基于谐响应分析的煅烧炉进气管段风险性分析

李星雨，周杨飞

工艺与装备

基于谐响应分析的煅烧炉进气管段风险性分析

李星雨，周杨飞

（广州特种承压设备检测研究院 广东 广州 510700）

制碱工艺需通过加热将重碱分解为纯碱，反应容器为回转煅烧炉。某制碱企业因煅烧炉滚圈服役时间过长及平台不平稳等因素导致其进气管出现振动现象，振动频率6.8 Hz。通过ANSYS Workbench Model模块对进气管进行模态分析，计算进气管1～20阶模态分析，得出3阶、4阶共振频率分别为5.743 1 Hz、7.489 Hz，与进气管振动频率6.8 Hz非常接近，管路近乎达到共振状态。对进气管进行谐响应分析，计算其稳态受迫振动，分析进气管在扫频0～100 Hz范围内的振动位移及等效应力，6.8 Hz下最大等效应力出现在焊缝Weld1位置上，对Weld1焊缝进行应力分析，最大等效应力为68.392 MPa，最小等效应力为23.078 MPa，确定Weld1焊缝为危险部位，最大等效应力小于管材屈服强度245 MPa，可以在监控状态下继续使用，服役过程中应重点关注该部位的状态及材料性能变化。

管道振动； 模态分析； 谐响应分析； 等效应力

制碱工艺中有一环节为重碱，通过加热将重碱分解为纯碱，这一反应的主要容器为回转蒸汽煅烧炉[1]，是一种大型卧式回转机械，由炉体、进碱、出碱、加热及传动装置等部分组成。炉体前后设有两个滚圈支撑炉体同时提供旋转动力[2]。炉内有呈同心圆排列的加热管，管内通过热蒸汽为反应提供温度条件，蒸汽由外部蒸汽发生器通过进气管输送[3]。某制碱企业煅烧炉由于滚圈服役时间较长及平台平稳度不足等因素，导致煅烧炉进气管出现振动现象，其中进口处与炉头法兰连接，管路末端与蒸汽储罐相连，管道走向如图1所示。……