Kai titano šildytuvas įrengiamas horizontaliai išmetamųjų dujų nusierinimo nuotekų rezervuare, kurio pH yra 2,5, kuris atstumas tarp atramų (600 mm ir . 900 mm) sumažina srauto-sukeltas vibracijos nuovargį?

Išmetamųjų dujų desulfuravimo nuotekų rezervuaruose paprastai yra skysčio, kurio pH yra 2,5, ir daug chlorido (10 000–30 000 ppm) ir suspenduotų dalelių, tokių kaip gipsas ir kalkakmenis. Horizontalūs titano šildytuvai išilgai laikomi tarpais. Sūkurio išsiskyrimas ir turbulencija dėl srauto per vamzdžius iš maišytuvų, recirkuliacinių siurblių arba dujų purškimo Natūralus dažnis mažėja lankstaus vamzdžio tarpatramiui esant 900 mm atramos atstumui. Sūkurio išmetimo dažniai, esant tipiniams FGD srautams nuo 0,5 iki 2 m/s, gali sužadinti vamzdį į rezonansą ir gali sukelti didelį ciklo nuovargį. Natūralus vamzdžio dažnis pakeliamas virš sužadinimo diapazono, naudojant artimesnį 600 mm atstumą tarp atramų, o tai sumažina vibracijos amplitudę ir nuovargio žalą. 25 mm skersmens vamzdžiams, kurių srauto greitis yra 1,5 m/s, 600 mm atstumas leidžia saugiai eksploatuoti, o 900 mm atstumas sukelia rezonanso ir nuovargio gedimą per kelis mėnesius.

Srauto{0}}Vamzdžių pluoštų sukeltas vibracijos nuovargis: mechanizmas

Skysčiui tekant vamzdžiu, iš viršutinio ir apatinio vamzdžio paviršių pakaitomis išsiskiria sūkuriai, kurių dažnis yra f_v=(St × V)/D, kur St yra Strouhal skaičius (cilindrų atveju apie 0,2), V yra srauto greitis ir D yra išorinis vamzdžio skersmuo. 25 mm skersmens vamzdžiui esant 1,5 m/s greičiui f_v yra apie 12 Hz. Jei vamzdžio būdingasis dažnis f_n yra 20% nuo f_v, atsiranda rezonansas ir vibracijos amplitudė padauginama iš 10–50 kartų. Nuovargio įtrūkimai yra ciklinio lenkimo įtempių prie atramų pasekmė. 2 klasės titano nuovargio riba yra apie 200 MPa. Rezonanso metu deformacijos gali būti didesnės nei 300 MPa, o nuovargio gedimas gali įvykti per 105–106 ciklus, o tai reiškia savaites ar mėnesius nepertraukiamo veikimo. Natūralus dažnis priklauso nuo atramų atstumo ir yra susijęs su atvirkštiniu tarpatramio ilgio kvadratu: f_n ∝ 1/L².

Kiekybinis natūralus dažnis ir nuovargio trukmė įvairiems atramų atstumams

Natūralus dažnis ir nuovargio trukmė buvo apskaičiuoti ir patvirtinti 25 mm OD, 1,5 mm sienelės storio, 2 klasės titano vamzdžio, užpildyto magnio oksido izoliacija ir varžos laidu. Natūralus 600 mm atramos atstumo dažnis yra 22–28 Hz, o tai yra didesnis nei įprastas sūkurio išmetimo dažnių diapazonas, kai srauto greitis yra 0,6–1,8 m/s (5–15 Hz). Vibracijos amplitudė vis dar yra mažesnė nei 0,1 mm, o nuovargio trukmė viršija 10^8 ciklų, o tai praktiškai neribojama. Natūralus dažnis, kurio atstumas yra 750 mm, yra 14–18 Hz diapazone, kuris sutampa su 1,0–1,3 m/s greičių atskyrimo diapazonu. Rezonansas yra vidutinio sunkumo, amplitudė 0,2–0,5 mm, o nuovargio trukmė sumažėja iki 10 6 iki 10 7 ciklų, atitinkančių 1–10 metų, priklausomai nuo srauto sąlygų. Natūralus dažnis nukrenta iki 9-12 Hz esant 900 mm atstumui. Tai yra 0,7–1,5 m/s greičių išsiliejimo diapazone. Didelė rezonanso rizika sukelia 0,5–2 mm amplitudes, o nuovargio trukmė – 104–105 ciklus, tai yra savaitės arba mėnesiai. 1, 200 mm atstumas suteikia 5–7 Hz natūralų dažnį ir reikšmingą rezonansą su tipiniais srautais, todėl nerekomenduojama jokiam nuolatiniam aptarnavimui.

Srauto greičio ir vamzdžio skersmens įtaka kritiniam atstumui

Esminis atramos atstumas priklauso nuo vamzdžio išorinio skersmens ir numatomo srauto greičio diapazono. Sūkurio išmetimo diapazonas yra 5-10 Hz 20 mm vamzdžiui, kurio srauto greitis yra 0,5-1,0 m/s, o minimalus atstumas, kad būtų išvengta rezonanso, yra 700 mm. 20 mm vamzdžio išsiliejimo diapazonas yra 10-15 Hz su 1,0-1,5 m/s greičiu. Mažiausias atstumas yra 600 mm. 25 mm vamzdžio, kurio greitis yra 0,5–1,0 m/s, išsiliejimas yra 4–8 Hz, o minimalus atstumas yra 800 mm. 25 mm vamzdžiui esant 1,0–1,5 m/s greičiui, išsiliejimas yra 8–12 Hz, o minimalus atstumas – 650 mm. 25 mm skersmens ir 1,5–2,0 m/s greičių vamzdžio atskyrimas yra 12–16 Hz, o minimalus atstumas – 600 mm. 32 mm vamzdžiui esant 1,5–2,0 m/s greičiui, atskyrimas yra 9–13 Hz, o minimalus atstumas yra 700 mm. Kuo artimesnis atstumas tarp atramų reikalingas didesniam srauto greičiui, nepriklausomai nuo vamzdžio skersmens.

FGD nuotekų tarnybos palaikymo tarpų pasirinkimo vadovas

Toliau pateiktoje lentelėje pateikiami rekomenduojami horizontalių titano šildytuvų, tvarkančių išmetamųjų dujų nusierinimo nuotekas, kurių pH yra 2,5, atstumas, atsižvelgiant į numatomą srauto greitį ir pageidaujamą nuovargio trukmę.

Srauto greičio diapazonas (m/s) Vamzdžio išorinis skersmuo (mm) Rekomenduojamas atstumas tarp atramų (mm) Numatomas nuovargis, dominuojantis gedimas, jei tarpai viršyti<0.8 20-25 900 > 10 yearsSlight vibration
>10 metų 0.8-1.2 20 700 Vibracinis nuovargis
0.8-1.2 25 800 >10 metų Vibracinis nuovargis
1.2-1.6 20 600 >10 metųVibracinis nuovargis
1.2-1.6 25 650 5-10 metų NUOVARGIO VIBRACIJA
1,6–2.0 20 550 5–10 metų erozija-gali dominuoti korozija2,0 Bet kurie 500<5 years Combined flow impacts
Inžinerija be tarpų tarp atramų

Atraminė medžiaga turi didelę įtaką nuovargio trukmei. Prie vamzdžio suvirintos standžios atramos perduoda visą vibracijos apkrovą. Lanksčios atramos, pvz., PTFE{2}}apkabos, sumažina vibraciją 30–50 %. Lankstumą įtakoja vamzdžio sienelės storis, o 2,0 mm sienelė suteikia 2,4 karto didesnį lenkimo standumą nei 1,5 mm siena, todėl atstumą tarp atramų galima padidinti 15–20%. Titano klasė (2 klasė ir 7 klasė) neturi įtakos standumui ar atsparumui nuovargiui, nes jie turi tuos pačius elastingumo modulius. FGD nuotekų chemija (pH 2,5, daug chloridų) nepaspartina nuovargio lūžių vystymosi tol, kol vamzdis yra pasyvus. Esant korozijos duobėms, kurios veikia kaip įtempių koncentratoriai, nuovargio tarnavimo laikas sumažėja 50-90%. Geras įžeminimas, kad būtų išvengta klaidžiojančių srovių, taip pat sumažina vietinę koroziją, kuri gali būti įtrūkimų atsiradimo vieta.

Sukurti gerai{0}}pagrįstą specifikaciją

Apskaičiuokite numatomą srauto greitį per vamzdžius horizontaliam titano šildytuvui FGD skruberio nuotekose, kai pH 2,5. Jei greičiai nuo 1,0 iki 1,5 m/s, būdingi maišomiems FGD bakams, nurodykite 600 mm atstumą tarp atramų 20 mm išorinio skersmens vamzdžiams arba 650 mm 25 mm vamzdžiams. Reikalauti lanksčių atramų (PTFE padengtų spaustukų), o ne standžių suvirintų laikiklių. Esamuose šildytuvuose, kurių tarpatramis 900 mm ir vibracija, turėtų būti pridėtos tarpinės atramos, kad atstumas būtų sumažintas iki 600 mm. Norėdami pradėti eksploatuoti, naudokite akselerometrą vamzdžio vibracijos amplitudei išmatuoti. Jei bet kokiomis srauto sąlygomis amplitudė yra didesnė nei 0,2 mm, pridėkite atramų arba sumažinkite siurblio greitį. Inžinierius parenka teisingą atstumą tarp atramų, 600 mm, o ne 900 mm, kad sumažintų srauto{17}}sukeliamą vibracijos nuovargį ir ilgalaikį patikimumą atliekant sunkias FGD nuotekas.