[发明专利]余热锅炉内部噪声的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热锅炉内部噪声的控制方法及装置，属于余热锅炉的噪声处理技术领域。

背景技术

余热锅炉可以将燃气发电后产生的余热进行二次利用从而提高发电效率，因而使得余热锅炉在发电领域的应用越来越广泛。但是余热锅炉在使用的过程中会产生大量的噪声，严重影响了周边居民的工作和生活，因此，要想长期利用余热锅炉进行再发电，必须对其进行降噪处理。通过对余热锅炉的噪声监测发现，烟囱的声音辐射对厂外敏感点的影响最大。

目前，对于余热锅炉的降噪处理，由于无法找出余热锅炉噪声的根源，所以大多只是通过采用锅炉紧身围护，（或者消声箱，如申请号为97108129.8的专利申请所公开的燃油燃气锅炉燃烧机组合式消声箱），将锅炉本体包裹住，阻挡噪声的传播，但是这种方式并不能达到有效降噪的目的，同时设置锅炉紧身围护不仅成本高昂，而且还不利于锅炉炉体的散热，对锅炉本身的性能造成很大的影响；对锅炉日常的维护和检修也带来很多不便。此外，申请号为02224882.X的专利申请公开了一种燃油燃气锅炉烟囱抗式消声器，申请号为03146988.4公开了一种发电厂钢制烟囱噪声治理方法，但是以上方案均存在以下缺点：安装于烟囱外部，使得烟囱的承受力较大且严重影响烟囱的排放性能；未针对锅炉噪声贡献量最大的低频噪声进行降噪，整体的降噪效果一般；结构固定，适用性差，应用范围有限。因此，如何提供一种锅炉噪声源的识别方法及烟囱排出噪声的低成本降噪方法是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种余热锅炉内部噪声的控制方法及装置，它可以有效解决现有技术中存在的问题，尤其是无法找出余热锅炉噪声的根源进行针对性的降噪，从而导致降噪效果一般且造价较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种余热锅炉内部噪声的控制方法，采用穿孔吸声体消除管阵漩涡脱落的流噪声；采用共振式消声器减少炉腔噪声向烟囱传播，所述的炉腔噪声主要包括管阵漩涡脱落的流噪声及该管阵漩涡脱落的流噪声与其在炉腔中激发的相应的简正频率声波所形成的共鸣放大噪声；所述的穿孔吸声体由两块穿孔板分别贴合于衬板的两侧组成，所述的共振式消声器由设于炉腔内部的双面穿孔吸声板和单面吸声结构组成。

本发明采用穿孔吸声体消除管阵漩涡脱落的流噪声时，将该穿孔吸声体设置于余热锅炉换热管层之间的空腔中。

优选的，采用穿孔吸声体消除管阵漩涡脱落的流噪声时，将该穿孔吸声体设置于余热锅炉换热管层之间的空腔的对角线上且与水平面垂直。

本发明采用共振式消声器减少炉腔噪声向烟囱传播时，将该共振式消声器安装于余热锅炉的烟囱与炉腔连接处的锥形空间内。

优选的，采用共振式消声器减少炉腔噪声向烟囱传播时，将该共振式消声器的双面穿孔吸声板设置于余热锅炉的烟囱与炉腔连接处的锥形空间内，单面吸声结构设置于锥形空间的内壁上；在锥形空间内，双面穿孔吸声板以固定的间距沿烟气流动的方向并排设置且垂直于水平面。

所述的管阵漩涡脱落的流噪声及该管阵漩涡脱落的流噪声与其在炉腔中激发的相应的简正频率声波所形成的共鸣放大噪声通过以下方法识别获得：

S1，建立裸管二维模型，分别仿真计算高压过热器和除氧蒸发器两个管阵下裸管的流场和声场，并计算分段特征频率，来估算炉内整体的特征频率范围；

S2，建立鳍片管有限元模型，分别仿真计算高压过热器和除氧蒸发器两个管阵下的鳍片管单管流场和声场，并计算分段特征频率，来估算炉内整体的特征频率范围；

S3，通过对比鳍片管和裸管的特征频率，采用百分比偏移量的修正手段对管阵的特征频率进行修正；

S4，计算简正频率，根据各层简正频率的分布和各层特征频率的分布，判断是否激发简正频率而产生声腔共振；

S5，对锅炉进行传声损失和隔声量计算，并结合实测噪声数据得到锅炉内总噪声；

S6，对比分析并计算不同种类噪声对炉内噪声的贡献量，确定炉内噪声的主要来源。

优选的，步骤S1和S2中，流场计算采用LES；声场计算采用FWH方法。

步骤S1中，计算高压过热器的分段特征频率时，采用的计算模型的边壁条件为周期性边界条件，即保证流场左右壁面速度与涡量的连续；计算模型具有左右对称性。

步骤S2中，计算除氧蒸发器的分段特征频率时，采用的计算模型的边壁条件为周期性边界条件；计算模型具有左右对称性。