1.3振动

1.3.1管束搬起石头砸自己的脚动的形式

根据气流中刷管束的流动，热交换器可以划分成三大类，即：（1）气流横向于管子中心线的（横向流动）；（2）气流平行于管子中心线的（平行流动）：（3）气流烟管子中心线呈S形流动的（S形流动）。

     横向流动时，激发是由于Karman涡流在单根管子的脱离而造成的。在平行流动的情况下，气流中的涡流是导至激发的根源。当管子一开始搬起石头砸自己的脚动，附着在管子上的气流（因形成临界层）的路径便成为弯曲的了。于是，气流作用于管子一个离心力，致使管子更加弯曲。按此方式，在气流和管子之间产生自激振动。而在S形流动时，不仅在横向流动时的涡流脱离，且在平行流动时的涡流，都会激发管子振动。振动是由涡流脱离激发，又由涡流强化的。这种振动主要在热交换器中。

1.3.2省煤器的管束振动

省煤器的管束可以分成两种形式，即顺列和错列。振动事故大部分发发生在顺列布置中。例如，在国外一个火力发电厂过热器、省煤气烟道中振动的严重事故中，烟道壁上的振幅到了±0.211㎏/㎝2的数值，使烟道壁形成向外的永久变形。

（1）顺列管束省煤器

顺列式省煤器外流体自上而下不断流动，这样流体的温度以及介质的声速相应的不断变化。横谅管束的烟气的固有频率f/Hz为：

       （1）

式中  b--特性宽度，m;

      n--谐波次数；

      c--烟气流速，m/s。

就一般规律而言，烟气的固有频率判别相对较小。另一方面，又由于烟气横掠管束时将背侧产生漩涡成对脱离现象（即卡门涡流）。由于旋涡交替脱离在物体表面形成交变的作用力，可能导致结构的疲劳失效；同时，旋涡脱离也是导致其它形成的振动发生的重要原因。当漩涡脱离频率和横向烟气固有频率重合时，将进一步加强振动，整个流体就会出现非常强烈的振动。省煤器也会受迫引起强烈的振动，于是强烈的噪声便向四周环境辐射出去。

（2）错列管束省煤器

对于错列管束省煤器，烟气的声振自频率主要与管组的自由宽度有关，可由下式求出：

               （2）

式中 ƒi--第i个自振频率，Hz；

i--谐振阶序列号，i=1、2、3…；

T--气体温度，K；

L--管束组的自由宽度，m。

 　 就错列管束煤器而言，振动有其自身特点。也就是说，当漩涡脱离的频率相等时不一定会导致辞产让强烈的振动，主要由于在锅炉机组的烟道内，声能散射部分与激发能相比所占的份额很大。

2、省煤器超温爆解决措施

（1）合理控制烟气流速，降低煤质灰分，造当控制煤粉细度，尽量避免超负荷运行以及使用防磨涂料可发有效地防止省煤器磨损；

（2）选取合适省煤器弯头排数z和烟气走廊间隙，减少速度不均匀系数kv，以及加装梳形管和护瓦或护帘都可以很好改善烟气走廊影响；

（3）提高排烟温度，采用抗腐蚀材料，加装加热冷风设备以及改用其它类型省煤器，如回转式空气预热器，都可以避免或者防止省煤器受热面的腐蚀现象；

（4）使整个省煤器横向固有频率互不相同，可以改进管束的振动；

（5）光管改用螺纹翅片管，不仅可以改进流场，提高换热能力，而且可以有效地改良省煤器的积灰；

（6）运行上重视加强对过量空气系数的监控制，从而避免SO2以及SO3的生产，并且及时检修，也可以避免省煤器超温爆管。