[發(fā)明專利]一種輸氣管道調(diào)壓閥后的消聲整流罩

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010588457.0
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102537585A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮偉;趙佳麗;康陽;薛向東;王玉彬;徐波;柳建軍;閆鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: F16L55/033
• 分類號: F16L55/033;F16K47/02
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11013
• 代理人: 金杰;任清漢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種適用于控制輸氣管道調(diào)壓閥噪聲的輸氣管道調(diào)壓閥后的消聲整流罩。涉及管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

天然氣管道站場內(nèi)使用的調(diào)壓閥是噪聲的主要來源，尤其是未經(jīng)消聲設(shè)計的調(diào)壓閥產(chǎn)生的噪聲現(xiàn)場實測可達到100dB以上，調(diào)壓閥后噪聲主要是由于所輸氣體通過調(diào)壓器的閥口之后的湍流及渦流產(chǎn)生的，即由湍流流體與調(diào)壓器或管道內(nèi)表面相互作用而產(chǎn)生的。當天然氣通過調(diào)壓器內(nèi)的減壓部位和調(diào)壓器出口擴徑部位時，流體的機械能還會轉(zhuǎn)換為聲能而產(chǎn)生噪聲。這種噪聲在調(diào)壓器噪聲中所占比例較大。該噪聲的頻率約1000～8000Hz，一般沒有特別陡尖的峰值頻率。這種噪聲產(chǎn)生的原因分為兩種情況：流體湍流和由于流體達到臨界流速引起的激波。空氣動力學噪聲不能完全被消除，可以采取一定的技術(shù)措施予以降低。

“一種用于安裝在天然氣余氣放空口上的消聲器”(專利號：99251820.2)公開了一種用于安裝在天然氣余氣放空口上的消聲器。其由進氣管、下氣室、氣罩、分氣管、上氣室、過氣管、出氣管構(gòu)成。各零件制造好后，用焊接方法連接在一起。其原理科學，結(jié)構(gòu)簡單，具有廣泛的用途。可根據(jù)放空氣量的大小，選用不同型號，也可以并聯(lián)使用。效果：能減小噪聲20％以上。當放空量在30×10⁴立方米/天時，噪聲不高于60dB。但不適用于高壓輸氣管道調(diào)壓閥處的噪聲控制。

DE102004007756A公開了一種輸氣管道后的消聲器，雖在消聲器的管壁四周均布有寬條縫，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是發(fā)明一種減小輸氣管道調(diào)壓閥后匯氣管處噪聲且結(jié)構(gòu)簡單的輸氣管道調(diào)壓閥后的消聲整流罩。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如圖1-圖3所示，本消聲整流罩3經(jīng)國標尺寸法蘭墊片5安裝在工作調(diào)壓閥1后的國標尺寸法蘭2上，置于輸氣管道4內(nèi)。消聲整流罩3由前段的連接固定管段6和后三段不同外徑的無縫管按外徑從大到小依次焊接而成；前段的連接固定管段6與國標尺寸法蘭墊片5焊接相連，國標尺寸法蘭墊片5通過其上的多個法蘭螺桿孔8安裝在調(diào)壓閥后的國標尺寸法蘭2上，實現(xiàn)對整流罩的固定；后三段鋼管的管壁四周均布有沿軸向的0.9-1.1mm寬條縫7，條縫7的數(shù)量由實現(xiàn)消聲效果的間距確定，條縫7長度與消聲管半徑由條縫面積與裝置外氣流流通截面的關(guān)系確定。各尺寸的具體確定原則：

(1)條縫寬度及數(shù)量

為確保消聲效果，管壁上沿軸向的條縫之間需要具有一定的間距，具體計算公式如下：

峰值頻率與噴注速度和噴口條縫寬度有關(guān)，有下列關(guān)系式

Sr=DfPu]]>

式中S_r——斯特勞哈爾數(shù)(Stroughhal)，其值取0.2；

D——噪聲的峰值頻率，Hz；

f_p——噴口條縫寬度，mm；

u——氣體噴注速度，mm/s；

其中氣體噴注速度等于單位時間輸氣量與條縫總面積的比值。

(2)條縫長度

考慮加工及安裝的方便，整個裝置不宜過長，確定總長度不大于800mm，確定采用四段式，扣除焊接處需要的富余長度，每段管長為150-180mm，條縫長度140-170mm。

(3)消聲管管徑

整流罩內(nèi)部每一橫截面處的后部條縫總面積大于該處整流罩的橫截面積，整流罩外部每一橫截面處的外氣流流通橫截面積大于該處前部的條縫總面積；管徑要依次減小，即防止氣流從條縫出來后出現(xiàn)擁堵、降低消聲作用。

其中整流罩選用不銹鋼材質(zhì)。

本發(fā)明的原理是基于人耳對不同頻率聲音的反應(yīng)特性，力求將噪聲的頻率提高到人耳不敏感的區(qū)域，從而達到降低干擾噪聲的目的。在不改變工藝管道的前提下，通過在調(diào)壓閥后安裝消聲整流裝置，使氣流在經(jīng)過調(diào)壓閥后，先經(jīng)過消聲整流裝置，通過1mm寬狹窄條縫，使得產(chǎn)生的噪聲頻率處于人耳可聽的20000Hz以上，從而達到消聲效果。

氣流在通過裝置上的狹窄條縫后，從管壁處向管道中心處匯集，使得氣流速度在管道截面上更加均勻分布，減少對后部連接匯氣管管壁的沖擊，從而起到了整流作用，也實現(xiàn)了降低匯氣管處噪聲的效果。