 熱電廠240T/H循環(huán)流化床啟停鍋爐排汽消聲器改造項(xiàng)目鍋爐排汽消聲器采購(gòu)
該采購(gòu)項(xiàng)目要求鍋爐排汽消聲器、YG-240/9.8-M1達(dá)到75±5dB數(shù)量2臺(tái)。熱電廠安裝有4臺(tái)中壓機(jī)組(2×12MW、2×25MW)。由于設(shè)計(jì)建廠時(shí)把廠區(qū)和生活區(qū)建在一起,因而電廠鍋爐排汽噪聲對(duì)廠區(qū)、生活區(qū)影響較大。
熱電廠鍋爐排汽源主要有鍋爐起動(dòng)時(shí)啟動(dòng)排汽門、過(guò)熱器安全門和排污擴(kuò)容器排汽門的排汽。這些排汽所產(chǎn)生的噪聲除了強(qiáng)度大(高達(dá)140dB)外,不同的排汽源又有其不同特點(diǎn):
1、鍋爐啟動(dòng)和排污擴(kuò)容器排汽門是在鍋爐啟停時(shí)產(chǎn)生,排汽持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),其排汽壓力、溫度及所產(chǎn)生的噪聲是一個(gè)由低變高的連續(xù)的漸變過(guò)程；
2、過(guò)熱器安全門排汽無(wú)論是其壓力、溫度還是其所產(chǎn)生的噪聲則是一個(gè)突變過(guò)程,其突發(fā)性強(qiáng),主要是在鍋爐事故和大修試安全門時(shí)產(chǎn)生。
熱電廠鍋爐排汽噪聲的治理
火電廠鍋爐排汽噪聲是屬于氣流噴注噪聲,控制排汽噴注噪聲的有效方法是在排汽口上安裝鍋爐排汽消聲器。
結(jié)合熱電廠鍋爐排汽噪聲治理課題,我們于1995年對(duì)國(guó)內(nèi)部分火電廠和鍋爐排汽消聲器廠家進(jìn)行了調(diào)研,調(diào)研結(jié)果主要有:
1、由于鍋爐排汽消聲器是屬非定型產(chǎn)品,因而國(guó)內(nèi)無(wú)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、制造和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),不同廠家的鍋爐排汽消聲器結(jié)構(gòu)和質(zhì)量指標(biāo)有一定區(qū)別;
2、國(guó)內(nèi)火電廠鍋爐排汽消聲器主要采用小孔噴注鍋爐排汽消聲器,也有少量其他類型鍋爐排汽消聲器。小孔噴注鍋爐排汽消聲器主要優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用時(shí)間較長(zhǎng)、加工方便;
3、火電廠小孔噴注鍋爐排汽消聲器來(lái)源比較復(fù)雜,有的自行設(shè)計(jì)、加工,有的委托設(shè)計(jì),自行加工,有的全部委托設(shè)計(jì)、加工,也有的購(gòu)買鍋爐排汽消聲器生產(chǎn)廠家現(xiàn)成產(chǎn)品。
經(jīng)過(guò)調(diào)研,根據(jù)熱電廠機(jī)組容量小、資金較少等具體情況,同時(shí)為了積累鍋爐排汽噪聲治理經(jīng)驗(yàn),我們決定在熱電廠鍋爐排汽消聲器采用小孔噴注鍋爐排汽消聲器,以自行設(shè)計(jì)、加工和安裝為主,委托加工為輔,在1號(hào)爐啟動(dòng)排汽門和1、2號(hào)爐共用的一個(gè)排污擴(kuò)容器排汽門各設(shè)計(jì)、安裝1個(gè)小孔噴注鍋爐排汽消聲器,在3號(hào)爐過(guò)熱器安全門安裝2個(gè)小孔噴注鍋爐排汽消聲器。
小孔噴注鍋爐排汽消聲器的設(shè)計(jì)
小孔噴注鍋爐排汽消聲器的消聲原理是將一個(gè)大的噴口改用許多小孔來(lái)代替,由于噴注噪聲的頻率與噴口直徑成反比,噴口直徑變小,噴口噪聲頻率將由低頻移向高頻,當(dāng)小孔孔徑降低到一定值(達(dá)毫米級(jí)),噴注噪聲頻率移到人耳不敏感的頻率范圍(>2000Hz),人耳可聽(tīng)聲頻噪聲強(qiáng)度即降低,從而達(dá)到降低噪聲的目的(嚴(yán)格地說(shuō)是降低了可聽(tīng)噪聲的強(qiáng)度)。
小孔噴注鍋爐排汽消聲器主要設(shè)計(jì)參數(shù)為級(jí)數(shù)(即層數(shù))和各級(jí)開(kāi)孔面積。小孔噴注鍋爐排汽消聲器層數(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)排汽壓力有兩種形式:無(wú)節(jié)流(即單層鍋爐排汽消聲器)和有節(jié)流降壓(即多層鍋爐排汽消聲器),節(jié)流降壓又可分為1級(jí)(二層)、2級(jí)(三層)以及多級(jí)降壓。節(jié)流降壓層作用是降低小孔噴注層壓力,增加噪聲降低值。排汽壓力愈高,節(jié)流降壓層愈多,但其結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜,加工難度增大,重量增加,安裝難度也隨著增加。
根據(jù)熱電廠鍋爐排汽有關(guān)參數(shù),將其鍋爐排汽消聲器均設(shè)計(jì)為2級(jí)節(jié)流、一級(jí)小孔噴注鍋爐排汽消聲器,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。圖1 鍋爐排汽消聲器結(jié)構(gòu)圖在進(jìn)行小孔噴注鍋爐排汽消聲器設(shè)計(jì)前,需要選定下列參數(shù):
a、小孔噴注層小孔直徑D。D愈小,消聲效果愈好;但從實(shí)用角度來(lái)看,小孔孔徑不能選得過(guò)小,因?yàn)檫^(guò)小不僅難以加工,同時(shí)較易被堵,一般宜用1～3mm。
b、小孔間距b。b值取值也是一個(gè)關(guān)鍵。b值過(guò)小,排放的汽流由小孔擴(kuò)散為多個(gè)小孔噴注后,還會(huì)再匯合成大的噴注輻射噪聲;但b值過(guò)大,鍋爐排汽消聲器體積、重量和造價(jià)就增加。一般b值在8～10D范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)設(shè)定這兩個(gè)參數(shù)后,即可由下列公式計(jì)算得第一層開(kāi)孔面積S1、第二層開(kāi)孔面積S2和小孔噴注層開(kāi)孔面積S3[1]:S1=kuGV/10P(1)S2=S1/ε(2)S3=S2/ε(3)式中 k——常數(shù),對(duì)過(guò)熱蒸汽k=13.4;u——流量系數(shù),對(duì)安全門,取2,其他排汽取1.15～1.2; G—鍋爐排汽消聲器排汽量,一般按鍋爐蒸發(fā)量的10%計(jì),t/h;V—蒸汽比容,對(duì)熱電廠取0.07338,m3/kg;P—蒸汽壓力,MPa;ε—節(jié)流系數(shù),對(duì)過(guò)熱蒸汽取0.546。
針對(duì)鍋爐過(guò)熱器安全門與啟動(dòng)排汽門、排污擴(kuò)容器排汽特點(diǎn),我們對(duì)這幾種排汽鍋爐排汽消聲器作了不同設(shè)計(jì):3.1 過(guò)熱器安全門排汽鍋爐排汽消聲器 過(guò)熱器安全門起著防止爆炸、保護(hù)鍋爐安全的重要作用。當(dāng)鍋爐內(nèi)壓力超過(guò)允許值時(shí),安全門便自動(dòng)開(kāi)啟,將部分蒸汽排入大氣,使鍋爐壓力迅速下降。
從安全門作用可知,其排汽鍋爐排汽消聲器設(shè)計(jì)與其他排汽鍋爐排汽消聲器有所不同:1鍋爐排汽消聲器汽流阻力不能過(guò)大,因?yàn)樗笈牌仨殨惩?以保證在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)泄壓目的,這通常通過(guò)加大小孔孔徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此,我們?nèi)=3mm;2排汽面積要足夠大。安全門安裝了鍋爐排汽消聲器后,其排汽阻力增加。為減少增加排汽阻力對(duì)排汽的影響,我們加大小孔噴注層開(kāi)孔面積,其設(shè)計(jì)值為22280mm2,綜合考慮安全門排汽管支撐承受能力和造價(jià),我們實(shí)際取值為26310mm2。3.2 啟動(dòng)排汽門和排污擴(kuò)容器排汽門鍋爐排汽消聲器這兩種排汽門鍋爐排汽消聲器的要求較低,因而從其消聲效果和加工難度兩方面考慮,可取D=2mm,開(kāi)孔面積設(shè)計(jì)值為5570mm2;但由于這兩種排汽對(duì)電廠影響最大,為了增加其消聲效果,我們將小孔噴注層開(kāi)孔面積增加,以期增加消聲效果,綜合考慮啟動(dòng)排汽門支撐承受能力,我們實(shí)際取6974mm2。
為了便于比較改進(jìn)后鍋爐排汽消聲器消聲效果,我們對(duì)排污擴(kuò)容器排汽門鍋爐排汽消聲器設(shè)計(jì)參數(shù)不作改變。綜合上述設(shè)計(jì),熱電廠3種類型鍋爐排汽消聲器設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。4 加工和安裝 設(shè)計(jì)參數(shù)確定后,備料、卷板、鉆孔、焊接,然后安裝。其加工和安裝過(guò)程中需要注意的問(wèn)題主要有:
a、由于在小孔噴注層小孔加工過(guò)程中,鉆頭較易折斷,特別是不銹鋼材料。鉆頭折斷后,不能再在原來(lái)位置開(kāi)孔,該小孔即作廢。因而小孔噴注層實(shí)際預(yù)留小孔個(gè)數(shù)應(yīng)比設(shè)計(jì)值多20～40個(gè);
b、鍋爐排汽消聲器加工完畢后,需要進(jìn)行金屬探傷;
c、鍋爐排汽消聲器安裝時(shí),需要用水平儀測(cè)量,以保證鍋爐排汽消聲器垂直;鍋爐排汽消聲器與排汽管焊接時(shí),應(yīng)打坡口,預(yù)熱,焊后回火,嚴(yán)格執(zhí)行焊接標(biāo)準(zhǔn)。
d、鍋爐排汽消聲器焊接完畢后,應(yīng)在其周圍加裝圍欄,防止鍋爐排汽消聲器可能產(chǎn)生的飛天事故,但圍欄不能與鍋爐排汽消聲器接觸,防止產(chǎn)生鍋爐排汽消聲器應(yīng)力破壞和降低消聲效果。表1鍋爐排汽消聲器設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)3號(hào)爐過(guò)熱器安全門1號(hào)爐啟動(dòng)排汽門排污擴(kuò)容器排汽門S1(mm2)332216611661第一層開(kāi)孔數(shù)(個(gè))432222S2(mm2)608430423042第二層開(kāi)孔數(shù)(個(gè))783939S3(mm2)2631069745570小孔噴注層開(kāi)孔數(shù)(個(gè))372222201773D(mm)322b(mm)251717材料12CrMoV12CrMoV20g碳鋼重量(kg)210190120費(fèi)用(萬(wàn)元)2.62.10.6注:第一、第二層開(kāi)孔孔徑均為10mm。
效果測(cè)試鍋爐排汽消聲器安裝完畢后,即選擇距噪聲源10m處(測(cè)點(diǎn)A)、廠圍墻1m處(測(cè)點(diǎn)B)和廠辦公樓或廠生活區(qū)(測(cè)點(diǎn)C)共3個(gè)測(cè)試位置,進(jìn)行消聲效果測(cè)試其結(jié)果見(jiàn)表2。從表2結(jié)果可見(jiàn):
5.1距各聲源10m處測(cè)得的消聲效果最好的是啟動(dòng)排汽門鍋爐排汽消聲器,其消聲效果高達(dá)39dB,其次為安全門排汽鍋爐排汽消聲器,其消聲效果達(dá)37dB。由于排污擴(kuò)容器排汽門鍋爐排汽消聲器小孔噴注層開(kāi)孔面積沒(méi)有加大,其消聲值只有29dB。從這可以看出,增加小孔噴注層開(kāi)孔面積,可有效增加鍋爐排汽消聲器消聲效果。表2 鍋爐排汽消聲器安裝前后噪聲值狀況1號(hào)爐啟動(dòng)排汽門3號(hào)爐過(guò)熱器安全門1、2號(hào)爐排污擴(kuò)容排汽門ABCABCAB安裝前13295911401029712191安裝后93686110371699267。
5.2由于鍋爐安裝了鍋爐排汽消聲器,在啟動(dòng)排汽門排汽時(shí),廠辦公樓噪聲值降低了30dB,在安全門排汽時(shí),廠生活區(qū)噪聲值降低了28dB。
5.3國(guó)家對(duì)廠圍墻1m處噪聲允許值為65dB。安裝鍋爐排汽消聲器后,該處噪聲值基本接近國(guó)家允許值;而在安裝鍋爐排汽消聲器前,該處噪聲值最高達(dá)107dB,超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)42dB。
5.4對(duì)安全門排汽鍋爐排汽消聲器進(jìn)行調(diào)試,結(jié)果表明:過(guò)熱器安全門安裝了小孔噴注鍋爐排汽消聲器后,對(duì)其動(dòng)作基本不產(chǎn)生影響。
鍋爐排汽消聲器改造結(jié)果：
①熱電廠過(guò)熱器安全門、啟動(dòng)排汽門和排污擴(kuò)容器排汽門排汽采用二級(jí)節(jié)流、一級(jí)小孔噴注鍋爐排汽消聲器,具有下列特點(diǎn):
②消聲效果好。最高的達(dá)39dB,最低也有29dB;并且在安全門安裝鍋爐排汽消聲器后,對(duì)安全門動(dòng)作基本無(wú)影響;
③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,消耗材料少,造價(jià)低,各廠都可自行設(shè)計(jì)、加工和安裝;
④小孔噴注鍋爐排汽消聲器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同排汽特點(diǎn)進(jìn)行,同時(shí)要根據(jù)排汽管支撐承受重量和造價(jià),適應(yīng)加大小孔噴注層開(kāi)孔面積,這樣既可達(dá)到增加消聲效果,又使鍋爐排汽消聲器重量、體積適宜。
⑤通過(guò)對(duì)鍋爐排汽噪聲的治理,使廠區(qū)和生活區(qū)噪聲值減少28～30dB,為職工營(yíng)造了一個(gè)良好的工作、生活環(huán)境,具有良好的環(huán)境和社會(huì)效益熱電廠鍋爐排汽消聲器的設(shè)計(jì)、加工和安裝。
|
