燃?xì)怆姀S余熱鍋爐降噪改造實(shí)踐

虞衛(wèi)根，姚勇

(上海奉賢燃機(jī)發(fā)電有限公司，上海 201403)

燃?xì)怆姀S余熱鍋爐降噪改造實(shí)踐

虞衛(wèi)根，姚勇

(上海奉賢燃機(jī)發(fā)電有限公司，上海 201403)

某燃?xì)怆姀S的立式余熱鍋爐噪聲大，低頻噪聲突出，且由于布局較緊湊，常規(guī)的整體隔聲圍護(hù)措施無(wú)法實(shí)施。針對(duì)該類型鍋爐的低頻噪聲進(jìn)行了研究，辨識(shí)其來(lái)源，并根據(jù)分析結(jié)果，研發(fā)了新的降噪裝置在實(shí)際中應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，該裝置能夠明顯降低鍋爐低頻噪聲，改善周邊噪聲環(huán)境。

燃?xì)怆姀S；余熱鍋爐；低頻噪聲；ETS；升級(jí)改造

0 引言

上海奉賢燃機(jī)發(fā)電有限公司建設(shè)于2004年，有4套9E級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為720 MW。長(zhǎng)期以來(lái)，機(jī)組運(yùn)行時(shí)，廠內(nèi)及周邊居民能明顯聽到鍋爐發(fā)出的比較低沉的聲音，影響周圍居民休息及廠內(nèi)人員的辦公。

經(jīng)專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)，廠內(nèi)的4臺(tái)余熱鍋爐為低頻噪聲主要聲源。低頻噪聲治理困難，常規(guī)的降噪措施很難取得效果。另外，鍋爐周邊設(shè)備較多，緊鄰主廠房、燃機(jī)、變壓器等設(shè)備，這些都是高噪聲源，而且該部分地下管線很多，結(jié)構(gòu)加固施工的難度很大。

本文介紹了本廠余熱鍋爐的噪聲測(cè)試情況及噪聲改造方案和工程施工情況，最后闡明了該工程施工后的效果。

1 立式余熱鍋爐噪聲測(cè)試分析

1.1 余熱鍋爐簡(jiǎn)介

余熱鍋爐(HRSG)是指利用燃?xì)廨啓C(jī)(以下簡(jiǎn)稱燃機(jī))的高溫加熱工質(zhì)水產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的設(shè)備。通過余熱鍋爐對(duì)燃機(jī)燃燒排放的高溫?zé)煔獾睦?，燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率可達(dá)到60%。

立式余熱鍋爐的換熱管陣在鍋爐內(nèi)自下而上水平放置，溫度高于500 ℃的高溫?zé)煔庾运綗煹纻魅脲仩t，向上經(jīng)過各層水平鰭片換熱管陣進(jìn)行換熱，最后由煙囪排出。

1.2 鍋爐噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)

為了準(zhǔn)確了解該余熱鍋爐本體的噪聲情況，本文采用多通道數(shù)據(jù)采集儀對(duì)鍋爐噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行了測(cè)試和分析，測(cè)試數(shù)據(jù)如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 余熱鍋爐爐壁外噪聲

圖2 煙囪出口及煙囪壁噪聲

圖3 對(duì)應(yīng)廠界外200 m處敏感點(diǎn)測(cè)試噪聲

從測(cè)試數(shù)據(jù)上可以看出，余熱鍋爐噪聲中80 Hz處數(shù)據(jù)有明顯峰值，因此，余熱鍋爐的噪聲對(duì)廠外敏感點(diǎn)影響很大。

1.3 鍋爐低頻噪聲來(lái)源

余熱鍋爐的低頻噪聲主要來(lái)自高溫?zé)煔饬鹘?jīng)鍋爐內(nèi)部的鰭片換熱管陣時(shí)，發(fā)生渦旋脫落引起的噪聲[1]。燃機(jī)的排煙噪聲通過水平煙道傳入鍋爐，是鍋爐噪聲的另一個(gè)主要來(lái)源[2]。不同頻率下燃機(jī)排煙噪聲與渦旋脫落噪聲貢獻(xiàn)量見表1。

表1 燃機(jī)排煙噪聲與渦旋脫落噪聲貢獻(xiàn)量

2 立式余熱鍋爐噪聲控制

2.1 吸聲裝置

立式余熱鍋爐的噪聲中低頻成分十分突出，而低頻噪聲波長(zhǎng)長(zhǎng)，隨距離衰減慢，是噪聲控制中的難點(diǎn)[3]，常規(guī)的消聲措施很難取得效果。

鍋爐噪聲的低頻成分來(lái)自于高速流動(dòng)的煙氣流經(jīng)各個(gè)換熱管陣時(shí)產(chǎn)生的渦流脫落噪聲，最好的控制方法是在設(shè)計(jì)換熱管陣時(shí)采取措施消除渦流脫落，而針對(duì)在役鍋爐，大規(guī)模地更換新的換熱管陣是不現(xiàn)實(shí)的。

常規(guī)的鍋爐噪聲治理方法是對(duì)鍋爐整體進(jìn)行隔聲封閉，即利用鍋爐本身的鋼支架安裝一層由彩鋼板、吸音棉和內(nèi)側(cè)穿孔板組成的隔聲墻體，再在鍋爐的煙囪出口位置安裝阻性片式消聲器[3]。這種方法對(duì)于中、高頻噪聲能夠起效果，但是存在以下幾個(gè)問題：未考慮該降噪部分的荷載，如果需要增加封閉墻體，鍋爐結(jié)構(gòu)本身滿足不了需求；為了使鍋爐結(jié)構(gòu)滿足降噪封閉的要求，需要對(duì)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理；鍋爐周邊的布局很緊湊，地下管線復(fù)雜，無(wú)法進(jìn)行施工；鍋爐封閉對(duì)降低低頻噪聲效果有限。由于以上限制，該項(xiàng)目無(wú)法采用常規(guī)的隔聲封閉措施，為此，只能從鍋爐的內(nèi)部采取措施。

經(jīng)與外部單位合作，研究了一種針對(duì)低頻噪聲的吸聲裝置，可以直接放置在鍋爐內(nèi)的換熱管陣之間的空腔處。通過這種方式降噪，不用對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，直接在噪聲源頭降噪，效果更好。

本文根據(jù)設(shè)備參數(shù)加工了多個(gè)樣品，在400 mm×400 mm的土建駐波管內(nèi)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表2。

表2 測(cè)試樣品各頻率對(duì)應(yīng)的吸聲系數(shù)

測(cè)試結(jié)果表明,低頻吸聲結(jié)構(gòu)十分有效，因此考慮在鍋爐內(nèi)部各個(gè)不同換熱管陣之間的空腔內(nèi)對(duì)角放置該結(jié)構(gòu)，對(duì)低頻噪聲進(jìn)行吸聲處理。

2.2 工程應(yīng)用

本文對(duì)該廠的1臺(tái)余熱鍋爐進(jìn)行了降噪改造試驗(yàn)，改造完成后進(jìn)行了噪聲測(cè)試。鍋爐煙囪出口治理前后噪聲曲線如圖4所示，鍋爐本體噪聲治理前后曲線如圖5所示。測(cè)試結(jié)果表明，余熱鍋爐本體外噪聲降低了5.0 dB左右，煙囪出口處噪聲由原來(lái)的94.5 dB(A)降低至77.0 dB(A)，63 Hz倍頻處噪聲降低了18.0 dB，同時(shí)鍋爐的性能沒有受到影響。

圖4 鍋爐煙囪出口治理前后噪聲曲線

圖5 鍋爐本體噪聲治理前后曲線

與傳統(tǒng)的余熱鍋爐整體隔聲圍護(hù)做法相比較，此種改造，不但降噪效果好，而且使得類似在役余熱鍋爐的降噪改造成為可能。該方法的降噪成本低，同時(shí)施工方便，周期短，減少了電廠長(zhǎng)期停產(chǎn)造成的經(jīng)濟(jì)損失。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了某燃?xì)怆姀S的立式余熱鍋爐噪聲的測(cè)試和分析情況，證實(shí)了余熱鍋爐低頻噪聲對(duì)周邊敏感點(diǎn)影響很大。

針對(duì)廠內(nèi)余熱鍋爐無(wú)法采取整體隔聲圍護(hù)的現(xiàn)狀，研發(fā)了新型的降噪裝置，并進(jìn)行了試驗(yàn)和工程應(yīng)用。工程應(yīng)用結(jié)果表明，該裝置的降噪效果顯著，達(dá)到了預(yù)期的目的，且降噪成本大為降低。

[1]唐虹云,蔣偉康,鐘振茂,等.燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組余熱鍋爐低頻噪聲機(jī)理研究[J].動(dòng)力工程學(xué)報(bào),2014,34(12),978-984.

[2]許志貴,侯曉東.燃機(jī)余熱鍋爐噪聲計(jì)算與控制[J].余熱鍋爐,2007(1):6-11.

[3]侯曉東.燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐噪聲綜合治理[J]. 能源研究與信息,2011,27(3):162-167.

(本文責(zé)編：劉炳鋒)

2017-01-04；

2017-03-15

TK 229.92

B

1674-1951(2017)04-0028-02

虞衛(wèi)根(1966—)，男，江蘇蘇州人，工程師，從事燃機(jī)檢修管理方面的工作(E-mail:13671923379@163.com)。