固相缩聚系统换热器的振动原因探

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1、第“期聚酯工业#•‘#固相缩聚系统换热器的振动原因探讨和改进实践古铁ˆ珠海裕华股份有限公司Œ•‘™•˜•‰摘要介绍一例换热器发生的振动和噪音问题Œ对其振动原因进行了分析!探讨Œ并介绍几种振动频率的计算方法Œ以及改进的实践和效果"关键词换热器振动共振固有频率激振频率初级热媒Œ温度为’••*“••eŒ压力为•1–*•前言•1˜•°Á›壳程是冷流体空气Œ温度‘–•*在化工生产中所出现的换热器振动问题Œ’••eŒ压力•1••–*•1•‘•°Á›空气流量‘”*“虽然不经常发生Œ而一旦发生Œ却是一个比较复‘˜®Í•ÍÉÎ"杂!棘手的问题"在生产中若不及时解决Œ

2、轻则管束由“块厚’ÍÍ的支撑板支撑Œ进出口因振动带来机构疲劳Œ高噪音Œ泄漏等问题Œ重为圆!方变形连接Œ横管束方向看Œ进出口夹角则致使机械设备严重损坏引起停产Œ甚至引发为“•bŒ顺管束方向看为˜bŒ进口处有两块夹角安全事故Œ这是一个不容忽视的问题"本公司‘•b@’的导流板Œ壳体板厚•ÍÍŒ其结构示意在引进瑞士伊文达公司技术设备的“万Ô•Á瓶如图‘所示"级聚酯切片生产线固相缩聚系统的几台气体换’振动的发生经历和检查实况热器Œ就因其中两台出现了振动和噪音问题Œ被迫多次停车检修和改进Œ历时近一年"直到重’1‘振动发生经历新设计制造出改进后的新型换热器更换后

3、Œ才换热器从安装完毕进行试车就发现有严重使振动问题基本上解决"笔者参与其全过程Œ的振动问题Œ在正常运行有保温情况下Œ测得离在此就这些振动问题的原因进行一些探讨Œ并机体”••ÍÍ处有‘••*‘‘•Ä¢的噪音Œ手感机谈一些改进的方法和体会"体和基础有强烈振动Œ噪音和振动根据换热器进口阀的开度不同而有所变化Œ峰值时现场产‘换热器的基本结构和技术参数简介生令人难以停留的振动和噪音"因此Œ我们进行过多次的改进ˆ下面详述‰Œ但仍无明显效果"位号“”˜2¥2•’的空气换热器是由瑞士在多次开机累计不足”•天内就发生换热器管¢ÕÈÉÅÒ公司设计制造的Œ是一种有别于传

4、统管束破裂热媒泄漏入壳程热空气中的严重事故Œ壳式结构的壳程单程!µ型管结构的大流量气幸亏及时发现而未发现更大的事故"体加热器Œ在生产上用于加热固相缩聚系统中’1’检查实况预结晶器的热空气"拆出换热器检查发现š¹管子与支撑板接换热器的主体材料是‘1”•”‘ˆ德国标准‰Œ触面有部分管子磨损明显地呈马鞍状损伤Œ以相当于我国产的¯£Ò‘˜®ÉÌÌ´É不锈钢Œ由‘“’靠近机壳边缘管子最为严重"其中两根管已磨组µ型管<‘”@‘组成的管束Œ管程热流体是穿Œ热媒正从此处漏入壳程气体Œ另外Œ有数根#•’#聚酯工业‘™™–年图‘结构示意图‘1进口法兰’1导流板“1进口

5、圆方变体”1µ型管子•!–1热媒进出口接管—1支座˜1出口圆方变体™1出口法兰‘•1支撑板Á1气体进口Â1气体出口Ã1热媒进口Ä1热媒出口也磨深达•1’*•1–ÍÍ的深沟Œ其它相当部分已有磨痕Œ可见是两边缘较严重Œ比较起来Œ是第一层和第六层管子磨痕较轻Œ第二!三!四!五层较严重ˆ见图’‰›º支撑板对机壳焊接处和导流板与机壳焊接处发现数条射线状长“•*—•ÍÍ的裂纹"“多次改进的措施为了减轻振动与噪音的影响Œ曾采取过一些改造措施š¹增设弹性支撑Œ在换热器的支撑座垫–•ÍÍ厚的橡胶块进行隔振›º在外机体增焊了“”块“@”•@ˆ’“•*”••‰的肋板用来

6、加强机壳的刚性›»用<““1—@“1’不锈钢管/品0形支撑加图’管子损坏点示意图固导流板Œ以防止因导流板诱导振动Œ因效果不明显最后又全割去导流板及支撑管›¼进口增设一块孔隙率••…的阻流板Œ使第“期聚酯工业#•“#气流均匀流过换热器›”1“换热器激振频率ˆ干扰频率‰的计算方法½机壳外表铺••*—•ÍÍ厚的隔音!隔振从目前比较流行的激振机理来看Œ此类换的保温材料层"热器较接近于漩涡脱离Œ湍流抖振和声振动"尽管作了上述的改进措施Œ但收效甚微Œ最所以Œ用此“种机理的方法来分析会较接近实后仍因振动导致管束磨穿而使换热器报废"际"”1“1‘漩涡脱离频率计算”

7、振动的原因探讨漩涡脱离机理认为Œ当流体垂直于管子作从换热器发生振动的现象和多次对外部条横向流动时Œ而引起的振动现象Œ是由于流体横件的改进均没有收效中分析看Œ振动的根源可流过一非线形物体的两侧的不稳定流动产生周能是出自于内部管束和支撑板结构的原因"为期性的漩涡脱离所致的Œ即卡曼涡街ˆ如图“所了便于分析Œ我将此型式的换热器作为传统管示‰"而斯特哈罗ˆ³ÔÒÏÕÈÁ̉总结得出的漩涡脱壳式换热器去研究分析Œ探讨其振动和机理"离频率Œ管子直径以及流速的关系式š”1‘共振现象可能性探讨f#dSL••常数共振的理论认为Œ当流体流过管子所产生TS#T的扰动频率ˆ

8、称激振频率‰Œ近似与管子的自然即计算频率公式:f•Lˆ’‰d振动频率ˆ或称固有频率‰或与其任何一个高频S)))斯特哈罗常数