[发明专利]余热锅炉内部噪声源识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热锅炉内部噪声源识别方法，属于锅炉噪声识别技术领域。

背景技术

随着我过城市化进程的发展和城市用电需求的增加，作为较清洁发电的燃机电厂越来越接近居民活动区。余热锅炉是燃机电厂的重要组成部分，与燃气轮机、冷却塔相比，虽然余热锅炉的噪声声压级相对较小，但其声辐射面积较大，同时声压级也远远超过一般环境规范要求，因此，对余热锅炉噪声的有效控制是整个电厂噪声治理的关键组成部分，如果没有对其很好的控制，那么其产生的噪声污染将会危害附近居民活动区的人们的身体健康。

要想降低余热锅炉的噪声，必须对余热锅炉噪声的组成和声源进行分析、识别。而现有燃机余热锅炉内部噪声源的计算分析方法一般为：假设燃机出口排放的噪声作为锅炉内部气流噪声，并假设燃机排放噪声声功率一定，同时将锅炉分段，每段作为独立的声源，根据每段的横截面积计算锅炉各段声压级，计算出各段独立声源的等效声功率，再将各声源合成，求得锅炉总的声功率。上述方法没有考虑锅炉内部的再生噪声，认为燃机排气噪声是炉内主要噪声来源，不能准确的找到炉内噪声源，因而对应的降噪措施不能有效地降低余热锅炉噪声。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种余热锅炉内部噪声源识别方法，能够准确识别燃机余热锅炉内部的噪声来源。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种余热锅炉内部噪声源识别方法，包括以下步骤：

S1，建立裸管二维模型，分别仿真计算高压过热器和除氧蒸发器两个管阵下裸管的流场和声场，并计算分段特征频率，来估算炉内整体的特征频率范围；

S2，建立鳍片管有限元模型，分别仿真计算高压过热器和除氧蒸发器两个管阵下的鳍片管单管流场和声场，并计算分段特征频率，来估算炉内整体的特征频率范围；

S3，通过对比鳍片管和裸管的特征频率，采用百分比偏移量的修正手段对管阵的特征频率进行修正；

S4，对各层段进行温度平均，分别计算各层段的简正频率，对比各层段的简正频率分布与各管阵特征频率分布，判断是否激发简正频率而产生声腔共振现象，及共振现象发生的频率范围；

S5，对锅炉进行传声损失和隔声量计算，并结合实测噪声数据得到锅炉内总噪声；

S6，对比分析，并计算不同种类噪声对炉内噪声的贡献量，确定炉内噪声的主要来源。

前述的余热锅炉内部噪声源识别方法的步骤S1和S2中，流场计算采用LES；声场计算采用FWH方法。

前述的余热锅炉内部噪声源识别方法的步骤S1中，计算高压过热器的分段特征频率时，采用的计算模型的边壁条件为周期性边界条件，即保证流场左右壁面速度与涡量的连续；计算模型具有左右对称性。

前述的余热锅炉内部噪声源识别方法的步骤S2中，计算除氧蒸发器的分段特征频率时，采用的计算模型的边壁条件为周期性边界条件；计算模型具有左右对称性。

前述的余热锅炉内部噪声源识别方法的步骤S5中，对锅炉进行炉腔传声损失计算具体为：建立声腔有限元模型并导入Virtual lab，设置相应的气体介质参数，入口边界条件设为平面波，出口边界条件设为煤质阻抗，分辨率10Hz，做20～2000Hz频段的扫频，根据计算出的入口声压和出口声压，用传声损失定义式进行计算，得声腔的传声损失曲线；将各管层的传声损失直接叠加，来估算整个炉腔的传声损失。

前述的余热锅炉内部噪声源识别方法中，锅炉隔声量为TL，TL＝20lgω+20lg(M₁+M₂+M₃)-10lg4R₃²，其中，R₃为锅炉外部空气声阻抗，单位是N*s/m³，M₁、M₂、M₃分别为内衬钢板、壳体钢板、保温层的面密度，单位是kg/m²。

前述的余热锅炉内部噪声源识别方法中，步骤S6具体为：计算锅炉本体各层段噪声A声级与燃机排气噪声在锅炉本体内部的A声级，判断炉内是否有再生噪声产生；如果产生再生噪声，就根据仿真计算的鳍片管噪声频谱，可估算出管层的流噪声倍频程谱，将其与锅炉本体再生噪声进行对比：根据计算结果，进一步分析炉内噪声中燃机排气噪声同管阵涡脱落流噪声在不同频段的贡献量，确定余热锅炉内噪声来源。

前述的余热锅炉内部噪声源识别方法中，计算管阵涡脱落流噪声的贡献量具体为：