机械振打器的布局控制方法技术

本发明专利技术是一种机械振打器的布局控制方法，将机械振打器分别设定在气化炉水冷壁的总高度的1/4，1/2和3/4三个高度位置，其分布区域的特定分布点为：其中，在1/2高度安装机械振打器时，应沿周向均匀分布八个，由两个方位系列组成，分别为45°、135°、225°、315°方位系列和0°、90°、180°、270°方位系列；在1/4和3/4高度上分别沿周向均匀分布六个机械振打器，由两个方位系列组成，分别为30°、150°、270°方位系列和90°、210°、330°方位系列。本发明专利技术的有益效果在于：实现以最少的振打器和最少能耗，达到最好的除灰效果，且对冷水壁造成最小的损伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种安装在干粉煤气化炉水冷壁上的。
技术介绍
机械振打除灰装置(简称振打器，专利公开号CN1686616)的用途在于解决煤气化炉积灰、结渣的问题。根据机械振打除灰机理，振打设备的布局和控制方式是直接影响除灰效果的最重要因素之一。不够科学的分布和控制方法会导致除灰效果达不到设计目的，影响传热效率，造成不必要的能耗和损伤。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术而提出一种，可以实现机械振打器在水冷壁的特定区域分布，分布区域内机械振打器按特定分布点布局，且各个区域的振打器按特定的激振时间差进行振打除灰，保证除灰效果最佳。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案为， 其特征在于将机械振打器分别设定在气化炉水冷壁的总高度的1/4，1/2和3/4三个高度位置，其分布区域的特定分布点为其中，在1/2高度安装机械振打器时，应沿周向均勻分布八个，由两个方位系列组成，分别为45°、135°、225°、315°方位系列和0°、90°、 180°、270°方位系列；在1/4和3/4高度上分别沿周向均勻分布六个机械振打器，由两个方位系列组成，分别为30°、150°、270°方位系列和90°、210°、330°方位系列。按上述方案，所述的机械振打器按照以下激振时间差进行操作1/2高度上两个方位系列的激振时间差为0. 037(211-1)/2，单位为秒，其中11>1 ；1/4和3/4高度上两个方位系列及不同高度层的激振时间差均为0. 037(2n-l)/2，单位为秒，其中η > 1。本专利技术的有益效果在于本专利技术提供一种，实现以最少的振打器和最少能耗，达到最好的除灰效果，且对冷水壁造成最小的损伤。附图说明图1为1/2高度节点的声压历程曲线； 图2为1/4高度节点的声压历程曲线；图3为机械振打器布局分析图；其中图3 (a)第二阶模态(1/2高度16. 59Hz)；图3 (b)第三阶模态(1/2高度16. 59Hz)；图3 (c)第五阶模态(1/2高度18. 23Hz)；图3 (d) 第六阶模态(1Λ高度18. 23Hz)；图3 (e)第八阶模态(1Λ高度27. 18Hz)；图3 (f)第九阶模态(1/4高度27. 26Hz)；图3 (g)第九阶模态(3/4高度27. 26Hz)； 图4为机械振打器在水冷壁上的分布区域； 图5为1/2高度面上振打器的分布方法； 图6为1/4和3/4高度面上振打器的分布方法。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图4，气化炉水冷壁2由列管和翅片焊接形成筒形膜式水冷壁，为防止热应力， 其上端与气化炉1固连，下端自由，水冷壁结构为高20米，半径为2米的筒体，列管直径为 0. 06 米。由水冷壁结构模态分析可知水冷壁的固有振动频率较低，基频为22. 07Hz。其中，第一、二阶固有频率相同，但其振动方式不同，振动模态均为轴向一阶、周向二阶，但振动方位不同，这里称它们为不同的振动模态。由空腔声学模态分析可知空腔声学模态的固有振动频率较低，基频为8. 5Hz。气化炉水冷壁内声场模态有其规律性，如第一阶最大声压阶模态分布在1/2高度处；第二阶最大声压阶模态分布在1/4、3/4高度处；第三阶最大声压阶模态分布在1/2、1/4、3/4高度处等等。由声固耦合有限元模态分析可知声波除灰主要是低频噪声及次声，且对壳结构而言，低频(前几阶模态)也是造成结构振动的主要原因，这里仅取前10阶模态。由声固耦合谐响应分析可知1/2高度进行激振时，声压历程响应如图1 ；1/4高度进行激振时，声压历程响应如图2所示。节点的位移曲线形式上与图1、图2相近，即激起最大振动的同时也激起最大的声压，其变化趋势一致。由图1、2可知，结构响应受激振频率的影响。在1/2高度进行激振时，激振频率为27Hz时，声压及结构位移响应最大。在 1/4高度进行激振时，激振频率为27Hz时，声压及结构位移响应最大。激振时间差S=I/ f=l/27=0. 037 ；另外，在3/4高度处所得结论与1/4高度处基本相同。由机械振打器布局分析可知声固耦合的共振频率滤去了轴向一阶、周向一阶模态，分析时不与考虑。且气化炉水冷壁的声固耦合系统的结构固有模态和声压固有模态分布一致。这里截取了固有模态最大振型处的声压模态，并依此分析的机械振打器的布局(如图3所示)。由第二阶固有模态可知，在1/2高度的六个方向，即45°、112.5°、 157.5°、225° ,292. 5° ,337. 5°处施加频率为16. 594Hz的力时，结构振动及声压响应最大。由此分析，应在1/2高度平面上沿这六个方向均勻分布机械振打器，且激振时间差为 (2n-l)/2(n=l,2,3···)倍固有振动周期，即0. 06 Qn-l)/2 (n=l，2，3…)秒。同理，对第三阶固有模态，应在1/2高度平面上沿周向按22. 5° ,67. 5°、135° ,202. 5° ,247. 5°、315° 均勻分布，且激振时间差为0.06^ι-1)/2(η=1，2，3…)秒。对第五阶固有模态，应在1/2 高度的四个方向，即45°、135°、225°、315°安装机械振打器，且0. 055 (&ι_1)/2 (n=l，2， 3···)秒。对第六阶固有模态，应在1/2高度的四个方向，即0°、90°、180°、270°安装机械振打器，且激振时间差为0. 05(2n-l)/2(n=l,2,3···)秒。对第八阶固有模态，应在1/2高度的八个方向，即0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°处安装机械振打器，且激振时间差为0. 037(2n-l)/2(n=l，2，3···)秒。第二、三、五、六、八阶模态，其最大振型均分布在1/2高度处，故确定1/2高度处机械振打器时，应综合考虑这五阶模态。根据谐响应分析得出的结论，在这几种模态中，27Hz左右时声压及结构位移响应最大，即第八阶模态可以产生最大的响应，故应取第五种布局方式，在1/2高度安装机械振打器时，应沿周向均勻分布八个，激振时间差为0.037θη- ν2(η=1，2，3…)秒。由第九阶模态可知，在该处施加频率为27. ^Hz的力时，在1/4和3/4高度的六个方向，即30°、90°、150°、210°、270°、 330°处该处施加频率为27. 26Hz的力时，结构振动及声压响应最大。由此分析，应在1/4 和3/4高度沿此六个方向均勻分布机械振打器，且30°、150°、270°和90°、210°、330° 方向及上下层激振时间差均为0.037θη- ν2(η=1，2，3…)秒。同理，对第十阶模态，应在 1/4 和 3/4 高度的八个方向，即 22. 5° ,67. 5° ,112. 5° ,157. 5° ,202. 5° ,247. 5°、 292. 5° ,337. 5°处均勻分布机械振打器，且30°、150°、270°和90°、210°、330°方向及上下层激振时间差均为0.033θη- ν2(η=1，2，3…)秒。对1/4和3/4高度安装机械振打器时，有如上两种布局方式。根据谐响应分析得出的结论，在这几种模态中，27Hz左右时声压及结构位移响应最大，即第九阶模态可以产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑小涛，喻九阳，王成刚，常跃，徐建民，易国英，林纬，靖静，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：