一种基于流场优化消除引风机进出口烟道振动的方法与流程

本发明涉及一种基于流场优化消除引风机进出口烟道振动的方法。

背景技术：

目前，国内外很多电站锅炉存在烟道振动问题，只是振动剧烈程度、部位和造成的影响有所不同，所有的烟道振动中又以引风机进出口烟道振动最为常见，特别是近年来，随着超低排放改造的实施，许多电厂由于场地空间的限制，烟道设计连接复杂，引风机进出口烟道振动问题频出。

当引风机进出口烟道产生振动时，不仅会造成烟道保温脱落、烟道撕裂和烟道漏风等问题，而且严重时会造成机组被迫停机，严重影响机组的安全稳定运行。引风机进出口烟道产生振动的原因较多，比较常见的处理办法包括引风机本体振动诱发振动的处理、烟道外侧加固肋片对烟道进行加固或烟道内侧增加内支撑以增加烟道强度改变固有频率等。以上措施虽然能在一定程度上减轻烟道振动，但往往是被动式的解决方案，对于由于流场分布不均引起的烟道振动，上述措施无法从根本上解决引风机进出口烟道振动问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于流场优化消除引风机进出口烟道振动的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于流场优化消除引风机进出口烟道振动的方法，包括：

s1、初步分析引起风机进出口烟道振动的原因，

s2、对引风机进出口烟道内的流场进行测试分析，

s3、根据测试分析所获得的数据，对引风机进出口烟道流场进行数值模拟分析，

s4、根据数值模拟分析结果对流场进行优化改造。

优选地，所述的方法还包括s5、对改造后的效果进行分析和评价。

进一步优选地，改造完成后，在不同机组负荷下，测试包括烟道内烟气的流速、压力脉动、烟道振动数据，与改造前烟道内烟气的流速、压力脉动、烟道振动数据进行比对，获取改造效果评价。

优选地，在确定s1中原因时，通过包括现场查看、现场测试、调取运行参数确定。

优选地，在s1中，需排除由于引风机本身振动引起的进出口烟道振动。

优选地，在s2中测试时，测试包括烟道内烟气的流速、压力脉动，获取气流分布均匀性情况的数据。

进一步优选地，根据气流分布均匀性情况的数据，判断进出口烟道振动是否是由于烟道内的弯头、扩散管道导致流场分布不均引起。

优选地，在s3中：通过数值模拟分析，得到烟道内部烟气的流动状态，确定引起烟道振动的主要区域和主要原因。

优选地，根据数值模拟分析结果采用包括均流部件安装在烟道内部。

进一步优选地，所述的均流部件采用包括导流板、导流叶片。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明侧重解决由于流场不均引起的烟道振动问题，克服了烟道外侧加固肋片对烟道进行加固或烟道内侧增加内支撑以增加烟道强度改变固有频率等被动式缓解烟道振动技术的不足之处，基于流场优化改造等措施，从根本上消除了引起引风机进出口烟道振动的源头，也为其他烟、风道振动问题的解决提供了借鉴。

附图说明

附图1为本实施例的流程示意图；

附图2为本实施例中改造前引风机入口烟道截面烟气速度矢量图；

附图3为本实施例中改造前引风机出口烟道截面烟气速度分布图；

附图4为本实施例中改造后引风机入口烟道截面烟气速度矢量图；

附图5为本实施例中改造后引风机出口烟道截面烟气速度分布图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示一种基于流场优化消除引风机进出口烟道振动的方法，包括：

s1、初步分析引起引风机进出口烟道振动的原因。在分析时：通过现场查看、现场测试、调取运行参数等措施，初步分析引起引风机进出口烟道振动的原因，排除由于引风机本体振动等因素诱发的烟道振动。

s2、对引风机进出口烟道内的流场进行测试分析。在分析时：通过测试引风机进出口烟道内烟气的流速、压力脉动数据，了解其气流分布均匀性情况，分析判断烟道振动是否是由于烟道内的弯头、扩散管道等导致流场分布不均引起的。现实中烟、风道的振动很多时候就是由于流场不均匀引起的。

s3、根据测试分析所获得的数据，对引风机进出口烟道流场进行数值模拟分析，并提出最优改造方案。对烟道内的流场进行数值模拟分析，主要依据cfd技术和工程流体动力学理论，得到烟道内部烟气的流动状态，找出引起烟道振动的主要区域和主要原因，提出改造方案并利用数值模拟对改造方案进行比对，得出最优改造方案。

s4、根据数值模拟分析结果的最优改造方案对流场进行优化改造。在机组停机期间进行流场优化改造，在烟道内部增加导流板、导流叶片等流场均流部件，改善流场均匀性，导流板和导流叶片一般由5mm或6mm钢板加工、焊接而成。

s5、对改造后的效果进行分析和评价。改造完成后，在不同机组负荷下，测试包括烟道内烟气的流速、压力脉动、烟道振动数据，与改造前烟道内烟气的流速、压力脉动、烟道振动数据进行比对，获取改造效果评价。

以下具体给出一组实施例对本申请进行具体描述：

某双切圆燃煤机组引风机进出口烟道存在振动问题，引风机入口烟道保温层前后振动，引风机出口靠近出口挡板门附近的烟道振动频繁，直爬梯与地脚连接处已被拉断。

通过测试及查询历史数据发现，烟道振动时，引风机本体无明显振动，a、b侧引风机出口压力、烟气流量等偏差小，引风机出力无明显异常，基本排除了由于引风机本体振动等因素诱发的烟道振动。之后在引风机出口烟道外增加肋片进行加固，烟道振动有所减轻，但烟道振动依然明显。

通过对引风机进出口烟道流场进行数值模拟分析可知，引风机入口截面速度分布显著不均，如图2所示，入口烟道截面的气流速度分布相对标准偏差为21.5%，烟道内存在明显的低速区。引风机出口烟道有一段方圆变径管，方圆变径管内烟气流动时在烟道四角处流速偏低，并且存在涡流，如图3所示，涡流的存在使得烟气流动时互相干扰，容易引起烟道振动。

经过流场优化改造，引风机入口烟道截面的气流速度分布相对标准偏差降至11.2%，如图4所示；引风机出口的方圆变径管内烟气流动低速区相对改造前明显变小，基本消除了涡流，如图5所示。引风机进出口烟道内的流场分布均匀性明显提高，

经过流场优化改造，不同负荷工况下，引风机进出口烟道均无明显振动，达到了预期优化改造效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。