摘要：锅炉作为现代建筑项目中必不可少的建筑功能保障体系，对于建筑工程项目有着重要意义，锅炉烟道系统振动问题在火电厂中是比较常见的，在运行过程中因高温产生的烟气进入烟道，之后经过烟道中的空气预热器、省煤器以及再热器等进行换热，经过引风机由烟囱排出，在系统中往往因为材料的刚度较低，燃烧中的烟量较大，系统中烟流量速度较快，在通过烟传输时就会出现涡流，让系统出现噪音及振动。系统在长时间运行振动下容易刚度下降，振动加剧。因此需要通过系统烟道的合理设计，尽量减小出现物流及振动。
关键词：锅炉烟道系统；振动分析；烟道改造
引言
烟风系统作为锅炉结构的主要组成部分，是锅炉工作中主要的烟风通道，烟风系统的质量也直接决定了锅炉是否能够满负荷运行，是锅炉运行实效的直接影响因素。而振动问题是锅炉运营中烟风系统常见的问题之一，烟风系统会由于振动问题，给锅炉运行造成严重的不利影响。
1情况简介
本文以发电厂的以锅炉烟道系统为例进行分析，电厂中锅炉烟道系统布置图如图1所示。在系统中锅炉烟道系统的振动较大，1号锅炉运行时，因烟道及锅炉运行温度不断提高致使烟道的振动达到最大，研究表明最大的振幅达到6mm甚至更大，致使烟道系统中的外表层温度、内部的耐火砖以及护板等部件都有较大的影响，对于机组的经济安全运行较为不利。以下通过对锅炉机组中的锅炉烟道系统进行振动测试与分析，查找系统运行过程中产生振动的主要原因及相关因素，并提出了锅炉烟道系统的改造措施，通过改造方法的实施让系统烟道振动极大降低。
2挡板门密封性问题及处理
首先是改造前状况。因共用一套脱硫塔设备，在设计烟风系统时为防止其中一台锅炉独立运行时烟气互窜，则分别在各台引风机出口处加装了挡板门。原挡板门选用百叶窗式挡板门，采用机械密封片加空气密封的双重密封结构，叶片由上、下两块面板及中间加强筋焊接成空腔结构，主轴与叶片焊成整体。90°行程开关型电动执行机构带动驱动轴回转，驱动轴再通过曲柄连杆机构带动所有叶片绕其各自主轴中心回转，叶片如百叶窗式动作，当叶片同介质流向垂直时为挡板门开启位置，当叶片同介质流向垂直时为挡板门关闭位置。关闭位置时，挡板门叶片上下两层面板边缘的薄形弹簧金属密封片分别与挡板门框架内壁上相应的两道密封边板贴紧，形成机械密封，此时叶片、密封片及密封边板已将整个介质流道截断，并在流道断面上形成密封空腔，除了每层挡板上配有密封元件外，还向两层挡板中间的空腔通入密封空气，以进一步提高挡板门的密封性。挡板门的密封空气系统包括一台密封风机和一台备用风机。密封气压力至少比烟气最大压力高0.5kPa。其次是解决方案。为解决挡板门的密封性问题，经对多家挡板门制造厂商进行技术对比和考察论证，公司最终采用了无锡锅炉辅机厂制造的冷、热风隔绝门。它采用经过热处理和切屑加工的插板，表面安装有环形的封闭状耐高温镍丝碳素纤维盘根条。密封盘根条高度可以根据插板锁紧时密封面接触不均匀间隙进行微量调整，直至密封严密无泄漏。隔绝门插板关断后无内泄漏，设计凸轮机构动作对插板进行锁紧实现隔绝门关断零泄漏。隔绝门的插板开启后位于另一侧密闭的检修室内，不受烟气中的杂质及腐蚀性物质影响。传动丝杆轴设置在风道外侧，且便于维护保养。传动丝杆轴伸出门框处设计有专门的密封座，无外泄漏。而且可视现场情况进行水平、垂直、倾斜、立式等位置的安装使用，大大便利了设备的安装和停车检修。
3锅炉烟风系统振动问题的危害
锅炉烟风系统振动问题的危害主要涉及到以下几个方面：首先，锅炉烟风系统振动问题会导致锅炉运行的噪音增大。
锅炉运行过程中烟风系统发生振动问题时，首要的危害就是会导致锅炉运行时的噪音增加，进而使锅炉房内的噪音污染问题扩大，会对锅炉运行人员以及锅炉房周边的建筑住宅产生严重的噪音影响，给周围居民的正常工作生活造成严重的噪音困扰。与此同时，噪音的增加也会导致锅炉运行警报系统的警报提示音被覆盖，不利于锅炉的安全运行。其次，锅炉烟风系统振动问题会导致锅炉的运行成本增加。在锅炉运行过程中，一旦烟风系统出现振动问题，就会导致锅炉烟风通道出现保温层脱落的情况，甚至会由于振动力的影响，造成锅炉烟风通道出现断裂的情况，进而必须对锅炉系统进行维修，而由于振动问题导致的锅炉烟风通道损耗过快的问题就会导致维修成本的大量增加。
4设计优化锅炉烟风系统振动问题
首先是锅炉烟风系统风机选型中以建筑锅炉运行工况参数为基础，保证风机选型的合理性。在建筑项目施工中进行锅炉系统设计时，锅炉设计人员在烟风系统设计阶段进行风机选型时，必须把建筑工程锅炉运行工况参数最为风机选型的基础，实现风机参数与运行工况的平衡与协调。与此同时，还要对锅炉风机的变速情况加以控制管理，痛殴调节风机转速，改变锅炉风机运行过程中的特性曲线，使风机可以在高效区内运行，也可以通过转速调节，使风机低速运行，避免因为风机转速问题，出现烟风系统振动的情况。其次是锅炉烟风系统设计中在风机出口位置加装二次循环风门，避免因为锅炉机组的低负荷运行导致烟风系统振动问题发生。锅炉机组的低负荷运行是导致烟风系统出现振动问题的主要原因之一，要想改善风机在非安全区内工作而导致振动的现实问题，就可以在锅炉烟风系统设计中在风机出口位置加装二次循环风门，在锅炉风机运行中风机出力较小时，可以通过二次循环风门的运行，使风机在安全区内运行，避免出现风机非安全区运行导致烟风系统振动问题的发生。最后是烟道系统加固。对整体的锅炉烟道系统进行加固，增加系统的强度及刚度，能够有效的提高整体的抗振动性能。对于烟道系统加固的措施主要有管内加固及管外加固两种，通过改变管道的振动固有的频率来降低振动。内部加固的方法是通过在烟道系统中采用井形加固，利用钢管加工成井形结构焊接与烟道管的内壁，根据管道的管大小不一样来定井形加固的间隔距离，这种加固虽然不能完全消除振动，但能有效的提高管道强度及延长管道使用时间。外部加固的方法是通过在系统的振动较强烈的地方沿四周及前后侧位置加焊槽型钢，加焊的间距也要根据管内部大小来定，在弯角处采取交叉布置的方式。
结语
锅炉烟道系统振动是一个常见且较复杂的工程问题，它涉及到的学科有锅炉原理、工程流体力学、振动学、结构动力学、弹塑性力学、噪声学、磨损理论等。开展对电站锅炉烟道系统振动的研究，掌握其振动机理及产生振动的主要原因(振源)，有助于我们及时的采取有效的措施降低或减小烟道系统的振动，在保障现场工作人员生命安全的同时保证锅炉机组的安全经济运行。
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