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鋼結構方形冷卻塔振動問題的影響因素

鋼結構方形冷卻塔振動問題的影響因素

方形冷卻塔鋼結構框架正常使用壽命一般在10~20年,但某鋼廠高爐聯合供水泵站冷卻塔由于塔體運行中長期處于高溫、潮濕和酸性介質環境下,方形冷卻塔鋼結構不同程度出現腐蝕現象,尤其是冷卻塔集水槽部位的支腿、填料層處的支架、電機和減速機基礎部位。受腐蝕影響鋼結構框架強度、剛度降低,冷卻塔運行中不同程度出現較大的振動,甚至是嚴重的晃動,給冷卻塔及周邊設備的穩定運行帶來危險。下面從設備運行系統的各個環節進行研討分析,力求在更短時間內準確找到引發振動問題的因素。

方形冷卻塔.png

一、材質因素

某鋼廠聯合泵站方形冷卻塔采用的是鋼結構型式,為確保材料強度,鋼材均采用Q235-B碳素鋼材料,各結構件間均采用焊接形式連接,焊接區域材質易受外界介質因素影響而發生變化。焊冷卻塔運行中水汽沿風機扇葉軸向自塔下而上流動,鋼結構長期與水汽接觸,又由于大氣中含二氧化碳、二氧化硫等氣體與水汽結合,潮濕工作環境形成酸性電解液,鋼結構焊接部位酸蝕尤為嚴重。此公司方形冷卻塔投產至今已運行13年,冷卻塔碳素鋼長期處在弱酸和焊接應力綜合作用下,焊口部位腐蝕尤為突出。

二、腐蝕因素

方形冷卻塔循環水質的酸堿性對鋼結構的腐蝕尤其重要,在研究鋼結構的振動加劇,鋼結構剛度下降,首要分析水質的酸堿環境。我公司聯合泵站循環水根據生產工藝需求,水系統中定期循環添加兩種藥劑控制循環水水質:一種是氧化性殺菌劑,另一種為非氧化性殺菌劑。兩種藥劑都屬于弱酸性物質,正常運行中循環水的pH值在6.5~7.5,運行中鋼結構長期與水汽接觸,在此環境下,方形冷卻塔碳素鋼慢慢腐蝕,這是冷卻塔鋼結構腐蝕的主要原因。

三、結構因素

方形冷卻塔風機是旋轉設備,振動超標原因初步分析為:1.傳動軸部件的影響。方形冷卻塔風機與電機間采用鋼質傳動軸,傳動軸轉動慣量大,運行中聯軸器同軸度誤差隨著磨損逐步偏大,旋轉系統平衡狀態失穩,各零部件磨損會加劇,方形冷卻塔風機的振動烈度會發生變化,從而導致冷卻塔振動幅值超標。2.冷卻塔電機和風機鋼結構基礎的影響。冷卻塔支座和鋼結構承受交變載荷以及重力的作用,電機和風機鋼結構基礎強度不足,塔身將出現晃動及振動加劇情況,這是方形冷卻塔晃動的主要影響因素。晃動幅度的逐步增加,并將導致風機、風筒出現傾斜的危險,一旦發生剮蹭情況直接對整個方形冷卻塔設備造成嚴重的影響。

鋼結構方形冷卻塔.png


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