|
|
Навигация:  Борьба с шумом в котельных и печных установках
Борьба с шумом в котельных и печных установках Серьезным недостатком существующих топочных устройств котлов и печей, работающих на горючих газах, является шум (гудение), издаваемый ими во время работы. Из физики известно, что источником звука является колеблющееся тело, например, колебание стенок колокола, вызываемое ударом языка, колебание натянутой струны при касании ее, колебание слоев воздуха, вызванное выстрелом или взрывом, и т. п. Колебания звучащего тела передаются окружающему его воздуху, образуя в нем звуковую волну, действующую на слуховой орган человека. Ухо человека может воспринимать в виде звука колебания, лежащие между 16 и 20 000 колебаний в секунду в зависимости от силы звука. Число колебаний в секунду, или частота колебаний звуковой волны, измеряется в единицах, называемых герцами. Герцем называется одно колебание в секунду. Чем больше будет частота колебаний звуковой волны, тем выше тон звука и наоборот. Совокупность многих кратковременных разнообразных звуков (различных частот) представляет собой шум. Колебания одного звучащего тела могут возбуждать звуковые колебания в другом теле, причем, если частота колебания первого совпадает с собственной частотой колебания второго, сила звучания значительно возрастет. Такое явление называется звуковым резонансом. Так, например, колебание струны гитары заставляет резонировать ее корпус и находящийся в нем воздух, что вызывает усиление силы звука. Изучением процесса образования шума в топках котлов и печей во время их работы установлено, что их звучание происходит вследствие резонансного усиления получаемых при сгорании газовоздушной смеси звуковых колебаний (частот). Иначе говоря, звуковые колебания, порождаемые при образовании и сгорании газовоздушных смесей, вызывают колебание самих топок котлов и печей, что приводит к гудению их, достигающему наибольшей силы при совпадении их частот колебаний, т. е. при резонансе. Частота колебания печей находится в пределах от 60 до 160 гц. Частота колебания, вызываемая работой горелок, также лежит в пределах низких тонов и составляет от 60 до 300 гЦ и более. Для предотвращения явления резонаса и, следовательно, сильного гудения котлов и печей необходимо, чтобы частота их собственных колебаний отличалась от частоты колебаний, создаваемой горелками, не менее чем на 50 гц. Теперь разберем, отчего же шумит (гудит) горелка? Известно, что гудение получается главным образом при сжигании газовоздушных смесей в инжекционных горелках высокого давления. Увеличение подачи первичного воздуха в горелки с частичным смешением больше установленного предела также немедленно приводит к появлению гудения. Отсюда следует, что гудение горелок происходит при поступлении в топку газовоздушной смеси взрывной концентрации, содержание газа в которой находится в количестве от нижнего до верхнего предела его взрываемости. Такая смесь, попадая в разогретую топку, сгорает в виде отдельных мелких непрерывно чередующихся взрывов, приводящих к ударам частиц нагретых, расширяющихся при сгорании газов, о частицы окружающего воздуха и порождает этим ряд звуковых волн, которые, сливаясь, создают шум. Таким образом, гудение горелок происходит в результате взрывного характера горения газовоздушных смесей. Наблюдаемое гудение горелок, происходящее при увеличении их нагрузки, лишь подтверждает взрывной характер горения газовоздушных смесей, так как при увеличении нагрузки горелок увеличивается турбулентность потока смеси, способствующая повышению скорости горения и перемещению фронта пламени, что повышает силу взрывов. Кроме того, наблюдение за работой инжекционных горелок высокого давления показало, что другой причиной особо сильного их звучания являются удары газовой струи в подсасываемый поток воздуха, происходящие в смесителе горелок. При этом в результате резонанса звучание усиливается колебанием стенок смесителя. Гудение горелок, часто сильное и монотонное, отрицательно влияет на самочувствие обслуживающего персонала, вызывая преждевременное утомление и неприятные ощущения, иногда приводящие к заболеванию слуховой и нервной системы. Желая уменьшить шум, кочегары нередко уменьшают открытие воздушных шайб горелок, сокращая подачу в них первичного воздуха. В результате этого нарушается основной принцип работы горелок полного смешения — подача в горелку всего необходимого для горения газа воздуха, обеспечивающего возможность сжигания газа полным горением при наименьших избытках воздуха в топке. Горение в топке становится неполным с образованием значительного лголичества окиси углерода, недогоревшего водорода, метана, тяжелых углеводородов и выделением сажи, особенно в тех случаях, когда нет возможности подвести в топку вторичный воздух взамен сокращения подачи первичного из-за отсутствия в топке специальных отверстий. Такой способ борьбы с шумом нельзя признать допустимым вследствие того, что он не только ведет к большому перерасходу газа, но при недостаточной тяге и в моменты повышенных форси-ровок (нагрузок) котлов и печей может стать причиной взрыва окиси углерода в дымоходах и борове установки или проникновения окиси углерода в помещение котельной. С целью уменьшения шума и обеспечения полного сгорания газа, хотя и с несколько повышенным избытком воздуха, Ленинградским проектным институтом «Ленгипроинжпроект» разработан специальный насадок, окружающий головку смесителя инжекционных горелок высокого давления, обеспечивающий подвод вторичного воздуха к корню факела горелки. Насадок снабжен устройством, позволяющим регулировать количество вторичного воздуха. В качестве стабилизатора горения применена шамотная горка. Устройство рассчитано на работу горелок при инжектировании первичного воздуха в них в количестве не более 70—80% от действительно необходимого. Остальное количество воздуха поступает в качестве вторичного к корню факела за счет силы тяги в топке.
Рис. 1. Схема установки горелки с надсадкой для вторичного воздуха в топке жаротрубного котла: Значительное уменьшение шума в котлах и печах может быть достигнуто заменой горелок большой производительности несколькими горелками меньшей производительности или применением многосопловых горелок и, в частности, горелок, разработанных Институтом использования газа Академии наук Украинской ССР. Звучание топок уменьшается при применении горелок с пластинчатыми излучателями, в которых протекание процесса сгорания происходит на большей поверхности, более рассеянно и снижает частоту колебания топки, отдаляя ее от резонанса. Некоторое уменьшение шума достигается звукопоглотителями, применяемыми на инжекционных горелках с пластинчатыми стабилизаторами. На усиление гудения топок влияет вибрация самих горелок вследствие недостаточного укрепления их, повышения давления газа перед горелками выше установленной величины и перегрузки горелок, поэтому указанные явления не должны допускаться. Гудение котлов и печей, происходящее при установившихся в них рабочих температурах, в результате резонанса, может быть устранено изменением их собственной частоты колебания путем изменения объема топок, их конфигурации, сечения дымоходов и других переделок. Так, например, сильное гудение нагревательной печи с открытым окном было устранено повышением ее резонансной частоты путем увеличения размера окна. Следует отметить, что шум, создаваемый при работе вентиляторов, подающих в горелки вторичный воздух (или других) бывает иногда не меньше шума, издаваемого горелками. Поэтому установку вентиляторов следует производить на резиновых или войлочных прокладках, устанавливать их вне помещения котельной в специальных пристройках или других нерабочих помещениях. В последнем случае для поддержания надлежащего воздухообмена в котельной всасывающий воздухопровод вентилятора выводится в помещение котельной. Нагнетательные воздухопроводы от вентилятора к горелкам во избежание передачи по ним шума целесообразно выполнять в виде каналов, располагаемых в полу котельной, соединяя их с горелками при помощи коротких стояков из толстостенных стальных (старых) труб. Дальнейшее изучение причин, вызывающих шум в котельных и печных установках, и способов их устранения без ухудшения процесса сжигания газов является настоятельной необходимостью в развитии техники сжигания горючих газов. Похожие статьи: Навигация: Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум |
|
|
|
|
Информационный сайт о строительных материалах и технологиях. Контакты: Никита Королёв - © 2008-2014 |
© Все права защищены.
Копирование материалов невозможно. |
|