火力发电厂锅炉风道减振降噪探讨——以塔吉克斯坦杜尚别2号火电站为例

赵元斌，修雅山

(特变电工股份有限公司，新疆自治区 昌吉 831100)



火力发电厂锅炉风道减振降噪探讨
——以塔吉克斯坦杜尚别2号火电站为例

赵元斌，修雅山

(特变电工股份有限公司，新疆自治区 昌吉 831100)

本文主要通过介绍塔吉克斯坦杜尚别2号火电站二期锅炉的风道系统原理及产生问题的原因，进而对产生问题的原因进行全面分析。

火力发电厂；风道；减振降噪；探讨

1 塔吉克斯坦杜尚别2号火电站二期工程

二期工程锅炉为超高压、单汽包自然循环、一次中间再热、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢架悬吊结构、П形布置煤粉锅炉，每台锅炉配置2台送风机，在炉右侧以空气预热器为中心前后对称布置，风机进口接大气，出口与空预器前后对接，送风机系G4-73№22F单吸双支撑离心式风机，主要设计参数：送风机容积流量288 336 m3/h，风机全压升5 502 Pa，风机转速2 435 r/min，入口介质密度1.067 kg/m3，介质温度20 ℃，叶片数量12片。

两台锅炉在烟风系统试运行过程中，风机出口风道产生强烈的低频振动，风道同时伴有轰鸣声,声噪最大可达120 db。风道震动不仅产生噪声，危害工作人人员健康，同时长时间运行会对风道产生很大的交变应力，造成焊缝撕裂漏风，影响机组正常运行。试运行时风机进口风门开合度达到30%时，风机出口风道开始振动并且噪音随之增大，风机入口风门开合度达到70%时，振幅超过1 mm，从现场实测数据分析，振幅较大的区域主要分布在暖风器出口弯头及空预器入口扩张段的上半部。杜尚别2号火电站为塔吉克实现能源独立目标迈出的重要一步，该项目将成为中塔能源领域高水平合作的典范。承建该项目的是塔吉克斯坦最大的热电厂，工程竣工投产后，将为杜尚别地区四季供电和冬季供暖提供可靠保障，是塔吉克斯坦发展经济、改善民生的重要工程。

2 电厂锅炉风道在消除振动方面的办法

2.1 加固烟道

消振方面可以采取的主要办法是在烟道的内侧安装内撑，通过使用内撑可以对烟风道进行一个加固的处理。由于烟风道主要采用钢板材料经过焊接加工而成，因此，常导致大截面的风道存在强度过低的问题，所以应在风道外部增加相关的固肋，对其产生一定的加固作用。这也是火力发电厂经过不断地改进，现阶段认为比较可靠的办法之一。同时，火力发电厂烟道管道运用的加固办法在多年的实践中已被确认是行之有效的解决措施，也就是说在管道外侧进行安装加固工作是可行的。在经过反复研究后发现，管道安装的新撑杆能够有效承载这些负荷的整体要求。计算管道外侧加装的型钢时，要特别明确一个问题:减少对加固型钢质量的要求，在最大程度上减少管道内部安装的内撑杆。

2.2 安装道内的导流装置

风道系统内部经常会产生大量的振动，主要是因为在风道的里面有很多弯头，尤其在连接处更多，扩散的管子内部由于气流分布产生不均匀的状态导致了振动现象。经许多资料研究证明，在进入到风道中间的部分通过装置导流板完全能够有效改善风道内的气流流动情况，通过导流板的导流作用，使气体更加均匀的分布排列在管道内部，避免了由于风道气流不均导致的振动现象。对导流板进行选材时应注意选用相对比较薄的钢板进行制作。

2.3 可在入口安转阻旋装置

由于引风机的作用，使气体在进入风道时有可能会因为入口的导叶以及旋转叶片的转动，使气体在开始进入到引风机时就会使轴变得开始流动，并且逐渐在螺旋式的推进状态下进行工作，其旋转的强度与气体及引风机轴线动量的强度有关。由于集流器内部气流进行旋转的特征不一样，旋转式流体分为两种不同程度的旋转方式，它的两种活动区域是指通过围绕引风机进行旋转的区域以及在引风机进行旋转的区域。围绕引风机进行旋转的区域由于烟气气体的流动可以导致烟气在开始进入引风机叶轮前是一种比较常见的活动方式，如果在引风机进行旋转的区域进行气体的旋转运动，会使这个区域内的气体压力相对降低，很容易导致气体倒流状况的发生。为了避免这种状况的出现，也是防止与主气流的相互作用，避免由于气流的冲击造成更大范围的影响，使机器的机壳产生强大的振动声音，在生产实践中最常采取的办法是在引风机的内部安装一个整流器。通过加装整流器既能除去管道中间的气流，也可以保证不干扰外侧叶轮前部的气体能够进入正在旋转的气流中。在进行安装整流器的全过程中，应该对关键的技术环节进行严格的控制，如:中心筒直径、叶片高度、叶片加装角度、叶片长度及加固与焊接方式。

2.4 在风道内安装阻振板

相关经验与资料证明，在有较大横截面的风道中，当有较高速度的气流通过管道的过程中很容易形成一种阻碍气流，导致风道的管道面产生强烈的振动，这种振动会形成一种气流使它产生强大的脉冲频率，使风道内部产生的气流脉冲与风道的管壁频率一致或者它们三者都能产生共振现象，造成整个烟道产生比较强烈的振动。所以，一般情况下都会采用消振的处理办法，也就是通过测算计算出它们的频率，按照其计算的基本要求在风道的内部安装一些防振隔板，改变其中的频率，有效防止振动的发生。很多时候由于一次进风的系统风压较高，振动会使风道经常出现开口的状态，由于漏风而导致锅炉不能发挥最大的效率，使火力发电厂不能正常进行工作，影响经济效益，同时产生的大量噪音可能会影响相关人员的健康。因此，应该加强对风道振动现象产生原理的剖析，制定科学有效的防减振办法，确保火力发电厂的高效运营。

3 对于风道振动原理的改进措施

3.1 纵向加隔板

在正常情况下，风道系统内的有关介质通过脉动频率与声音振动之间进行相互的传导，由于锅炉在工作状态下，负荷经常处在不断的变化中，造成传导介质之间的脉动产生振动使频率之间发生各种变化，促使风道频率产生很大的振动。可以根据这些变化规律，适当增加结构的振动频率，避免各种频率的振动，最为常见的办法是增加风道的刚性。由于风道的结构多数都是由钢板通过增加固肋所组成的矩形，产生的强度很大，如果在管道的内部运用钢板进行支撑，能够起到更好的效果。对于风道的全面调整，可以通过提高它的频率，就完全能够起到控制电厂锅炉风道的作用。

3.2 风道的结构问题

在对发电厂进行规划布置时，应充分考虑电厂的实际情况及相关的制约因素，如果风机出口到空预器之间的安排不够合理，风道内部的弯头等结构较多的话，就会使管道内的气流变化比较多样，很容易产生风道振动。首先，应该对风道的外壁进行主要的结构改革，强化冷风道的强度，增强它的抗振能力。这样就需要在风道的外侧进行强化，可以采用增加角钢等措施进行加固处理，起到减振作用。其次，在风道的内侧增加一些支撑措施，可以通过安装支撑杆来起到防振作用。最后，在进行弯头处理时，可以安装一些导流板，使流场更为稳定。同时，也可以适当增加风道的重量，既可改变风道的频率，又可有效减少流道的气压。这样通过改变截面的变化，能够使气压降低，也可以有效改变风道的振动状况。

3.3 操作方式

首先，应对风机进行正确的启动，确定其风道的振动位置。其次，应对风道的振动位置进行测试，对相关的弯头及配件的外壁进行加固处理，同时可以根据测量的数据进行截料，再进行安装，这样能够保证加装两道加固肋，如图1所示。可以根据弯头的角度和零部件的尺寸进行安装，这样才能达到加固肋、导流板及管撑焊接加固的作用。

图1 风道振动的原理操作示意图Fig.1 Principle operation schematic diagram of vent vibration

4 结语

通过以上分析可以看出，火力发电厂的锅炉系统由于振动因素比较多，锅炉的风道系统经常出现振动现象，它所涉及的原理和结构也较复杂。通过开展对发电厂锅炉风道系统的研究，能够掌握锅炉风道振动产生的原理及处理措施，保障工作人员的安全以及锅炉机组的可靠平稳工作。

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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

赵元斌(1986-)，男 ，工程师； 修雅山(1970-)，男，工程师。

TK223.2

B

1674-8646(2017)04-0148-03