管殼式換熱器振動(dòng)的原因

1、管殼式換熱器產(chǎn)生振動(dòng)的原因和危害管殼式換熱器產(chǎn)生振動(dòng)的原因和危害換熱器管束的振動(dòng)是由殼程流體的誘導(dǎo)振動(dòng)引起的一般包括旋渦分離、紊流抖振、流體的彈性激振和聲共鳴四種形式。其中彈性激振是最主要的振動(dòng)形式并且旋渦分離和紊流抖振對它起一定的促進(jìn)作用。所以分析振動(dòng)的關(guān)鍵是研究流體的彈性激振。流體在換熱器內(nèi)流動(dòng)存在一個(gè)“臨界流速”問題傳統(tǒng)的方法是通過基于經(jīng)驗(yàn)半經(jīng)驗(yàn)的公式來確定。有學(xué)者把換熱器內(nèi)的流體視為非定常不可壓縮流體通過它建立一個(gè)關(guān)于流場的參數(shù)

2、多項(xiàng)式無論是二維還是三維流動(dòng)該多項(xiàng)式的系數(shù)只是一個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)。把此參數(shù)多項(xiàng)式帶入流體基本方程利用振蕩流體力學(xué)理論就可以求得影響流體彈性不穩(wěn)定的相關(guān)參數(shù)和“臨界流速”的數(shù)值。i%@N~Fj[&bbA參數(shù)多項(xiàng)式方法是一種快速的數(shù)值計(jì)算方法應(yīng)用它可以計(jì)算各種振幅條件下的流體力做功通過阻尼穩(wěn)定性理論便可以求得平衡振幅而后得到動(dòng)應(yīng)力最后把動(dòng)應(yīng)力與管束的疲勞壽命結(jié)合起來。這種方法更加符合工程實(shí)際的要求。目前工程實(shí)際中主要采用以下方法預(yù)防管束振動(dòng)。q

3、~Nx0j(E#e)FU.`(1)制定合理的開停工順序加強(qiáng)在線監(jiān)測嚴(yán)格控制運(yùn)行條件在流體入口處設(shè)置防沖板、導(dǎo)流筒和分流器既可以避免流體直接沖刷管束、降低流速又可以降低流體脈動(dòng)。(2)適當(dāng)降低殼程流體流速可以降低流體誘導(dǎo)振動(dòng)的頻率是防止管束振動(dòng)的直接方法但是傳熱效率也會(huì)隨之降低。(3)適當(dāng)減小折流板間距增加管壁厚度和折流板厚度。折流板上的管孔與換熱管管要緊密配合間隙不要過大這樣可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增加管束固有頻率使流體誘導(dǎo)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)離換熱管固

4、有頻率。drClu)j~0Ti(4)改變管束支撐形式采用新型縱向流管支撐如折流桿式、空心環(huán)式、及整圓形及異形孔折流板等。它們可以有效地消除流體的誘導(dǎo)振動(dòng)也可以降低殼程流體的壓力降。2mCWw5G9m(5)在管束中預(yù)先設(shè)定的位置上不設(shè)管可以減少振動(dòng)的可能性。例如在有振動(dòng)傾向的換熱器中位于折流板切口線上的管子有時(shí)會(huì)受到過分的損害因此有選擇地清除折流板切口線上的管子對防止振動(dòng)是有效的。(6)由于壓力或溫度的作用形成的對管子的軸向壓縮載荷對振動(dòng)

5、有潛在的影響對于熱物料走殼程的固定管板式換熱器和所有多管程固定管板換熱器這種影響尤為明顯采用膨脹節(jié)便可減少管子的壓縮應(yīng)力。(7)從實(shí)際傳熱和水力經(jīng)濟(jì)性考慮盡可能采用最大的管徑。較大的管徑其慣性矩也大因此對一定長度的管子來說能有效增加管子的剛度。管殼式換熱器產(chǎn)生振動(dòng)的原因WT:L)@%J9a1.管束振動(dòng)頻率與氣流固有頻率接近C%hLO0F1d$K2.折流板間距設(shè)置不當(dāng)3操作環(huán)境不當(dāng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)不行換成過熱水4蒸汽帶水，蒸汽在換熱器內(nèi)產(chǎn)生水

6、擊現(xiàn)象。]rEq19C5蒸汽管線缺少支撐，加之管線設(shè)計(jì)不合理，管線振動(dòng)引發(fā)的換熱器振動(dòng)。6蒸汽溫度和量過大，使管程部分汽化，產(chǎn)生的水擊。解決辦法：7c7`Lm9kTd%t1將折流板間距放大，或者是使用折流桿，降低壓降。EHjkmVXw2、改變蒸汽進(jìn)口管徑或者是有單個(gè)進(jìn)氣口改為兩個(gè)進(jìn)氣口。Wad!O3如果工藝允許的話可以采用高溫?zé)崴?，或者是采用低壓力蒸汽（低壓力蒸汽熱焓高）?制定合理的開停工順序加強(qiáng)在線監(jiān)測嚴(yán)格控制運(yùn)行條件在流體入口處設(shè)

7、置防沖板、導(dǎo)流筒和分流器既可以避免流體直接沖刷管束、降低流速又可以降低流體脈動(dòng)。5適當(dāng)降低殼程流體流速可以降低流體誘導(dǎo)振動(dòng)的頻率是防止管束振動(dòng)的直接方法但是傳熱效率也會(huì)隨之降低。6適當(dāng)減小折流板間距增加管壁厚度和折流板厚度。折流板上的管孔與換熱管管要緊密配合間隙不要過大這樣可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增加管束固有頻率使流體誘導(dǎo)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)離換熱管固有頻率。7改變管束支撐形式采用新型縱向流管支撐如折流桿式、空心環(huán)式、及整圓形及異形孔折流板等。它們可以有