存 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 运行与管理 7 5 t ／ h 燃气锅炉鼓风机送风管道振动分析及处理 5 5 在弯头 ， 易形成涡流 。 通过现场分析认为鼓风机风道发生振动的主要 原因如下 1 送风管道 s形弯道引起的涡流和二次流。 鼓风机送风管道在进入空预器入 口前形成了一 个 s形弯道 如 图 1所示 。根据流体力学原理分 析 ， 当鼓风机送出的冷风经过此 s形弯道进入空预 器 ， 在气流流过 s形弯道时 ， 由于 内侧压力低 、 流速 高， 外侧压力高、 流速低， 会使气流出现双螺旋流动 形式的二次流 ， 会在此 s弯前后形成气流漩 涡即涡 流区， 导致风量在此处积 聚产生 阻力 ， 风量损失较 大 ， 使鼓风机送风管道产生振动 。 图 1 改造前 7 5 t ／ h锅炉鼓风机冷风管道布置 2 风道的结构设计不合理。 对现场风道振动进行分析后发现 ， 锅炉本体高 度设计是按下限值设计 空间受 限与锅炉厂房设计 冲突 ， 由于过多考虑了场地空间因素 ， 造成锅炉鼓风 机送风管道设计 不合理 ， 风道弯头多 、 通流面变化 多 ， 使风道流通特性受到明显影响 ， 容易引起振动。 3 解 决方案 锅炉 只有在接近其额定负荷运行 时， 才是最经 济运行方式 。但是 由于鼓风机 送风管道设计不 合 理 ， 导致锅炉不能满负荷运行。通过以上分析 ， 决定 对鼓风机风道进行改造。 3 ． 1 修改鼓风机基础 鼓风机送风管道在穿墙时， 由于现场位置狭小 ， 穿墙孔位置不合理 ， 导致形成 S弯， 所以我们将原穿 墙孔扩大 ， 将矩形双波补偿器前冷风管道整体升高 9 0 0 m m， 鼓风机基 础加高 9 6 0 m m， 以减 少风 流阻 力、 降低风量损失。见图 2 。 图 2 7 5 t ／ h锅炉鼓风机 出17 1 冷风管道改造侧视图 3 ． 2 改造鼓风机送风管道 风道改造后将原有的 s形弯从矩形双波补偿器 后取消 ， 变成方形管道直接接入空气预热器 ， 同时加 粗了送风管道 ， 由原来的 1 2 0 0 m m改至 1 6 0 0 m m， 让送风量得到充分的扩容， 减少运行阻力 。见图 3 。 图3 7 5 t ／ h 锅炉鼓风机出口冷风管道改造俯视图 4 风 道改 造后效 果分析 鼓风机风道改造完成后 ， 进行了 3小时的冷态试 验， 由表 2试验结果发现 ， 当风量达到 4 8 0 0 0 m ／ h 时， 风道振动较轻微 ， 噪声为 6 5 d B A ； 当最大风量 至 5 8 o o o m ／ h时， 风道 振动开始 明显 ， 噪声 为 7 1 d B A 。 表 2 风道改造后冷态试验情况 在满负荷运行试验过程中 运行数据见表 3 ， 当蒸汽流量在 7 3 t ／ h时， 风道振动仍然轻微， 现场 噪音为 7 5 d B A ； 当蒸汽流量增加至 7 7 t ／ h时 ， 风 道振动才明显， 现场噪音为 8 5 d B ， 仍低于 9 1 d B A 标准限值。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 6 工业锅炉 2 0 1 3年第 2期 总第 1 3 8期 可见风道改造后现场噪声 明显减小 ， 减振效果 良好。 表3 风道改造后锅炉负荷试验情况 5 结语 目前该 7 5 t ／ h锅炉运行 正常 ， 鼓风机 、 送风管 简讯 道均无异常。此次锅炉鼓风机风道改造 ， 解决了风 道振动问题 ， 使锅炉运行达到额定负荷 ， 保证了锅炉 安全经济运行。瞄 参考文献 [ 1 ] 山东工业学院， 东北电力工程学院． 工程流体力学[ M] ． 北京 水利 电力 出版社 ， 1 9 9 0 ． [ 2 ] 蔡增基． 流体力学泵与风机[ M] ． 北京 中国建筑工业出 版社 ， 1 9 9 9 ． [ 3 ] 范从振． 锅炉原理[ M] ． 北京 中国电力出版社， 2 0 0 6 ． T S G G 0 0 0 1 --2 0 1 2 锅炉安全技术监察规程 学习研讨会在上海召开 国家质量监督检验检疫总局于 2 0 1 2年 1 0月 2 3日发布公告 第 1 6 2号 ， 颁布的 T S G G O 0 0 1 2 0 1 2 锅 炉安全技术监察规程 以下简称 锅规 将于 2 0 1 3年 6月 1日起实行。 锅规 的制定是将原劳动部颁布 的 蒸汽锅炉安全技术监察规程 1 9 9 6 蒸规 、 热水锅炉安全技术监察规程 1 9 9 1年颁布 、 1 9 9 7年修 订 、 有机热载体炉安全技术监察规程 1 9 9 3年颁布 以及原国家质量技术监督局 2 0 0 0年颁布的 小型和 常压热水锅炉安全监察规定 等锅炉技术法规进行了整合， 制修订工作历时五年。 为使锅炉制造企业更好地贯彻执行 锅规 的技术要求 ， 中国电器工业协会工业锅炉分会 、 上海工业锅 炉研究所于 2 0 1 3年 3月 3 0日～ 3月 3 1 13在上海召开了“ T S G G O 0 0 1 2 0 1 2 4 锅炉安全技术监察规程 学习 研讨会”， 来 自科研单位 、 锅炉制造企业、 锅炉监检机构的近 8 0位代表参加 了会议 。 会议邀请了参与 锅规 制修订工作的上海锅炉厂有限公司蒋秀华高工、 江苏省特检院无锡分院宗黎新 高工 、 北京康威盛热能技术有限责任公 司陈南岭高工等专家 ， 结合 锅规 修订背景对锅炉制造企业关注的 “ 锅炉设备分类、 材料、 设计、 制造、 有机热载体锅炉及其系统” 等方面的主要 内容、 执行要点作重点讲解和案 例分析 ； 会议还邀请 了全 国锅炉压力容器标准化技术委员会张显高工作关于“ 锅炉技术标准体 系建立与安 全法规的协调发展” 专题发言 ； 无锡华光锅炉有限公司、 上海市特种设备监督检验技术研究 院、 张家港市艾 克沃环境能源科技有限公司等单位 的代表 ， 通过对 锅规 的学 习， 结合工作交流了在材料 、 设计 、 制造等方 面的体会 ， 探讨了贯彻执行过程中所遇到的新问题及解决方法。 中国电器工业协会工业锅炉分会秘 书长、 上海工业锅炉研究 所王善武副所长在会议总结时指出 锅 规 是锅炉基本的安全技术法规 ， 协会召开研讨会的 目的是在学习 锅规 在产 品设计与制造方面的有关 内 容和要求的基础上 ， 通过锅炉制造企业问的交流 ， 探讨解决问题的技术途径 ， 帮助大家正确理解和贯彻执行 锅规 ； 他对会议特邀专家、 与会代表对工业锅炉分会工作的积极支持和热情参与表示衷心的感谢 两天的研讨会代表们 自始至终认真学习， 广泛交流 、 研讨 ， 取得了很大收获。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m