鍋爐送風機機殼及風道振動的消除

張春生

摘 要：引起風機振動的原因很多，也很復雜。風機振動按其振動部位可分為：風機軸承室振動，風機機殼振動。風機軸承室振動可通過校核軸子中心、檢修或更換主軸或軸承、轉子找動平衡等方法解決。文章探討風機風道振動的一種消除方法。

關鍵詞：風道；振動；正流器

中圖分類號：TK223.26 文獻標識碼：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的WG-410/9.8-10型煤粉爐。單爐配兩臺沈陽鼓風機廠制造的G4-73-13№20D型送風機，其主要參數：風量為7 278 m3/h、全壓為5 269 Pa、軸數為960 r/min、葉輪直徑為2 000 mm，采用入口擋板節流調節。

2 存在的問題

投產運行初期，送風機機殼和與之相聯的冷風道上存在劇烈振動現象。

不久風機機殼、冷風道上就頻繁出現被振裂的裂紋，最長的裂紋長達700 mm。在風機入口調節擋板運行于40～60%開度時，我們對振運現象進行了觀測，發現送風機入口進風箱、出口至回轉式空氣預熱口入口的冷風道和風機外殼振動劇烈；熱風再循環管和冷風道連絡管也跟著產生振動；并且當兩臺送風機調節擋板置于某一相同開度時，發出了強烈的振動噪聲，連9 m平臺也跟著顫動。

這種振動具有較強的破壞性，幾乎每天負荷低谷夜間，都要處理風道振裂的裂紋；這種振動不解決，將威脅著送風機機組以及與其出口相連接的回轉式空氣預熱器的安全運行；風機出入口風道的裂紋導致風道漏風嚴重，影響風機出力，降低了風機的效率；在補焊風道裂紋時，需停風機處理，影響鍋爐的負荷；同時大大增加了檢修人員的工作量。

3 原因分析

為了便于分析送風機風道振動的情況，我們對1號爐甲送風機及風道進行了振動測試。測試結果見表1。

從表1可以看出，擋板開度在40%～60%時風道振動最劇烈，且發生在風機出口的風道上。

由于我廠風機在設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，即風機僅在中等負荷范圍內運行。氣流受調節擋板的影響，以一定的偏斜角度進入風機葉輪，風機的入口形成中心渦流，并引起非常強烈的壓力脈動，這種壓力脈動主要反應在風機出口的風道上。而當風機出口的擴散段以及風道中的導流板不足以完全消除這種壓力脈動時，氣流就會對風道產生強烈的沖擊，引起冷風道的共振，最終造成冷風道破裂。

4 解決辦法

4.1 加裝正流器

風機入口（擋板調節風量）形成中心渦流是導致風機出口風道強烈振動的主要原因。

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

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應小于導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，根據風機進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，根據實際情況選取葉片長度L為580 mm。

4.2.5 葉片數及其厚度的確定

葉片數根據風機葉輪直徑，我們選用葉片數為6片，鋼板厚度為8 mm。

安裝位置如圖1所示。

4.3 加固冷風道提高抗振性

采用在風機出口冷風道上焊接槽鋼，增設風道拉筋的方法，提高風道整體的強度，使風道更能承受氣流的沖擊。

5 改進效果

對我廠2臺爐4臺送風機全部加裝了正流器，運行至今，未發生一起風道出現裂紋的現象。

5.1 經濟效益

以往每次風道出現裂紋，都需停風機、減負荷處理。每次消缺工作都需三名工人連續工作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道振動產生的裂紋共計22次，維護費用為22×200=4 400元。每次減負荷影響電量約：

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，年經濟損失：

44 000 kwh×0.27元/kwh=11.88萬元，

而四臺風機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提高了設備安全運行水平，為保證我廠安全生產起到了積極作用。

②大大減輕了工人檢修的勞動強度。

參考文獻：

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