一种余热锅炉的安装方法与流程

本发明涉及锅炉的安装技术领域，特别涉及一种余热锅炉的安装方法。

背景技术：

卧式余热锅炉是燃气电厂常用的一种锅炉。随着国家环保政策和噪声排污收费标准的日益严格以及人们对噪声意识增强，卧式余热锅炉的噪声控制已成为燃气电厂正常运行的重要技术经济指标。作为燃气电厂的主要噪声源，卧式余热锅炉具有噪声频谱宽、低频噪声“钝化”严重、传播距离远、衰减慢等特点，因此有效控制卧式余热锅炉噪声是控制燃气电厂整体噪声水平的关键。

如何有效降噪是本领域内技术人员一直研究的课题。

技术实现要素：

本发明提供一种余热锅炉的安装方法，具体包括：

获取余热锅炉所产生噪音中低频噪音参数，根据所获取的所述低频噪音参数确定低频噪音的波长λ；

安装余热锅炉时，使所述余热锅炉与墙体之间的距离大于λ/4；其中，λ为所述低频噪音的波长；所述低频噪音为频率在16Hz至20Hz之间的噪音。

可选的，所述墙体的最内侧设置有板层，所述板层固有的弯曲波频率与所述低频噪音的弯曲波频率相同。

可选的，所述板层的板体上还设置有若干通孔，以使所述余热锅炉所产生噪音中的高频噪音通过所述板层。

可选的，所述板层外侧还设置有高强度隔音层，所述高强度隔音层与所述板层之间设置有气体隔层。

可选的，所述高强度隔音层包括阻尼层以及两层高强度碳纤维水泥板，所述阻尼层位于两所述高强度碳纤维水泥板之间。

可选的，所述板层的厚度或者材料通过以下公式确定：

其中，C为声音在空气中的传播方向，数值为：340m/s；θ为所述低频噪音的主能量传播方向与水平方向的夹角；E—板层的弹性模量，单位为：牛顿/平方米；d—材料厚度，单位为：米；m—材料面密度，单位为：千克/平方米；f—频率，单位为：赫兹。

可选的，所述低频噪音的主能量传播方向与水平方向夹角θ的范围为：18°至25°。

本发明根据卧式余热锅炉的低频特点，在余热锅炉安装时，使余热锅炉与墙体之间的距离大于λ/4，这样低频噪音全部或者大部分经过墙体再传播至外界，有利于吸收低频噪音。

附图说明

图1为本发明一种实施例中余热锅炉安装方法的流程图；

图2为以锅炉为参考位置，柱状坐标下各点的分贝值；

图3为低频噪音沿主能量方向传播示意图；

图4为锅炉与墙体的安装示意图；

图5为沿主能量两点上各频率噪音的分贝值。

其中，图4中：

余热锅炉1、墙体2、板层21、气体隔层22、高强度隔音层23、高强度碳纤维水泥板231、阻尼层232。

具体实施方式

近年来，国内外在关于燃气电厂中设备及厂界屏障噪声特性与控制等方面取得了一些成果，如燃气电厂的厂界噪声测试、设备测试、机力通风冷却塔的测试与噪声控制，电力设计单位开展的全场噪声预估，而卧式余热锅炉的生产厂商主要研究换热效率、排烟温度、内部换热管的振动等指标上，对噪声主要考虑炉壁材料和工艺等方面，并未形成针对性较强的成熟关键技术。截止目前，对卧式余热锅炉的噪声控制方面，尚未明确卧式余热锅炉的噪声传播特性，只能凭借工程经验对卧式余热锅炉进行噪声控制设计。尤其是在卧式余热锅炉低频噪声“钝化”、中高频噪声等产生原因分析、计算方法、低频噪声控制和设计方法上、烟囱园腔消声器设计等方面还缺乏有效的技术和应用支撑。

为解决卧式余热锅炉噪声控制设计、验收及运行中存在的噪声问题，有效降低卧式余热锅炉不同部位的噪声水平,本文对不同使用环境中的大型卧式余热锅炉进行了噪声测试分析，并对噪声控制中存在的问题开展了详细的关键技术研究和工程应用。

在上述研究的基础上，本文从根源上发现和解决了频谱变化规律、噪声产生原因的分析和论证、噪声控制等关键技术难题，形成具有适用性强的卧式余热锅炉噪声控制技术，突破了常用经验上隔声量的计算、传统设计方法及隔声墙体施工措施等技术，为使用卧式余热锅炉的燃气电厂、冶金、石化、轻工业等领域提供了有效的宽频噪声控制技术和施工措施。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供了一种余热锅炉的安装方法，本文以余热锅炉为卧式余热锅炉为例继续介绍技术方案和技术效果，本领域内技术人员应当理解，本文所记载的技术方案同样适用于其他余热锅炉的安装。

请参考图1，本发明中余热锅炉的安装方法具体步骤包括：

S1、获取余热锅炉1所产生噪音中低频噪音参数，根据所获取的低频噪音参数确定低频噪音的波长λ；

余热锅炉1所产生的噪音大致包括两类：低频噪音和高频噪音，本文将频率介于16Hz至20Hz之间的噪音定义为低频噪音，其中包括边界值；也就是说频率为16Hz和20Hz的噪音也为低频噪音。上述低频噪音的参数可以为低频噪音的频率，也可以为低频噪音的波长。其中低频噪音的频率和波长均可以通过专门的检测仪器获取，对于具体的检测仪器本文不做详细介绍，可以参考现有技术。

根据检测可以初步去顶余热锅炉1所产生低频噪音中各频率噪音的强度，低频噪音的波长λ可以选取强度最高频率的低频噪音的波长，当然，也可以选取频率最小的噪音所对应的波长。

S2、安装余热锅炉1时，使余热锅炉1与墙体2之间的距离大于λ/4。

本文中所述的余热锅炉1与墙体2之间的距离是指余热锅炉1的外表面与墙体2之间的距离。

余热锅炉1与墙体2之间的距离例如以16Hz的低频噪音进行计算时，则安装余热锅炉1时，余热锅炉1与墙体2之间的距离D应大于5.3m(单位为：米，以下简写为m)，在实际工程中，考虑使用空间等因素可以优选6m。当然，D可以为大于5.3m的其他任何数值均可。

本发明根据卧式余热锅炉1的低频特点，在余热锅炉1安装后，使余热锅炉与墙体2之间的距离大于λ/4，这样低频噪音全部或者大部分经过墙体2再传播至外界，有利于吸收低频噪音。

本发明发现卧式余热锅炉1低频噪音叠加后频率钝化，本文进一步将墙体2进行如下设计，对低频噪音进行处理。

在一种具体的实施方式中，墙体2的最内侧设置有板层21，板层21固有的弯曲波频率与低频噪音的弯曲波频率相同。

需要解释的是，如上所述，本文中所述的低频噪音是指频率在一定范围内的噪音，相应地，板层21固有的弯曲波频率也为一定范围，其可以根据实际测量低频噪音中各频率的噪音的强度进行合理选取。

与现有技术中处理噪声设计避免使用“吻合效应”相比，本发明突破了常规设计，利用低频噪音经过板层21产生“吻合效应”发生弯曲波，因所产生弯曲波的速度等于板层21本身固有弯曲波的速度，此时出现传声低谷，使板层21的振动幅度到达极大值，将低频钝化噪音能量转化为板层21的振动，已达到低频降噪的目的。

为避免高频噪音在通过板层21时向低频噪音转化，本发明还进一步在板层21的板体上设置有若干通孔，这样余热锅炉1所产生噪音中的高频噪音可以从板层21上的通孔通过板层21，向外继续传播。

为了进一步实现噪音的隔离，墙体2还包括高强度隔音层23，高强度隔音层23设置于板层21外侧，高强度隔音层23与板层21之间还设置有气体隔层。

气体隔层在对噪音起到很好隔离的作用下，还可以为板层21的振动提供空间，以便对低频噪音起到很好的吸收。

高强度隔音层23可以进一步包括阻尼层232以及两层高强度碳纤维水泥板231，阻尼层232位于两高强度碳纤维水泥板231之间。阻尼层232可以为橡胶和塑料阻尼板。

上述各实施例中，板层21的厚度或者材料是在设计时需要考虑的参数。本文以下给出了一种板层21参数的计算方法。

本发明发现每一频率的低频噪音虽然以声源为中心，沿球状轨迹向外传播，但是多个低频噪音叠加后其传播方向并非如此，而是沿某一直线向外传播，该直线并非垂直于墙面。也就是说，低频噪音的主能力传播方向与噪音的主能量方向具有一定的夹角θ。如图2所示，图2为以锅炉为参考位置，柱状坐标下各点的分贝值，图中90dB位置为低频噪音最大值位置，也就相应确定了低频噪音的主能量方向。

请参考图3，图3为低频噪音沿主能量方向传播示意图。低频噪音在传播时斜入射板层21，这样其不仅做整体振动，还同时做弯曲振动。板层21的临界频率与板层21的厚度、弹性模量、泊松比和声速有关。板层21受迫弯曲振动的速度可以根据空气中的声速C和入射角度θ来计算，即：通常噪音主能量传播方向是垂直墙体2的。C的数值为340m/s。

板层21本身的固有频为：其中，E—板层21的弹性模量，单位为：牛顿/平方米(N/m²)；d—材料厚度，单位为：米(m)；m—材料面密度，单位为：千克/平方米(kg/m²)；f—频率，单位为：赫兹(Hz)。

使C_受迫＝C_自由，得到公式

当板层21材料一定时，即上述公式中材料面密度m一定，可以计算材料厚度d，进而完成板层21的设计。

当板层21的材料厚度d一定时，可以根据上述公式计算出材料面密度m，进而查机械手册可以确定板层21使用何种材料。

上述各实施例中，低频噪音的主能量传播方向与水平方向夹角θ的范围可以为：18°至25°。在一种具体工程实践中，夹角θ优选20至23度。

在上述内容的基础上，本文对一种具体卧式余热锅炉1进行了安装，选择低频噪音的频率范围为16Hz至23Hz，其中卧式余热锅炉1具有墙体2的距离安装时D选择6m。低频噪音的主能量传播方向θ＝23°，本文选取板层21的材料为玻璃纤维，通过公式计算玻璃纤维厚度d为0.25m。腔体的气体隔层22设计为空气层，空气层的厚度为200mm，隔音层23中高强度碳纤维水泥板231的厚度为10mm，阻尼层232的厚度为3mm。

在低频噪声的传播主方向上选择两点，一点位于墙体2内部，一点位于墙体2外部，测量各点所处位置各频率噪声的分贝值，如图5所示，其中曲线1表示位于墙体2内部的点的噪音曲线，曲线2表示位于墙体2外部的点处的噪音曲线。

从图中可以看出，16Hz处的噪声值高达91.1dB，隔声墙体2处的噪声为74.4dB，低频隔声量为16.7dB；20Hz处的噪声值为92.2dB，隔声墙体2处的噪声为77.4dB，低频隔声量为14.8dB。57号炉壁声压级为83.8dB(A)，66号隔声墙体2声压级为59.1dB(A)，隔声墙体2的隔声量为24.7dB(A)。

以上对本发明所提供的一种余热锅炉的安装方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。