热电厂240T/H循环流化床启停锅炉排汽消声器改造项目锅炉排汽消声器采购    

        该采购项目要求锅炉排汽消声器、YG-240/9.8-M1达到75±5dB数量2台。热电厂安装有4台中压机组(2×12MW、2×25MW)。由于设计建厂时把厂区和生活区建在一起,因而电厂锅炉排汽噪声对厂区、生活区影响较大。
        热电厂锅炉排汽源主要有锅炉起动时启动排汽门、过热器安全门和排污扩容器排汽门的排汽。这些排汽所产生的噪声除了强度大(高达140dB)外,不同的排汽源又有其不同特点:
        1、锅炉启动和排污扩容器排汽门是在锅炉启停时产生,排汽持续时间较长,其排汽压力、温度及所产生的噪声是一个由低变高的连续的渐变过程；
        2、过热器安全门排汽无论是其压力、温度还是其所产生的噪声则是一个突变过程,其突发性强,主要是在锅炉事故和大修试安全门时产生。
热电厂锅炉排汽噪声的治理
        火电厂锅炉排汽噪声是属于气流喷注噪声,控制排汽喷注噪声的有效方法是在排汽口上安装锅炉排汽消声器。
        结合热电厂锅炉排汽噪声治理课题,我们于1995年对国内部分火电厂和锅炉排汽消声器厂家进行了调研,调研结果主要有:
        1、由于锅炉排汽消声器是属非定型产品,因而国内无统一的设计、制造和质量标准,不同厂家的锅炉排汽消声器结构和质量指标有一定区别;
        2、国内火电厂锅炉排汽消声器主要采用小孔喷注锅炉排汽消声器,也有少量其他类型锅炉排汽消声器。小孔喷注锅炉排汽消声器主要优点是费用少、结构简单、使用时间较长、加工方便;
        3、火电厂小孔喷注锅炉排汽消声器来源比较复杂,有的自行设计、加工,有的委托设计,自行加工,有的全部委托设计、加工,也有的购买锅炉排汽消声器生产厂家现成产品。
        经过调研,根据热电厂机组容量小、资金较少等具体情况,同时为了积累锅炉排汽噪声治理经验,我们决定在热电厂锅炉排汽消声器采用小孔喷注锅炉排汽消声器,以自行设计、加工和安装为主,委托加工为辅,在1号炉启动排汽门和1、2号炉共用的一个排污扩容器排汽门各设计、安装1个小孔喷注锅炉排汽消声器,在3号炉过热器安全门安装2个小孔喷注锅炉排汽消声器。
小孔喷注锅炉排汽消声器的设计
        小孔喷注锅炉排汽消声器的消声原理是将一个大的喷口改用许多小孔来代替,由于喷注噪声的频率与喷口直径成反比,喷口直径变小,喷口噪声频率将由低频移向高频,当小孔孔径降低到一定值(达毫米级),喷注噪声频率移到人耳不敏感的频率范围(>2000Hz),人耳可听声频噪声强度即降低,从而达到降低噪声的目的(严格地说是降低了可听噪声的强度)。
        小孔喷注锅炉排汽消声器主要设计参数为级数(即层数)和各级开孔面积。小孔喷注锅炉排汽消声器层数设计根据排汽压力有两种形式:无节流(即单层锅炉排汽消声器)和有节流降压(即多层锅炉排汽消声器),节流降压又可分为1级(二层)、2级(三层)以及多级降压。节流降压层作用是降低小孔喷注层压力,增加噪声降低值。排汽压力愈高,节流降压层愈多,但其结构愈复杂,加工难度增大,重量增加,安装难度也随着增加。
        根据热电厂锅炉排汽有关参数,将其锅炉排汽消声器均设计为2级节流、一级小孔喷注锅炉排汽消声器,其结构见图1所示。图1　锅炉排汽消声器结构图在进行小孔喷注锅炉排汽消声器设计前,需要选定下列参数:
        a、小孔喷注层小孔直径D。D愈小,消声效果愈好;但从实用角度来看,小孔孔径不能选得过小,因为过小不仅难以加工,同时较易被堵,一般宜用1～3mm。
        b、小孔间距b。b值取值也是一个关键。b值过小,排放的汽流由小孔扩散为多个小孔喷注后,还会再汇合成大的喷注辐射噪声;但b值过大,锅炉排汽消声器体积、重量和造价就增加。一般b值在8～10D范围内。经过设定这两个参数后,即可由下列公式计算得第一层开孔面积S1、第二层开孔面积S2和小孔喷注层开孔面积S3[1]:S1=kuGV/10P(1)S2=S1/ε(2)S3=S2/ε(3)式中　k——常数,对过热蒸汽k=13.4;u——流量系数,对安全门,取2,其他排汽取1.15～1.2;　G—锅炉排汽消声器排汽量,一般按锅炉蒸发量的10%计,t/h;V—蒸汽比容,对热电厂取0.07338,m3/kg;P—蒸汽压力,MPa;ε—节流系数,对过热蒸汽取0.546。
        针对锅炉过热器安全门与启动排汽门、排污扩容器排汽特点,我们对这几种排汽锅炉排汽消声器作了不同设计:3.1　过热器安全门排汽锅炉排汽消声器　　过热器安全门起着防止爆炸、保护锅炉安全的重要作用。当锅炉内压力超过允许值时,安全门便自动开启,将部分蒸汽排入大气,使锅炉压力迅速下降。
        从安全门作用可知,其排汽锅炉排汽消声器设计与其他排汽锅炉排汽消声器有所不同:1锅炉排汽消声器汽流阻力不能过大,因为它要求排汽必须畅通,以保证在较短时间内实现泄压目的,这通常通过加大小孔孔径来实现。为此,我们取D=3mm;2排汽面积要足够大。安全门安装了锅炉排汽消声器后,其排汽阻力增加。为减少增加排汽阻力对排汽的影响,我们加大小孔喷注层开孔面积,其设计值为22280mm2,综合考虑安全门排汽管支撑承受能力和造价,我们实际取值为26310mm2。3.2　启动排汽门和排污扩容器排汽门锅炉排汽消声器这两种排汽门锅炉排汽消声器的要求较低,因而从其消声效果和加工难度两方面考虑,可取D=2mm,开孔面积设计值为5570mm2;但由于这两种排汽对电厂影响最大,为了增加其消声效果,我们将小孔喷注层开孔面积增加,以期增加消声效果,综合考虑启动排汽门支撑承受能力,我们实际取6974mm2。
        为了便于比较改进后锅炉排汽消声器消声效果,我们对排污扩容器排汽门锅炉排汽消声器设计参数不作改变。综合上述设计,热电厂3种类型锅炉排汽消声器设计参数见表1。4　加工和安装　　设计参数确定后,备料、卷板、钻孔、焊接,然后安装。其加工和安装过程中需要注意的问题主要有:
        a、由于在小孔喷注层小孔加工过程中,钻头较易折断,特别是不锈钢材料。钻头折断后,不能再在原来位置开孔,该小孔即作废。因而小孔喷注层实际预留小孔个数应比设计值多20～40个;
        b、锅炉排汽消声器加工完毕后,需要进行金属探伤;
        c、锅炉排汽消声器安装时,需要用水平仪测量,以保证锅炉排汽消声器垂直;锅炉排汽消声器与排汽管焊接时,应打坡口,预热,焊后回火,严格执行焊接标准。
        d、锅炉排汽消声器焊接完毕后,应在其周围加装围栏,防止锅炉排汽消声器可能产生的飞天事故,但围栏不能与锅炉排汽消声器接触,防止产生锅炉排汽消声器应力破坏和降低消声效果。表1锅炉排汽消声器设计参数参数3号炉过热器安全门1号炉启动排汽门排污扩容器排汽门S1(mm2)332216611661第一层开孔数(个)432222S2(mm2)608430423042第二层开孔数(个)783939S3(mm2)2631069745570小孔喷注层开孔数(个)372222201773D(mm)322b(mm)251717材料12CrMoV12CrMoV20g碳钢重量(kg)210190120费用(万元)2.62.10.6注:第一、第二层开孔孔径均为10mm。
        效果测试锅炉排汽消声器安装完毕后,即选择距噪声源10m处(测点A)、厂围墙1m处(测点B)和厂办公楼或厂生活区(测点C)共3个测试位置,进行消声效果测试其结果见表2。从表2结果可见:
        5.1距各声源10m处测得的消声效果最好的是启动排汽门锅炉排汽消声器,其消声效果高达39dB,其次为安全门排汽锅炉排汽消声器,其消声效果达37dB。由于排污扩容器排汽门锅炉排汽消声器小孔喷注层开孔面积没有加大,其消声值只有29dB。从这可以看出,增加小孔喷注层开孔面积,可有效增加锅炉排汽消声器消声效果。表2　锅炉排汽消声器安装前后噪声值状况1号炉启动排汽门3号炉过热器安全门1、2号炉排污扩容排汽门ABCABCAB安装前13295911401029712191安装后93686110371699267。
        5.2由于锅炉安装了锅炉排汽消声器,在启动排汽门排汽时,厂办公楼噪声值降低了30dB,在安全门排汽时,厂生活区噪声值降低了28dB。
        5.3国家对厂围墙1m处噪声允许值为65dB。安装锅炉排汽消声器后,该处噪声值基本接近国家允许值;而在安装锅炉排汽消声器前,该处噪声值最高达107dB,超过国家标准42dB。
        5.4对安全门排汽锅炉排汽消声器进行调试,结果表明:过热器安全门安装了小孔喷注锅炉排汽消声器后,对其动作基本不产生影响。
锅炉排汽消声器改造结果：
        ①热电厂过热器安全门、启动排汽门和排污扩容器排汽门排汽采用二级节流、一级小孔喷注锅炉排汽消声器,具有下列特点:
        ②消声效果好。最高的达39dB,最低也有29dB;并且在安全门安装锅炉排汽消声器后,对安全门动作基本无影响;
        ③结构简单,消耗材料少,造价低,各厂都可自行设计、加工和安装;
        ④小孔喷注锅炉排汽消声器设计时应根据不同排汽特点进行,同时要根据排汽管支撑承受重量和造价,适应加大小孔喷注层开孔面积,这样既可达到增加消声效果,又使锅炉排汽消声器重量、体积适宜。
        ⑤通过对锅炉排汽噪声的治理,使厂区和生活区噪声值减少28～30dB,为职工营造了一个良好的工作、生活环境,具有良好的环境和社会效益热电厂锅炉排汽消声器的设计、加工和安装。