鍋爐送風(fēng)機(jī)機(jī)殼及風(fēng)道振動的消除

張春生

摘 要：引起風(fēng)機(jī)振動的原因很多，也很復(fù)雜。風(fēng)機(jī)振動按其振動部位可分為：風(fēng)機(jī)軸承室振動，風(fēng)機(jī)機(jī)殼振動。風(fēng)機(jī)軸承室振動可通過校核軸子中心、檢修或更換主軸或軸承、轉(zhuǎn)子找動平衡等方法解決。文章探討風(fēng)機(jī)風(fēng)道振動的一種消除方法。

關(guān)鍵詞：風(fēng)道；振動；正流器

中圖分類號：TK223.26 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0109-02

1 概 述

四平熱電有限公司1、2號鍋爐系武漢鍋爐廠生產(chǎn)的WG-410/9.8-10型煤粉爐。單爐配兩臺沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠制造的G4-73-13№20D型送風(fēng)機(jī)，其主要參數(shù)：風(fēng)量為7 278 m3/h、全壓為5 269 Pa、軸數(shù)為960 r/min、葉輪直徑為2 000 mm，采用入口擋板節(jié)流調(diào)節(jié)。

2 存在的問題

投產(chǎn)運行初期，送風(fēng)機(jī)機(jī)殼和與之相聯(lián)的冷風(fēng)道上存在劇烈振動現(xiàn)象。

不久風(fēng)機(jī)機(jī)殼、冷風(fēng)道上就頻繁出現(xiàn)被振裂的裂紋，最長的裂紋長達(dá)700 mm。在風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)擋板運行于40～60%開度時，我們對振運現(xiàn)象進(jìn)行了觀測，發(fā)現(xiàn)送風(fēng)機(jī)入口進(jìn)風(fēng)箱、出口至回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱口入口的冷風(fēng)道和風(fēng)機(jī)外殼振動劇烈；熱風(fēng)再循環(huán)管和冷風(fēng)道連絡(luò)管也跟著產(chǎn)生振動；并且當(dāng)兩臺送風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)擋板置于某一相同開度時，發(fā)出了強(qiáng)烈的振動噪聲，連9 m平臺也跟著顫動。

這種振動具有較強(qiáng)的破壞性，幾乎每天負(fù)荷低谷夜間，都要處理風(fēng)道振裂的裂紋；這種振動不解決，將威脅著送風(fēng)機(jī)機(jī)組以及與其出口相連接的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的安全運行；風(fēng)機(jī)出入口風(fēng)道的裂紋導(dǎo)致風(fēng)道漏風(fēng)嚴(yán)重，影響風(fēng)機(jī)出力，降低了風(fēng)機(jī)的效率；在補(bǔ)焊風(fēng)道裂紋時，需停風(fēng)機(jī)處理，影響鍋爐的負(fù)荷；同時大大增加了檢修人員的工作量。

3 原因分析

為了便于分析送風(fēng)機(jī)風(fēng)道振動的情況，我們對1號爐甲送風(fēng)機(jī)及風(fēng)道進(jìn)行了振動測試。測試結(jié)果見表1。

從表1可以看出，擋板開度在40%～60%時風(fēng)道振動最劇烈，且發(fā)生在風(fēng)機(jī)出口的風(fēng)道上。

由于我廠風(fēng)機(jī)在設(shè)計選型時留有一定的富裕量，在保證鍋爐正常燃燒時，擋板開度僅在60%左右，即風(fēng)機(jī)僅在中等負(fù)荷范圍內(nèi)運行。氣流受調(diào)節(jié)擋板的影響，以一定的偏斜角度進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉輪，風(fēng)機(jī)的入口形成中心渦流，并引起非常強(qiáng)烈的壓力脈動，這種壓力脈動主要反應(yīng)在風(fēng)機(jī)出口的風(fēng)道上。而當(dāng)風(fēng)機(jī)出口的擴(kuò)散段以及風(fēng)道中的導(dǎo)流板不足以完全消除這種壓力脈動時，氣流就會對風(fēng)道產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，引起冷風(fēng)道的共振，最終造成冷風(fēng)道破裂。

4 解決辦法

4.1 加裝正流器

風(fēng)機(jī)入口（擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量）形成中心渦流是導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出口風(fēng)道強(qiáng)烈振動的主要原因。

我們在風(fēng)機(jī)入口擋板和葉輪之間加裝氣體流動校正裝置（正流器），來破壞風(fēng)機(jī)入口的中心渦流，調(diào)整氣流方向，使氣流有規(guī)則的、平穩(wěn)的流入風(fēng)機(jī)葉輪，從而消除較高的壓力脈動，減小氣流對風(fēng)道的沖擊，達(dá)到消除風(fēng)道振動的目的。

4.2 正流器尺寸的確定

正流器主體由1只中心鋼管和6片菱形葉片組成，并使用部分圓鋼加固。

4.2.1 中心圓管直徑d的確定

中心圓管直徑d應(yīng)小于導(dǎo)向器擋板中心座的外徑D，一般可選用直徑為（D-90）——（D-60） mm、厚為δ=10 mm的管子。我們選用材料為A3鋼Ф273×10 mm的無縫鋼管。

4.2.2 葉片高度h的確定

消振效果和對運行效果的影響，很大程度上取決于h值的大小。取大值時能充分破壞渦流，但要影響效率；取小值時，將不能消除渦流消振無效。按

h=（H+2D）/3.5-d/2

計算選取h=320 mm。

4.2.3 葉片銳角α的確定

α角的選取以不防礙擋板動作為前提。當(dāng)值偏大時，葉片前端靠近擋板，將造成流線急劇彎曲，增加流動損失；當(dāng)值偏小時，使得葉片長度取小值，影響消振效果。一般可在50～80 ？觷，我們選取α=60 ？觷。

4.2.4 葉片長度L的確定

在葉片高度h、銳角α確定后，根據(jù)風(fēng)機(jī)進(jìn)口尺寸就可以得到葉片長度，葉片末端離喉部出口允許有一定距離，根據(jù)實際情況選取葉片長度L為580 mm。

4.2.5 葉片數(shù)及其厚度的確定

葉片數(shù)根據(jù)風(fēng)機(jī)葉輪直徑，我們選用葉片數(shù)為6片，鋼板厚度為8 mm。

安裝位置如圖1所示。

4.3 加固冷風(fēng)道提高抗振性

采用在風(fēng)機(jī)出口冷風(fēng)道上焊接槽鋼，增設(shè)風(fēng)道拉筋的方法，提高風(fēng)道整體的強(qiáng)度，使風(fēng)道更能承受氣流的沖擊。

5 改進(jìn)效果

對我廠2臺爐4臺送風(fēng)機(jī)全部加裝了正流器，運行至今，未發(fā)生一起風(fēng)道出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象。

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

以往每次風(fēng)道出現(xiàn)裂紋，都需停風(fēng)機(jī)、減負(fù)荷處理。每次消缺工作都需三名工人連續(xù)工作2 h才能完成，人工費及材料費共需200元。

改造前一年消除由于風(fēng)道振動產(chǎn)生的裂紋共計22次，維護(hù)費用為22×200=4 400元。每次減負(fù)荷影響電量約：

1萬 kwh/h×2 h=2萬 kwh，

每年影響電量44萬 kwh，按0.27元/kwh計算，年經(jīng)濟(jì)損失：

44 000 kwh×0.27元/kwh=11.88萬元，

而四臺風(fēng)機(jī)安裝正流器的費用為：

（人工300元+材料800）×4=4 400元。

次項改造年效益為11.88+0.44-0.44=11.88萬元。

5.2 社會效益

①提高了設(shè)備安全運行水平，為保證我廠安全生產(chǎn)起到了積極作用。

②大大減輕了工人檢修的勞動強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宋明華，耿彩華.鍋爐風(fēng)道振動研究及對策[J].四川電力技術(shù)，2001，（5）.