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高壓鍋爐蒸汽排空消聲器特點、設(shè)計步驟及要求？
高壓鍋爐蒸汽排空消聲器特點、設(shè)計步驟及要求？
高壓鍋爐蒸汽排空噪聲特點：
高壓蒸汽排空時,高壓高溫氣體瞬間從管口噴射出來，這種從管口噴射出來的高速氣流稱為“射流”。氣體從管口噴出后.使鄰近的大氣一起運動,而形成“卷吸",并沿著射流方向逐漸擴散,流速逐漸降低。在射流核心周圍,射流氣體與“卷吸”氣體劇烈混合，是射流噪聲的主要區(qū)域，這是高頓噪聲區(qū)域。隨著射流寬度擴大，而流速降低，噪聲頻率是中、低頻。因此，高壓蒸汽排空噪聲特點是項帶寬聲級高，污染面積大。設(shè)計合理的鍋爐蒸汽排放消聲器,才能保持周圍環(huán)境的安靜。
鍋爐蒸汽排放消聲器設(shè)計步驟及要求：
首先要測定高壓蒸汽排空的噪聲頻譜，利用ND2型精密聲級計和倍頻程濾波器。該型號聲級計有外接濾波器插孔，可以與濾波器配合進行頻譜分析；將頻率計權(quán)開關(guān)置于“濾波器”位置,濾波器開關(guān)置于相應(yīng)中心頓率就能測出中心頻率與倍頻帶的噪聲級。將各倍頻帶噪聲級用坐標(biāo)圖畫出來,可得到一條被測噪聲的頻譜折線，或用表格表示不同頻率與噪聲級的對應(yīng)關(guān)系�，F(xiàn)將一個被測高壓蒸汽聲源測量結(jié)果列于表1。
⑴聲級計使用前應(yīng)檢查電容傳聲器及電池是否安裝好,并通過“電池檢查"開關(guān),由電表檢查電力是否充足,如電力不足，必須更換電池。
⑵為保證測量精度,儀器應(yīng)進行校核,可用聲級計內(nèi)部電氣校推信號進行校核。
⑶由于在高速氣流中測量噪聲,應(yīng)在傳聲器裝上錐體狀鼻形錐.并使錐的尖端朝著上氣流方向,以降低傳聲器對氣流的阻力，減少因氣流而產(chǎn)生的噪聲影響。
⑷測量時聲級計要稍離人體，減少人體對測量的影響。
⑸由于在管道排氣口測量噪聲,所以測點位置應(yīng)取在排氣口軸線成45角的方位，距管口中心1m處,見圖1。
分析某些頻譜范圍內(nèi)所需的消聲量。根據(jù)不同顆譜、采用不同方法不同結(jié)構(gòu)進行降噪。其次要決定控制噪聲的標(biāo)準(zhǔn)，采取相應(yīng)措施后.應(yīng)符合這一標(biāo)準(zhǔn)。若措施過高，則增加成本,鍋爐蒸汽排放消聲器體積龐大，過低則達不到保護環(huán)境的目的。對鍋爐蒸汽排放消聲器設(shè)計要求是:
①足夠消聲量，尤其是噪聲突出的頻帶范圍內(nèi),有良好消聲性能。
②對氣流阻力損失或動能消耗少。
③結(jié)構(gòu)簡單.便于加工，安裝、牢固耐用。
設(shè)計機理描述：
⑴由于高壓蒸汽排空壓力較高,首先是把蒸汽壓力降低。利用節(jié)流降壓原理,根據(jù)排氣量大小,設(shè)計通流面積,利用多層孔板,將排氣總壓降分散至各節(jié)流孔板上。高壓氣體通過多級節(jié)流后，壓力被降低。由于排氣噪聲的功率與壓力降的高次方成正比，把壓力突變改為壓力漸變,可獲得消聲效果。采用多級節(jié)流降壓.消聲量為15-20dB(A)。
⑵高壓蒸汽經(jīng)節(jié)流降壓后，再經(jīng)小孔噴注層。小孔噴注能改變噪聲的頻譜特性，在聲功率不變情況下,將噪聲主要頓段提高。由于噴注噪聲的峰值額率與噴口直徑成反比，所以在保證小孔氣流速度足夠時.峰值頻率落在人的聽覺不敏感的聲頻范圍或感覺不到的超聲頻率范圍。這樣可降低主要頻區(qū)的噪聲。當(dāng)小孔直徑為φ2mm時.消聲量為16-21dB(A)。
⑶蒸汽氣流經(jīng)過節(jié)流降壓，小孔噴注后進入阻性吸聲層。阻性吸聲層可去除中.高頻噪聲.利用聲波在吸聲材料中因磨察和粘滯阻力,將聲能轉(zhuǎn)化為熱能,從而達到消聲效果。
⑷蒸汽氣流再生噪聲,很大程度取決于蒸汽流動速度.流速越大,再生噪聲越大。因此,通過控制排氣口截面積，使蒸汽氣流產(chǎn)生的再生噪聲低于消聲器性能范圍。綜上所述，要控制高壓蒸汽排空噪聲，采用節(jié)流降壓+小孔噴注+阻性吸聲。
小孔噴注的小孔要有足夠的蒸汽氣流泄放量，即計算小孔的直徑和數(shù)量，小孔中心距，小孔排列方式。要保證小孔均勻,對稱分布于噴注層的壁板上。防止小孔噴注氣流對消聲反作用的不對稱，而引起鍋爐蒸汽排放消聲器的附加震動。噴注層實質(zhì)上是一個在容器壁上鈷有小孔的內(nèi)部承壓室。因此，可近似地看成內(nèi)部承壓的薄壁容器,在設(shè)計時應(yīng)進行強度校核。
阻性吸聲層
吸聲材料采用密度為15-25kg/m3、孔隙率95%的超細玻璃棉,超細玻璃棉具有質(zhì)輕柔軟耐熱耐腐蝕優(yōu)點,但缺點是吸水率高。所以在設(shè)計時除了在超細玻璃棉外加玻璃布包緊，還加上一層塑料薄膜護面.但應(yīng)保持薄膜松馳,減少對吸聲性能的影響。為了避免蒸汽氣流對吸聲體的沖擊，最外層加I層不銹鋼穿孔板.其穿孔率為25%-30%；
將節(jié)流降壓，小孔噴注阻性吸聲組合消聲器安裝在高壓蒸汽排空口上，再用ND型精密聲級計和倍頻程濾波器測量。以安裝在壓力為4.2MPa,溫度為430C,流量為100v/h的蒸汽排氣口上的YX-1型消聲器為例,經(jīng)實測，噪聲由原來120dB(A)下降到85dB(A)。由消聲器安裝前后頻譜對照圖看出對人干擾較大的300-1000Hz中頻聲及1000Hz以上的高頻聲得到有效控制。在4000Hz下降35dB(A)。在500Hz下降34dB(A)。在125Hz下降22dB(A)。說明該鍋爐蒸汽排放消聲器對寬頻帶噪聲有較好降噪效果,見圖3。
1)組合式消聲器是將不同形式的鍋爐蒸汽排放消聲器的消聲機理組合在一起,因此,廣泛適用于不同噪聲顆率的消聲。
2)節(jié)流降壓小孔噴注，阻性吸聲組合消聲器不但適用于鍋爐高壓蒸汽排空，也適用于寬頻帶的高壓氣流排空。
3)小孔噴注層，如果擴散面積足夠大時,降噪效果越好。因此,在條件允許情況下,應(yīng)盡量加大擴散面積,以獲得較高降噪效果。
4)鍋爐蒸汽排放消聲器效果受到氣流再生噪聲的影響,氣流產(chǎn)生噪聲大小取決于氣流速度和消聲器結(jié)構(gòu)。因此要控制氣流速度,鍋爐蒸汽排放消聲器構(gòu)件要堅固。這樣可避免發(fā)生共振幅射很強的再生噪聲對鍋爐蒸汽排放消聲器效果的影響。