1.3振動

1.3.1管束搬起石頭砸自己的腳動的形式

根據(jù)氣流中刷管束的流動，熱交換器可以劃分成三大類，即：（1）氣流橫向于管子中心線的（橫向流動）；（2）氣流平行于管子中心線的（平行流動）：（3）氣流煙管子中心線呈S形流動的（S形流動）。

???? 橫向流動時，激發(fā)是由于Karman渦流在單根管子的脫離而造成的。在平行流動的情況下，氣流中的渦流是導(dǎo)至激發(fā)的根源。當(dāng)管子一開始搬起石頭砸自己的腳動，附著在管子上的氣流（因形成臨界層）的路徑便成為彎曲的了。于是，氣流作用于管子一個離心力，致使管子更加彎曲。按此方式，在氣流和管子之間產(chǎn)生自激振動。而在S形流動時，不僅在橫向流動時的渦流脫離，且在平行流動時的渦流，都會激發(fā)管子振動。振動是由渦流脫離激發(fā)，又由渦流強化的。這種振動主要在熱交換器中。

1.3.2省煤器的管束振動

省煤器的管束可以分成兩種形式，即順列和錯列。振動事故大部分發(fā)發(fā)生在順列布置中。例如，在國外一個火力發(fā)電廠過熱器、省煤氣煙道中振動的嚴(yán)重事故中，煙道壁上的振幅到了±0.211㎏/㎝2的數(shù)值，使煙道壁形成向外的永久變形。

（1）順列管束省煤器

順列式省煤器外流體自上而下不斷流動，這樣流體的溫度以及介質(zhì)的聲速相應(yīng)的不斷變化。橫諒管束的煙氣的固有頻率f/Hz為：

?????? （1）

式中? b--特性寬度，m;

????? n--諧波次數(shù)；

????? c--煙氣流速，m/s。

就一般規(guī)律而言，煙氣的固有頻率判別相對較小。另一方面，又由于煙氣橫掠管束時將背側(cè)產(chǎn)生漩渦成對脫離現(xiàn)象（即卡門渦流）。由于旋渦交替脫離在物體表面形成交變的作用力，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞失效；同時，旋渦脫離也是導(dǎo)致其它形成的振動發(fā)生的重要原因。當(dāng)漩渦脫離頻率和橫向煙氣固有頻率重合時，將進一步加強振動，整個流體就會出現(xiàn)非常強烈的振動。省煤器也會受迫引起強烈的振動，于是強烈的噪聲便向四周環(huán)境輻射出去。

（2）錯列管束省煤器

對于錯列管束省煤器，煙氣的聲振自頻率主要與管組的自由寬度有關(guān)，可由下式求出：

?????????????? （2）

式中 ?i--第i個自振頻率，Hz；

i--諧振階序列號，i=1、2、3…；

T--氣體溫度，K；

L--管束組的自由寬度，m。

?　 就錯列管束煤器而言，振動有其自身特點。也就是說，當(dāng)漩渦脫離的頻率相等時不一定會導(dǎo)致辭產(chǎn)讓強烈的振動，主要由于在鍋爐機組的煙道內(nèi)，聲能散射部分與激發(fā)能相比所占的份額很大。

2、省煤器超溫爆解決措施

（1）合理控制煙氣流速，降低煤質(zhì)灰分，造當(dāng)控制煤粉細度，盡量避免超負荷運行以及使用防磨涂料可發(fā)有效地防止省煤器磨損；

（2）選取合適省煤器彎頭排數(shù)z和煙氣走廊間隙，減少速度不均勻系數(shù)kv，以及加裝梳形管和護瓦或護簾都可以很好改善煙氣走廊影響；

（3）提高排煙溫度，采用抗腐蝕材料，加裝加熱冷風(fēng)設(shè)備以及改用其它類型省煤器，如回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，都可以避免或者防止省煤器受熱面的腐蝕現(xiàn)象；

（4）使整個省煤器橫向固有頻率互不相同，可以改進管束的振動；

（5）光管改用螺紋翅片管，不僅可以改進流場，提高換熱能力，而且可以有效地改良省煤器的積灰；

（6）運行上重視加強對過量空氣系數(shù)的監(jiān)控制，從而避免SO2以及SO3的生產(chǎn)，并且及時檢修，也可以避免省煤器超溫爆管。