锅炉尾部烟道振动分析及消振

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1、2012年第2期锅炉尾部烟道振动分析及消振韩军，陆宏伟(上海吴泾发电有限责任公司，上海200241)摘要：上海吴泾发电责任有限公司11号炉在负荷300MW，通风量1250t／h以上时，尾部烟道发生大面积不正常振动，并伴有低沉的轰鸣声，严重威胁到锅炉的安全正常运行。通过查阅相关文献及现场测定振动频率，通过计算确定为卡门涡流引起的驻波振动。根据计算结果和声学原理，通过在省煤器加装防振隔板，消除了11号炉尾部烟道的振动现象，保证了锅炉的安全运行。关键词：电站锅炉；烟道；卡门涡流；驻波振动中图分类号：TP182文献标志码：B0引言覆，振动测量在锅炉尾部26M一4

2、2M标高段的下部低过烟气进口和省煤器进出口段包覆和烟道上海吴泾发电责任有限公司11号炉系上海上进行，测点设置在人孔和吹灰孔等与包覆和烟锅炉厂生产，采用美国燃烧工程公司(cE公司)道刚性连接的部件上，总共设置28个测量点。根引进技术设计、制造的300MW控制循环燃煤锅据锅炉运行及负荷情况，试验载荷负荷工况分别炉。自在2008年12月A级检修后，于2009年6为182MW、205MW和300MW；300MW负荷又分月3日l1号炉在进行性能试验，在负荷3O万左为总风量为1260m3／h和1340m3／h两个工况。右，通风量1250t／h以上时，尾部烟道发生大面

3、积振动测量试验结果显示，在182MW、205MW不正常振动，并伴有低沉的轰鸣声。振动部位在和300MW总风量为1260m3／h工况时，锅炉未发尾部烟道的低温过热器与省煤器处，振动的能量生明显振动，当300MW负荷的总风量增加至使振动最为严重处的炉墙保温护板的紧固件发1340m3／h时，发生微小振动。生脱落，更使人担忧的是，长时间这种振动可能危及到锅炉设备产生疲劳破坏，严重影响着电厂2振动原因分析锅炉安全稳定运行。通过查相关文献及报道，上海锅炉厂引进美造成类似本锅炉包覆炉墙振动的一般原因国燃烧工程公司技术生产的300MW、600MW控有：炉膛中燃料燃烧时的

4、驻波；烟气掠过管束时制循环燃煤锅炉多台次发生过尾部烟道振动。为卡门涡流的驻波。分析锅炉振动原因，制定消振方案，对锅炉振动上述两种激振原理都是因为炉膛内烟气压进行了测量试验，确定振动起始负荷和振源，随力变化周期接近炉膛的某阶气柱固有频率，形成后通过振动测量数据分析、烟气激振频率计算、驻波声共振。燃烧引起的激振是由于燃烧气旋不烟道空腔驻波频率计算，确定锅炉消振方案并加稳定所至，通常发生在燃烧器附近的炉墙。对于以实施。四角燃烧形式燃烧器，燃烧气旋产生的烟气压力波很难叠加形成固定的烟气压力变化周期，而且1锅炉振动测量本锅炉振动发生在省煤器段包覆侧墙及尾部烟道，燃

5、烧扰动引发振动的燃烧驻波激振的可能性上海吴泾发电责任有限公司11号炉锅炉振可以排除，据此确认本锅炉炉墙振动的原因是烟动发生在锅炉尾部烟道灰斗至尾部省煤器段包气掠过管束时卡门涡流的驻波激振。一99—上海电力2012年第2期分析测得的锅炉振动频率，300MW负荷时，300MW(1340m3／h)工况测得的烟道振动主频率主要频率为37Hz，频率较为固定，这与驻波声共(37Hz)对应的振幅较小，仅是烟道二阶固有频率振特征相一致。当流体掠过圆柱形障碍物时，在受到其他激振频率激振引起的响应，可以据此认其后部的尾流会出现有规律的周期性的漩涡(卡定，在试验的两个300M

6、W负荷工况下，锅炉省煤门涡流)，这种在管子或管排两边的漩涡交替脱器的漩涡脱落频率并未引起省煤器段包覆和烟落，在流经的通道内形成周期性的压力交变，其道共振。漩涡脱落频率为：fs=s￡r(其中str为斯特罗哈数1。d3消除锅炉振动的措施表1为182MW、205MW、300MW和MCR四个设计工况下，锅炉省煤器的漩涡脱落频率，烟测量及计算分析表明，锅炉振动是受烟气横气流速和受热面管径等参数取自锅炉热力计向流过受热面管时产生的卡门涡流激发所至，通算书。常，消除锅炉烟气流动激发振动的措施有：表1锅炉省煤器段受热面的漩涡脱落频率1)改变受热面管径；2)改变前后烟道宽

7、度；3)改变烟气流速；4)改变受热面管排布置；卡门涡流激振频率与流体横流速度有关，表5)增设消振隔板，改变前后烟道的气柱固有1中各设计负荷的卡门涡流激振频率是依据设计频率；平均流速计算得到的，由于锅炉烟道内烟气流速6)增设导流板，使不均匀的烟气流量趋于的不均匀性和不稳定性，实际激振频率会与表1均匀；的计算数据有些偏差，并且，随着锅炉燃烧和负7)改变受热面管外形消除卡门涡流；荷等条件的变化而随之改变，实际激振频率与烟上述前四项措施在锅炉设计阶段实施较为气流速呈线性关系，为连续变化量。方便。针对本锅炉情况，增设消振隔板，改变烟道表2为60％MCR、70％MC

8、R、300MW和MCR的固有频率的消振措施较为可行。四个设计工况下，锅炉省煤器段