換熱器管子的防振措施

時(shí)間：2019-04-22作者：陜西瑞特?zé)峁C(jī)電設(shè)備科技有限公司瀏覽：145

換熱器是兩種或多種流體存在溫差時(shí)進(jìn)行熱量傳遞的傳熱設(shè)備，廣泛應(yīng)用在石油、化工、能源、冶金、制冷、醫(yī)藥、電力、食品等行業(yè)中的液相加熱、冷卻、蒸發(fā)、濃縮等。而換熱器管子產(chǎn)生振動(dòng)的原因主要有兩種：一是外界激振源引起的。一種是流體流動(dòng)激振，又分為管側(cè)和殼側(cè)激發(fā)的振動(dòng)。一般情況下管側(cè)流動(dòng)激發(fā)的振動(dòng)振幅小，危害性不大，可以忽略不計(jì)。但流速遠(yuǎn)遠(yuǎn)正常流速的情況下，管側(cè)激振才需考慮。換熱器內(nèi)的振動(dòng)主要是殼側(cè)介質(zhì)所激發(fā)的，在正常流速下殼側(cè)流動(dòng)就可能引發(fā)很大的振動(dòng)，對(duì)換熱器的危害大。而且隨著設(shè)備的大型化以及為了強(qiáng)化傳熱而盡量增大殼程流速，流體橫向流誘發(fā)的換熱器振動(dòng)的事例屢見不鮮，那么防止振動(dòng)的方法有：

        1、在換熱器中添加縱向隔板來防止聲振動(dòng)，以減少非軸向傳遞的彈性波和機(jī)械波的形成，改變氣柱的聲振動(dòng)頻率和紊流抖振頻率的不同。通過這樣的附加設(shè)置，可以減少振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。具體操作方法是加若干塊縱向隔板于沿流向的殼體內(nèi)，置于聲振動(dòng)波型的波腹位置，用以改變?cè)O(shè)備中橫向尺寸的特性長(zhǎng)度。
        2、在滿足換熱器傳熱效果的前提下，為了防止管束產(chǎn)生振動(dòng)，盡可能降低流體的流動(dòng)速度，使雷諾數(shù)控制在一定的范圍之內(nèi)，降低殼程流體誘導(dǎo)振動(dòng)的頻率，防止出現(xiàn)共振。這是防止管束振動(dòng)的一種比較有效、直接的方法，但需兼顧傳熱效率，二者應(yīng)權(quán)衡考慮。
        3、提高管子的自振頻率可大大減少共振的機(jī)會(huì)，有效的辦法是減少跨距。管子的固有頻率與跨距成反比，跨距縮短一倍，自振頻率約增大三陪。
        4、防止管束發(fā)生流體彈性激振現(xiàn)象有效的方法是增加管束的剛性強(qiáng)度，提高其固有頻率。如適當(dāng)增加管子的支撐點(diǎn)，以縮短管子的無支撐跨長(zhǎng)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，增加相關(guān)構(gòu)件的彈性模量，增大材料的慣性矩，增加管壁和折流板的厚度。在決定管束固有特性的各種設(shè)計(jì)參數(shù)中，管子截面半徑的影響要大于壁厚，故可以增加管子的有效直徑。經(jīng)實(shí)踐證明，折流板管孔直徑略大于換熱管的外徑0.25～0.35 mm，能比較有效地避免管束振動(dòng)。同時(shí)，對(duì)折流板上所有管孔倒一定半徑的圓角，能有效減小管束振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的磨損。
        5、在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，常常由于操作不當(dāng)使溫度和壓力頻繁波動(dòng)，引起的循環(huán)載荷導(dǎo)致?lián)Q熱管束的疲勞失效。為了提高設(shè)備的疲勞極限，可以通過有效的控制設(shè)備運(yùn)行的開機(jī)和停機(jī)周期，并運(yùn)用相應(yīng)的檢測(cè)儀器進(jìn)行在線即時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，可及時(shí)改變運(yùn)行狀況；為了避免管束中流體的脈動(dòng)變化過大、流體的流速變化過高和防止液流介質(zhì)直接沖刷換熱器的管束，可以采取在換熱器管束流體入口處設(shè)置防沖板或?qū)Я魍不蚍至髌鞯却胧?
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