МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ
РЕЗОНАНСНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ
КОЛЕБАНИЙ В ТРУБЧАТЫХ
ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯХ
ПАРОВЫХ КОТЛОВ

 

МУ 34-70-076-84

 

 

СОЮЗТЕХЭНЕРГО

Москва 1984

 

РАЗРАБОТАНО Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом им. Ф.Э. Дзержинского

ИСПОЛНИТЕЛЬ М.Н. МАЙДАНИК

УТВЕРЖДЕНО Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем 01.06.84 г.

Начальник В.И. ГОРИН

 

Срок действия установлен

с 01.07.85 г.

до 01.07.90 г.

Настоящие Методические указания распространяются на трубчатые воздухоподогреватели (ТВП) паровых котлов с температурой подогрева воздуха до 450 °C и устанавливают способ предупреждения резонансных акустических колебаний и методику расчета акустических характеристик ТВП.

1. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

d - наружный диаметр труб, м;

f_в - частота срыва вихрей, Гц;

f₁ - основная (низшая) частота собственных акустических колебаний, Гц;

L - ширина акустической камеры трубного пучка, м;

к - коэффициент запаса;

S₁, S₂ - соответственно поперечный, продольный шаги труб в пучке, м;

t - температура воздуха, °C;

W - скорость воздуха, м/с;

sh - число Струхаля (безразмерная частота срыва вихрей).

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Предупреждение резонансных акустических колебаний должно проводиться в ТВП при создании новых котлов, а также при реконструкции хвостовых поверхностей нагрева действующего оборудования в случае:

- изменения типоразмеров кубов ТВП;

- увеличения скорости воздуха в трубном пучке при максимальной нагрузке более чем на 30 %.

2.2. Резонансные акустические колебания возникают в воздушном объеме (межтрубном пространстве) ТВП при совпадении частоты срыва вихрей, образующихся у кормовой части труб, с частотой собственных акустических колебаний. Они возбуждаются в направлении, перпендикулярном потоку воздуха и осям труб, и характеризуются значительными пульсациями давления и интенсивным излучением звука в окружающую среду.

2.3. Для исключения возможности возникновения резонансных акустических колебаний в ТВП при всех нагрузках котла должно выполняться условие

к · f_в < f₁                                                              (1)

где частоты f_в и f₁ рассчитываются по формулам (2) и (3).

2.4. Проверку выполнения условия (1) осуществляют при 100 %-ной нагрузке котла для каждого куба (или кубов) одного типоразмера по принятым в проекте ширине акустической камеры и геометрии трубного пучка, скорости и температуре воздуха в выходном сечении. Коэффициент запаса принимается равным 1,2.

2.5. Если условие (1) для каких-либо кубов ТВП не выполняется, следует либо уменьшить ширину кубов, либо предусмотреть установку дополнительных сплошных перегородок в пределах всего куба.

Установка перегородок производится на всю глубину трубного пучка параллельно воздушному потоку.

3. РАСЧЕТ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

3.1. Основная частота собственных акустических колебаний в воздушном объеме трубного пучка ТВП составляет

                                                             (2)

где шириной акустической камеры является расстояние между обшивкой (или рядом стоящими перегородками) куба ТВП по воздушной стороне в перпендикулярном по отношению к воздушному потоку и осям труб направлении (рис. 1).

3.2. Частота срыва вихрей составляет

                                                                 (3)

где числа Струхаля определяются в зависимости от относительных шагов труб в пучке S₁/d и S₂/d номограмме (рис. 2).

Рис. 1. Определение ширины акустической камеры (L) трубного пучка:

1 - трубный пучок; 2 - обшивка или перегородка

Рис. 2. Номограмма для определения чисел Струхаля в шахматных пучках труб

Скорость воздуха рассчитывается по наименьшему проходному сечению трубного пучка в перпендикулярном по отношению к воздушному потоку направлении.

 

СОДЕРЖАНИЕ