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钢结构方形冷却塔振动问题的影响因素

方形冷却塔 钢结构框架正常使用寿命一般在10~20年,但某钢厂高炉联合供水泵站冷却塔由于塔体运行中长期处于高温、潮湿和酸性介质环境下,方形冷却塔钢结构不同程度出现腐蚀现象,尤其是冷却塔集水槽部位的支腿、填料层处的支架、电机和减速机基础部位。受腐蚀影响钢结构框架强度、刚度降低,冷却塔运行中不同程度出现较大的振动,甚至是严重的晃动,给冷却塔及周边设备的稳定运行带来危险。下面从设备运行系统的各个环节进行研讨分析,力求在更短时间内准确找到引发振动问题的因素。

方形冷却塔.png

一、材质因素

某钢厂联合泵站方形冷却塔采用的是钢结构型式,为确保材料强度,钢材均采用Q235-B碳素钢材料,各结构件间均采用焊接形式连接,焊接区域材质易受外界介质因素影响而发生变化。焊冷却塔运行中水汽沿风机扇叶轴向自塔下而上流动,钢结构长期与水汽接触,又由于大气中含二氧化碳、二氧化硫等气体与水汽结合,潮湿工作环境形成酸性电解液,钢结构焊接部位酸蚀尤为严重。此公司方形冷却塔投产至今已运行13年,冷却塔碳素钢长期处在弱酸和焊接应力综合作用下,焊口部位腐蚀尤为突出。

二、腐蚀因素

方形冷却塔循环水质的酸碱性对钢结构的腐蚀尤其重要,在研究钢结构的振动加剧,钢结构刚度下降,首要分析水质的酸碱环境。我公司联合泵站循环水根据生产工艺需求,水系统中定期循环添加两种药剂控制循环水水质:一种是氧化性杀菌剂,另一种为非氧化性杀菌剂。两种药剂都属于弱酸性物质,正常运行中循环水的pH值在6.5~7.5,运行中钢结构长期与水汽接触,在此环境下,方形冷却塔碳素钢慢慢腐蚀,这是冷却塔钢结构腐蚀的主要原因。

三、结构因素

方形冷却塔风机是旋转设备,振动超标原因初步分析为:1. 传动轴部件的影响。方形冷却塔风机与电机间采用钢质传动轴,传动轴转动惯量大,运行中联轴器同轴度误差随着磨损逐步偏大,旋转系统平衡状态失稳,各零部件磨损会加剧,方形冷却塔风机的振动烈度会发生变化,从而导致冷却塔振动幅值超标。2. 冷却塔电机和风机钢结构基础的影响。冷却塔支座和钢结构承受交变载荷以及重力的作用,电机和风机钢结构基础强度不足,塔身将出现晃动及振动加剧情况,这是方形冷却塔晃动的主要影响因素。晃动幅度的逐步增加,并将导致风机、风筒出现倾斜的危险,一旦发生剐蹭情况直接对整个方形冷却塔设备造成严重的影响。

钢结构方形冷却塔.png