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1、锅炉振动研究和改进措施解析 摘要：对锅炉侧包覆和侧水冷壁等部位本文通过侧水冷壁引出管、刚性梁的系统计算以及振动的实地测量,对锅炉振动的原因进行详细分析,对防止振动提出有效措施,且取得的效果良好。关键词：锅炉振动；刚性梁；引出管；改进中图分类号：TK229文献标识码：A在80%负荷运行时,某锅炉发生振动现象。振幅较大的位置出现在锅炉侧水冷壁引出管,管道侧向为振动方向。也存在振动情况于锅炉上部集箱、侧包覆和侧水冷壁,振动于侧包覆的强度明显要比侧水冷壁大,为锅炉侧向的振动方向,振动方向与侧水冷壁引出管一致,而且侧面平台(临
2、近的平台)也跟着振动。为消除或减弱振动,进行分析各种激振原因,通过计算和实地测量,将改进措施提出,对事故隐患消除存在的可能,才能使得锅炉的安全经济运行得到保证。研究工作分两个阶段:首先对侧水冷壁及侧水冷壁引出管、进行实地测量侧包覆和水平烟道振动,对有关振动幅度、频率等振动获得特性数据,振动产生的原因全面分析；其次,在振动产生原因获知后,确定垂直刚性梁以及侧水冷壁引出管的加固方案,对管道振动改善。一、振动测量分析7（一）、现场测量为对锅炉振动产生的原因进行分析,通过螺纹预紧连接的振动棒采用加速度计进行了实地测量锅炉的振动
3、,对锅炉振动确定特性。为312.6~335.7MW的锅炉负荷。振动测点主要设在锅炉炉膛水冷壁、上部侧墙、侧包覆上集箱上和侧水冷壁上集箱。布置如下侧包覆和侧水冷壁两侧振动测点:布置了12个测点在37m平台层面,布置了16个测点在33.5m平台层面,布置了8个测点在28.2m平台层面,设置16个测点在侧包覆上集箱上和侧水冷壁(40m平台)。（二）、测量结果分析振动测量在各平台层测点上结果见图1~图4。可以得出,锅炉振动频率测得的较低,在3.5~4Hz,锅炉右、左炉墙的振动频率基本相同,炉墙和集箱的振动频率相同。根据计算,不
4、小于30Hz的炉内烟气激振频率,炉内烟气激振的可能性故可以排除。测量结果显示:1、有几处12.5Hz的振动在28.2m层侧包覆及水冷壁,这个地方也是振动幅度最大之处。说明有两个频率相近的振动源在炉左、右壁靠后壁位置存在；2、其余测点普遍约为3.75Hz,存在一个低频振动,这可能是由于刚性梁刚度偏小及锅炉水冷壁造成的。附近的吹灰孔处位于标高38m,现场测得为7.8mm的最大位移(振幅),与水平烟道侧墙靠近。7图137m平台层面振动测量结果示意图(单位:mm)图233.5m乎台层面振动量结果示意图(单位:mm）二、计算分析
5、（一）、侧墙和刚性梁系统分析为了对侧炉墙变形分析垂直刚性梁刚度的影响,建立了刚性梁和侧墙系统的计算模型(见图5)。侧墙最大位移点计算结果表明,(图5中箭头所指位置)位于节点5处,位于标高36.6m垂直刚性梁与水平刚性梁的交点。在对炉膛压力5kPa设计时,达59mm该点的水平位移,超出1/500控制范围的垂直刚性梁挠度(26mm)。图328.2m平台层面振动测量结果示意图(单位:mm)图440m平台层面振动测量结果示意图（单位：mm）现场观察期间根据锅炉振动测量试验,在锅炉膨胀中心周围,随侧水冷壁垂直刚性梁一起振动,垂直
6、刚性梁刚度这表明不够。为了使锅炉集箱和侧墙的振动减小,垂直刚性梁刚度可通过增加。节点5的位移与垂直刚性梁刚度成正比。为了使垂直刚性梁的挠度控制,至少应增加到现在的2.3倍的垂直刚性梁截面惯性矩。图5侧墙和刚性梁系统计算模型（二）、固有频率和振型7对锅炉侧水冷壁引出管用CAESARⅡ5.10软件进行计算固有频率,取相连集箱和锅筒及部分引出管作为模型,边界条件设定为:温度343℃；压力15.2MPa。加固前侧水冷壁引出管的模型见图6。计算表明,加固前引出管管道侧向振动固有频率最低为5.03Hz。图6加固前固有频率最低5.0
7、3Hz对应的振型三、振动原因分析吹灰孔处的炉墙振幅在标高38m附近比侧墙其他部位明显要小。该部位处于上部侧墙刚性梁和垂直刚性梁的中点,刚性梁系统和受炉膛负压作用时的炉墙与测量点振幅的分布规律变形的规律一致。对锅炉振动频率较低相结合,与炉墙固有频率的情况接近,可以认定,锅炉振动来自侧墙,引出管和上集箱在侧墙振动带动上振动。由于引出管侧向刚度不大,侧墙振动频率与固有频率较为接近,导致引出管出现的振动振幅较大。而侧墙振动主要造成的原因为:当发生变化的炉内烟气压力时,上部侧墙垂直刚性梁刚度过小,水平刚性梁刚度偏小,过长,特别是
8、抗弯惯性矩在垂直刚性梁截面偏小,不能提供支撑为水平刚性梁。（一）、声学固有频率与炉膛压力波动频率共振它还与一个HelmHolt共鸣器相类似，对于炉膛本身来说，存在着一系列的声学固有频率被炉膛所围住的气体。当炉膛声学固有频率与导致炉膛压力波动的扰动频率分量合拍时，就会出现炉膛的声学共振。此时高达711.768MPa的炉膛压力波动幅值
