火力發電廠鍋爐風道減振降噪探討
——以塔吉克斯坦杜尚別2號火電站為例

趙元斌，修雅山

(特變電工股份有限公司，新疆自治區 昌吉 831100)

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火力發電廠鍋爐風道減振降噪探討
——以塔吉克斯坦杜尚別2號火電站為例

趙元斌，修雅山

(特變電工股份有限公司，新疆自治區 昌吉 831100)

本文主要通過介紹塔吉克斯坦杜尚別2號火電站二期鍋爐的風道系統原理及產生問題的原因，進而對產生問題的原因進行全面分析。

火力發電廠；風道；減振降噪；探討

1 塔吉克斯坦杜尚別2號火電站二期工程

二期工程鍋爐為超高壓、單汽包自然循環、一次中間再熱、平衡通風、緊身封閉、固態排渣、全鋼架懸吊結構、П形布置煤粉鍋爐，每臺鍋爐配置2臺送風機，在爐右側以空氣預熱器為中心前后對稱布置，風機進口接大氣，出口與空預器前后對接，送風機系G4-73№22F單吸雙支撐離心式風機，主要設計參數：送風機容積流量288 336 m3/h，風機全壓升5 502 Pa，風機轉速2 435 r/min，入口介質密度1.067 kg/m3，介質溫度20 ℃，葉片數量12片。

兩臺鍋爐在煙風系統試運行過程中，風機出口風道產生強烈的低頻振動，風道同時伴有轟鳴聲,聲噪最大可達120 db。風道震動不僅產生噪聲，危害工作人人員健康，同時長時間運行會對風道產生很大的交變應力，造成焊縫撕裂漏風，影響機組正常運行。試運行時風機進口風門開合度達到30%時，風機出口風道開始振動并且噪音隨之增大，風機入口風門開合度達到70%時，振幅超過1 mm，從現場實測數據分析，振幅較大的區域主要分布在暖風器出口彎頭及空預器入口擴張段的上半部。杜尚別2號火電站為塔吉克實現能源獨立目標邁出的重要一步，該項目將成為中塔能源領域高水平合作的典范。承建該項目的是塔吉克斯坦最大的熱電廠，工程竣工投產后，將為杜尚別地區四季供電和冬季供暖提供可靠保障，是塔吉克斯坦發展經濟、改善民生的重要工程。

2 電廠鍋爐風道在消除振動方面的辦法

2.1 加固煙道

消振方面可以采取的主要辦法是在煙道的內側安裝內撐，通過使用內撐可以對煙風道進行一個加固的處理。由于煙風道主要采用鋼板材料經過焊接加工而成，因此，常導致大截面的風道存在強度過低的問題，所以應在風道外部增加相關的固肋，對其產生一定的加固作用。這也是火力發電廠經過不斷地改進，現階段認為比較可靠的辦法之一。同時，火力發電廠煙道管道運用的加固辦法在多年的實踐中已被確認是行之有效的解決措施，也就是說在管道外側進行安裝加固工作是可行的。在經過反復研究后發現，管道安裝的新撐桿能夠有效承載這些負荷的整體要求。計算管道外側加裝的型鋼時，要特別明確一個問題:減少對加固型鋼質量的要求，在最大程度上減少管道內部安裝的內撐桿。

2.2 安裝道內的導流裝置

風道系統內部經常會產生大量的振動，主要是因為在風道的里面有很多彎頭，尤其在連接處更多，擴散的管子內部由于氣流分布產生不均勻的狀態導致了振動現象。經許多資料研究證明，在進入到風道中間的部分通過裝置導流板完全能夠有效改善風道內的氣流流動情況，通過導流板的導流作用，使氣體更加均勻的分布排列在管道內部，避免了由于風道氣流不均導致的振動現象。對導流板進行選材時應注意選用相對比較薄的鋼板進行制作。

2.3 可在入口安轉阻旋裝置

由于引風機的作用，使氣體在進入風道時有可能會因為入口的導葉以及旋轉葉片的轉動，使氣體在開始進入到引風機時就會使軸變得開始流動，并且逐漸在螺旋式的推進狀態下進行工作，其旋轉的強度與氣體及引風機軸線動量的強度有關。由于集流器內部氣流進行旋轉的特征不一樣，旋轉式流體分為兩種不同程度的旋轉方式，它的兩種活動區域是指通過圍繞引風機進行旋轉的區域以及在引風機進行旋轉的區域。圍繞引風機進行旋轉的區域由于煙氣氣體的流動可以導致煙氣在開始進入引風機葉輪前是一種比較常見的活動方式，如果在引風機進行旋轉的區域進行氣體的旋轉運動，會使這個區域內的氣體壓力相對降低，很容易導致氣體倒流狀況的發生。為了避免這種狀況的出現，也是防止與主氣流的相互作用，避免由于氣流的沖擊造成更大范圍的影響，使機器的機殼產生強大的振動聲音，在生產實踐中最常采取的辦法是在引風機的內部安裝一個整流器。通過加裝整流器既能除去管道中間的氣流，也可以保證不干擾外側葉輪前部的氣體能夠進入正在旋轉的氣流中。在進行安裝整流器的全過程中，應該對關鍵的技術環節進行嚴格的控制，如:中心筒直徑、葉片高度、葉片加裝角度、葉片長度及加固與焊接方式。

2.4 在風道內安裝阻振板

相關經驗與資料證明，在有較大橫截面的風道中，當有較高速度的氣流通過管道的過程中很容易形成一種阻礙氣流，導致風道的管道面產生強烈的振動，這種振動會形成一種氣流使它產生強大的脈沖頻率，使風道內部產生的氣流脈沖與風道的管壁頻率一致或者它們三者都能產生共振現象，造成整個煙道產生比較強烈的振動。所以，一般情況下都會采用消振的處理辦法，也就是通過測算計算出它們的頻率，按照其計算的基本要求在風道的內部安裝一些防振隔板，改變其中的頻率，有效防止振動的發生。很多時候由于一次進風的系統風壓較高，振動會使風道經常出現開口的狀態，由于漏風而導致鍋爐不能發揮最大的效率，使火力發電廠不能正常進行工作，影響經濟效益，同時產生的大量噪音可能會影響相關人員的健康。因此，應該加強對風道振動現象產生原理的剖析，制定科學有效的防減振辦法，確保火力發電廠的高效運營。

3 對于風道振動原理的改進措施

3.1 縱向加隔板

在正常情況下，風道系統內的有關介質通過脈動頻率與聲音振動之間進行相互的傳導，由于鍋爐在工作狀態下，負荷經常處在不斷的變化中，造成傳導介質之間的脈動產生振動使頻率之間發生各種變化，促使風道頻率產生很大的振動。可以根據這些變化規律，適當增加結構的振動頻率，避免各種頻率的振動，最為常見的辦法是增加風道的剛性。由于風道的結構多數都是由鋼板通過增加固肋所組成的矩形，產生的強度很大，如果在管道的內部運用鋼板進行支撐，能夠起到更好的效果。對于風道的全面調整，可以通過提高它的頻率，就完全能夠起到控制電廠鍋爐風道的作用。

3.2 風道的結構問題

在對發電廠進行規劃布置時，應充分考慮電廠的實際情況及相關的制約因素，如果風機出口到空預器之間的安排不夠合理，風道內部的彎頭等結構較多的話，就會使管道內的氣流變化比較多樣，很容易產生風道振動。首先，應該對風道的外壁進行主要的結構改革，強化冷風道的強度，增強它的抗振能力。這樣就需要在風道的外側進行強化，可以采用增加角鋼等措施進行加固處理，起到減振作用。其次，在風道的內側增加一些支撐措施，可以通過安裝支撐桿來起到防振作用。最后，在進行彎頭處理時，可以安裝一些導流板，使流場更為穩定。同時，也可以適當增加風道的重量，既可改變風道的頻率，又可有效減少流道的氣壓。這樣通過改變截面的變化，能夠使氣壓降低，也可以有效改變風道的振動狀況。

3.3 操作方式

首先，應對風機進行正確的啟動，確定其風道的振動位置。其次，應對風道的振動位置進行測試，對相關的彎頭及配件的外壁進行加固處理，同時可以根據測量的數據進行截料，再進行安裝，這樣能夠保證加裝兩道加固肋，如圖1所示?？梢愿鶕濐^的角度和零部件的尺寸進行安裝，這樣才能達到加固肋、導流板及管撐焊接加固的作用。

圖1 風道振動的原理操作示意圖Fig.1 Principle operation schematic diagram of vent vibration

4 結語

通過以上分析可以看出，火力發電廠的鍋爐系統由于振動因素比較多，鍋爐的風道系統經常出現振動現象，它所涉及的原理和結構也較復雜。通過開展對發電廠鍋爐風道系統的研究，能夠掌握鍋爐風道振動產生的原理及處理措施，保障工作人員的安全以及鍋爐機組的可靠平穩工作。

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[4] 馮長青.煙道型電站鍋爐飛灰含碳量在線測量技術研究[D].南京:南京理工大學，2015.

Discussion on vibration and noise reduction of boiler air vent in thermal power plant—a case study of Duschanbe No.2 thermal power station in Tajikistan

ZHAO Yuan-bin, XIU Ya-shan

(Special Electricity Co., Ltd., Changji 831100, China)

This paper mainly introduces the principle of the vent system and the causes of the problems in the second-stage boiler of Duschanbe No.2 thermal power station in Tajikistan, and then makes a comprehensive analysis of the causes of the problems.

Thermal power plant; Vent; Vibration and noise reduction; Discussion

2016-12-10

趙元斌(1986-)，男 ，工程師； 修雅山(1970-)，男，工程師。

TK223.2

B

1674-8646(2017)04-0148-03