解決透平發(fā)電機(jī) 排煙管震動的新技術(shù)面世
時間：2019-08-24 10:26
來源：
作者: 陳鉑川 曹玉林
某海上平臺透平發(fā)電 機(jī)機(jī)組排煙管改造 項(xiàng)目施工中，改造 后的發(fā)電機(jī)排煙管 布置在平臺西側(cè)及東側(cè)生活樓甲 板附近，工作中排煙管排放高速 煙塵氣流，產(chǎn)生振動和低頻噪聲。 此排煙管的振動和噪聲影響整個 生活樓及辦公區(qū)域，對現(xiàn)場工作 人員的工作和生活帶來不利影響， 對現(xiàn)場工作人員的工作和生活帶 來人體感官上的不適，成為一個 困擾因素。因此減少排煙管振動 就成為海上平臺安全生產(chǎn)的一個 迫切急需解決的問題。 經(jīng)對現(xiàn)場對生活樓及辦公區(qū) 附近的 C、D 兩條排煙管支架處 的結(jié)構(gòu)振動檢測，檢測結(jié)果顯示， 排煙管在垂直方向尤其水平方向 的振動值相對較大。人體感官體 驗(yàn)也是在生活樓房間的振動明顯， 對工作生活中的影響是不能低估 的。而對透平發(fā)電機(jī)排放煙氣排 氣的工況，整個管路產(chǎn)生振動是 不可避免的，只能是采取合適的 方法來減輕或衰減這種影響。
排煙管振動的原因
此排煙管直徑是1,000mm， 經(jīng)位于下甲板的透平發(fā)電機(jī)排放 煙氣 , 經(jīng)過機(jī)組的柔性接管口、 消音器、膨脹節(jié)及 30 米長的管道 引送至上方區(qū)域排放，透平發(fā)電 機(jī)機(jī)組工作所產(chǎn)生的高速沖擊脈 動氣流在排出時因管道的阻力作 用，形成了對管道激振作用，產(chǎn) 生了機(jī)械振動。透平發(fā)電機(jī)機(jī)組 底橇有減振塊及排煙柔性接管口 衰減本機(jī)振動，可以排除透平發(fā) 電機(jī)本體振動向外傳遞到排煙管 上的可能性。 振動的原因在于排煙管管路 中排煙氣流的脈沖及管道阻力帶 來的激振作用產(chǎn)生了振動，振動 通過管支座傳遞，這些支座和鋼 平臺結(jié)構(gòu)支撐鋼性連接，因于此 傳遞到了生活樓及其房間內(nèi)。 在支座和結(jié)構(gòu)支撐的鋼性連 接間可以采用增加非金屬墊和減 振器的方法來減輕或衰減振動。 從國外貨油泵液壓管路設(shè)計中對 振動和沖擊大的液壓系統(tǒng)管線，降噪減振的主要措施就是采用有 帶橡膠襯托層的管支架，可以做 為工程上處理類同問題的借鑒。
排煙管減振方案
排煙管支座加聚四氟乙烯 墊減振。在與生活樓區(qū)域附近的 排煙管支座的和結(jié)構(gòu)支承間加聚 四 氟 乙 烯 墊 板， 用 非 金 屬 材 料 板將排煙管支耳和支承結(jié)構(gòu)隔 開,應(yīng)該可以緩沖和衰減排煙 管 的 振 動。 膨 脹 四 氟 及 聚 四 氟 乙烯板技術(shù)參數(shù)和性能為：壓縮 率 45%、 回 彈 率 ＞ 10%、 密 度 1.0g/cm3 、 壓 力 ＜ 20.0Mpa、 溫度 -273~260℃。 聚 四 氟 乙 烯 墊 板 由 100% PTFE 聚四氟乙烯經(jīng)過特殊工藝 處理研制而成，具有優(yōu)良的柔韌 性，有極佳的順應(yīng)性能及成型能 力，又具有高抗拉強(qiáng)度，抗蠕變、 耐高低溫、耐腐蝕、抗冷流、抗 老化，可長期存放不變質(zhì)，無毒 無污染，并由無數(shù)均質(zhì)細(xì)密柔軟 強(qiáng)韌的多方向纖維組成，具獨(dú)有 的高密度纖維組織，受壓后纖維 會相互纏結(jié)，變成組織更緊密均 勻，不透氣、不透水、止泄性能 良好，在嚴(yán)苛之腐蝕性環(huán)境及高 溫下，亦能保持極佳之密合狀態(tài)。 聚四氟乙烯墊板用于化工、 煉油、機(jī)械等高密封，高腐蝕環(huán) 境。熱交換器，壓縮機(jī)法蘭，蒸 汽容器法蘭，具有較好的耐用性。 考慮到排煙管的工作溫度較高（排 煙管煙氣的設(shè)計溫度 323℃壓力 0.1MPa），改性或填充聚四氟乙 烯墊板可在 -196℃ ~-260℃范 圍溫度下工作，故選擇耐高溫和 高強(qiáng)度的聚四氟乙烯板墊板材料。 筆者之前在天然氣冷箱項(xiàng)目，當(dāng) 時的低溫冷箱設(shè)備在設(shè)備支座中 使用聚四氟乙烯作墊板。膨脹聚 四氟乙烯墊具有良好的柔軟性、 彈 性， 據(jù) 介 紹 其 壓 縮 變 形 率 為 40%。選用膨脹聚四氟乙烯墊板 和聚四氟乙烯墊板組合，使減振 效果更好。具體采用 6mm 膨脹 聚四氟乙烯和 20mm 聚四氟乙烯 板墊板。結(jié)構(gòu)示意如圖 1 所示。
支座減振塊減振方案
在排煙管的立管懸掛支耳和 支承結(jié)構(gòu)間加四組彈簧減振支座 組件 , 來緩沖和衰減排放中煙氣 產(chǎn)生的振動，彈簧減振器組件為 鋼材料，可在較高工作溫度的工 況條件，結(jié)構(gòu)示意如圖 2：排煙管減震與支座減震對比煙管減震具有結(jié)構(gòu)上緊湊、 用料少、工件尺寸小、重量輕、 易施工的特點(diǎn)。方案 1 適合于靜 設(shè)備、有流體沖擊的壓力管道、 產(chǎn)生低頻振動的情況；支座減震 需要增加附屬構(gòu)件、留出所要安 裝彈簧座的空間高度、另加的結(jié) 構(gòu)支承多，工件尺寸大、每套彈 簧座費(fèi)用較大，費(fèi)用是方案 1 的 2-3 倍的情況。支座減震適合于 傳動設(shè)備、旋轉(zhuǎn)設(shè)備、壓縮機(jī)、 風(fēng)機(jī)、離心設(shè)備等產(chǎn)生脈沖振動 1. 懸掛支耳；2. 彈簧減振支座組件； 3. 承重結(jié)構(gòu)；4. 排煙管 的情況。經(jīng)過比較，選用煙管減 震方式。
方案實(shí)施后達(dá)預(yù)期效果
從支承結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)和人體感 受兩方面，實(shí)施情況達(dá)到預(yù)期。 人體感官體驗(yàn)在生活樓房間的振 動感受不明顯，經(jīng)過對 2 路排煙 管支架實(shí)施加聚四氟乙烯墊板減 振后，在垂直和水平方向振動都 有較大幅度的下降，水平方向的 振 動 值 縮 減 約 50%~70%。 減 振效果比較明顯。在降噪方面， 也有一定的效果。從中看來，用 膨脹聚四氟乙烯墊板和聚四氟乙 烯墊板組合，取得了良好的減振 效果。 聚四氟乙烯板墊板減振對于 容器罐類靜設(shè)備和壓力管道、低溫、 高溫壓力管道有好的減振效果，在 高、低溫介質(zhì)條件下的作為壓力管 道支座墊是最好的選擇。
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