流體誘發(fā)換熱器管束的振動的防止與有效利用
換熱器內(nèi)流體誘導振動的機理相當復雜,能夠有效地防止振動的完整的設計準則尚未建立起來。這就需要在運行過程中根據(jù)不同的操作情況,采用不同的措施來防止換熱器的振動。振動是不可避免的但是輕微的振動不但不會帶來損壞,而且還有強化傳熱和減少結(jié)垢的作用。但是強烈的振動應該采取必要的防振措施以減緩振動,避免換熱器振動破壞??拐竦母就窘?jīng)是激振力頻率盡量避開管子的固有頻率。工程實踐中常采用以下的抗振措施:
(1)制定合理的開停工程序,加強在線監(jiān)測,嚴格控制運行條件,在流體入口前設置緩沖板或?qū)Я魍?既可以避免流體直接沖擊管束,降低流速,又可以減小流體脈動。
(2)降低換熱器殼側(cè)流體速度是防止管束振動的最直接的方法。因為當傳熱元件的固有頻率不變時,降低流速,可使流體脈動的頻率降低,從而避免共振的產(chǎn)生,但同時傳熱效率也會隨之降低。
(3)提高傳熱元件的固有頻率是防止振動的另一個關(guān)鍵因素,減少跨距與有效質(zhì)量,增加材料的彈性模量與慣性矩,都可以提高傳熱元件的固有頻率。適當增大管壁厚度、增大圓管直徑和折流板厚度,折流板上的管孔與管子采用緊密配合,間隙不要過大,可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計等。
(4)改變管束支撐形式,采用新型的縱向流管束支撐,例如折流桿式、空心環(huán)式、整圓形異形孔折流板,還可以用折流帶或折流棒來代替折流板等。這些方法都可以有效地防止管束振動。