浏览次数：237立项背景
红海湾公司2016年1、2号机组超低排放改造后，MGGH烟道出现振动异常和噪音现象，试验发现升温段入口气流分布不均匀，极大影响到机组安全性、可靠性。
内涵和主要做（方）法
1.振动测试
委托第三方对MGGH烟道振动测试，测试功率谱结果显示MGGH升温段的主振频率为47-48Hz。
2.数值模拟
委托第三方采用CFD数值模拟方法分析。流场优化分析流程为：首先根据初步设计建立MGGH及进出口烟道的三维计算域；其次通过划分网格将计算域离散化，并设置边界条件；然后将网格导入CFD计算程序进行计算求解，并根据模拟结果提出优化措施，分析流场分布情况直到符合设计要求。
3.消除振动措施
3.1.加设消振隔板
要解决MGGH升温段及其烟道振动问题,必须使区域振动系统失谐，消除振动的措施是在升温段受热面管排之间，沿平行于气流方向增设消振槽型隔板，改变烟道的气柱固有频率。
3.2.优化烟道及入口导流板布置
在3、4号机组超低排放改造设计阶段，通过大量数值模拟计算，优化设计MGGH升温段入口烟道的导流板设置，降低气流均布系数，成功避免烟道振动问题。
原理或机理
理论上引起烟道振动的主要因素有声学驻波频率、烟气流经换热器管排的卡门涡流脱离频率、受热面固有频率等。通过分析主要原因是烟气流过MGGH升温段时形成的卡门漩涡。当烟气横向冲刷受热面管束、引发的所谓卡门漩涡以一定的周期脱落，卡门漩涡所形成的烟气压力波，当烟气压力波频率（激发频率）与某一阶烟道气柱固有频率偶合时，烟道内就会产生强烈的声学驻波共振，并发出强烈刺耳的噪音。
气流分布不均匀也可以诱发共振，主要与烟气流量密切相关，随着机组负荷增加烟气压力波频率可能接近设备的声学驻波频率从而引起设备振动。由于脱硫系统吸收塔出口烟道连续转弯，升温段入口烟气流场混乱，实际卡门漩涡激振频率可能存在一定频宽。根据MGGH烟道入口烟气流场测量结果，入口流速偏差大于50%。在烟道宽度确定后，烟道的气柱固有频率仅与烟气温度有关。在机组负荷稳定时，烟气温度是一个较为稳定值，因此当机组负荷稳定时烟道的气柱固有频率也是一个较为稳定值。烟道内卡门漩涡激振频率存在一定的频宽带，而当与烟道气柱固有频率接近或重合时，该激振频率就会激发声学驻波共振。
因此声学驻波共振具有频率范围较固定、振动幅值差别清晰的特点。分析上述测量及计算数据可以看到，测得的烟道主振频率（47-48 Hz）与烟道三阶固有频率接近。
创新亮点和值得学习借鉴之处
1.振动试验、数据分析和故障处理一体化运作模式
2.低成本短时间解决烟道振动问题，行业领先
3.首次使用数值模拟方法解决烟道振动问题
实施应用前后效果（益）情况对比
1、2号机组MGGH升温段烟道振动重大隐患消除后，前后效果见表1。2017年8月、2018年2月，红海湾发电公司3、4号机组超低排放改造投运后，没有出现烟道振动问题。
表1 消振隔板改造前后噪音振动变化
改造前
改造后
单位
振动
8
0.03
mm
噪音
102
66
分贝
1.直接收益
1、2号机组MGGH升温段烟道振动发生后影响发电量见表2，可计算出平均月电费损失超过260万元。本成果实施后提高了机组竞争力和负荷率，由于红海湾公司是汕尾市首个完成超低排放改造的电厂，除享受政策内电价补贴外，还享受多发电量的优势，2017比正常计划内多发电量3620万Kwh、2018年比正常计划内多发电量2780万Kwh，折算成经济效益4510万元。
表2 烟道振动影响机组发电量
2016年11月
2016年12月
2017年01月
小计发电量
小计电费损失
1号机
225万Kwh
631万Kwh
317万Kwh
1173万Kwh
561万元
2号机
0万Kwh
144万Kwh
316万Kwh
460万Kwh
220万元
备注：按照上网电价0.478元/Kwh计算
2.间接收益
本成果综合运用声学技术、数值模拟的方法对设备振动问题研究，在行业出于领先地位，在国内工业企业中也属走在前列，项目的研究在推动企业科研水平走在行业前列。2018年，在广东省电力行业技术监督年会、全国超低排放改造技术研讨会上等分享本成果，对全国其他电力行业借鉴本成果解决烟道振动问题具有极大的社会效益。
可推广应用范围
经过两年的成功实践，红海湾发电公司对火电厂烟道振动从试验、数值模拟、故障诊断、隐患消除等形成一套科学合理的体系。本成果是完全基于设备可靠性和经济性提升的创新成功案例，已成功应用于红海湾发电公司的4台600MW等级机组，并被系统内兄弟单位靖海发电公司借鉴应用；2017年下半年粤电集团采纳红海湾公司实施成果，在系统内大力实施，其他火电厂均没有出现烟道振动异常问题。本成果在电力行业和相关行业具有推广及应用价值。