[發明專利]余熱鍋爐內部噪聲源識別方法

無效

• 申請號: 201310718964.5
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103745037A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 趙迎九;黃福安;鐘振茂;任玉鳳;魏普;余平覆;王奇
• 申請（專利權）人: 華電重工股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

技術領域

本發明涉及一種余熱鍋爐內部噪聲源識別方法，屬于鍋爐噪聲識別技術領域。

背景技術

隨著我過城市化進程的發展和城市用電需求的增加，作為較清潔發電的燃機電廠越來越接近居民活動區。余熱鍋爐是燃機電廠的重要組成部分，與燃氣輪機、冷卻塔相比，雖然余熱鍋爐的噪聲聲壓級相對較小，但其聲輻射面積較大，同時聲壓級也遠遠超過一般環境規范要求，因此，對余熱鍋爐噪聲的有效控制是整個電廠噪聲治理的關鍵組成部分，如果沒有對其很好的控制，那么其產生的噪聲污染將會危害附近居民活動區的人們的身體健康。

要想降低余熱鍋爐的噪聲，必須對余熱鍋爐噪聲的組成和聲源進行分析、識別。而現有燃機余熱鍋爐內部噪聲源的計算分析方法一般為：假設燃機出口排放的噪聲作為鍋爐內部氣流噪聲，并假設燃機排放噪聲聲功率一定，同時將鍋爐分段，每段作為獨立的聲源，根據每段的橫截面積計算鍋爐各段聲壓級，計算出各段獨立聲源的等效聲功率，再將各聲源合成，求得鍋爐總的聲功率。上述方法沒有考慮鍋爐內部的再生噪聲，認為燃機排氣噪聲是爐內主要噪聲來源，不能準確的找到爐內噪聲源，因而對應的降噪措施不能有效地降低余熱鍋爐噪聲。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種余熱鍋爐內部噪聲源識別方法，能夠準確識別燃機余熱鍋爐內部的噪聲來源。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種余熱鍋爐內部噪聲源識別方法，包括以下步驟：

S1，建立裸管二維模型，分別仿真計算高壓過熱器和除氧蒸發器兩個管陣下裸管的流場和聲場，并計算分段特征頻率，來估算爐內整體的特征頻率范圍；

S2，建立鰭片管有限元模型，分別仿真計算高壓過熱器和除氧蒸發器兩個管陣下的鰭片管單管流場和聲場，并計算分段特征頻率，來估算爐內整體的特征頻率范圍；

S3，通過對比鰭片管和裸管的特征頻率，采用百分比偏移量的修正手段對管陣的特征頻率進行修正；

S4，對各層段進行溫度平均，分別計算各層段的簡正頻率，對比各層段的簡正頻率分布與各管陣特征頻率分布，判斷是否激發簡正頻率而產生聲腔共振現象，及共振現象發生的頻率范圍；

S5，對鍋爐進行傳聲損失和隔聲量計算，并結合實測噪聲數據得到鍋爐內總噪聲；

S6，對比分析，并計算不同種類噪聲對爐內噪聲的貢獻量，確定爐內噪聲的主要來源。

前述的余熱鍋爐內部噪聲源識別方法的步驟S1和S2中，流場計算采用LES；聲場計算采用FWH方法。

前述的余熱鍋爐內部噪聲源識別方法的步驟S1中，計算高壓過熱器的分段特征頻率時，采用的計算模型的邊壁條件為周期性邊界條件，即保證流場左右壁面速度與渦量的連續；計算模型具有左右對稱性。

前述的余熱鍋爐內部噪聲源識別方法的步驟S2中，計算除氧蒸發器的分段特征頻率時，采用的計算模型的邊壁條件為周期性邊界條件；計算模型具有左右對稱性。

前述的余熱鍋爐內部噪聲源識別方法的步驟S5中，對鍋爐進行爐腔傳聲損失計算具體為：建立聲腔有限元模型并導入Virtual?lab，設置相應的氣體介質參數，入口邊界條件設為平面波，出口邊界條件設為煤質阻抗，分辨率10Hz，做20～2000Hz頻段的掃頻，根據計算出的入口聲壓和出口聲壓，用傳聲損失定義式進行計算，得聲腔的傳聲損失曲線；將各管層的傳聲損失直接疊加，來估算整個爐腔的傳聲損失。

前述的余熱鍋爐內部噪聲源識別方法中，鍋爐隔聲量為TL，TL＝20lgω+20lg(M₁+M₂+M₃)-10lg4R₃²，其中，R₃為鍋爐外部空氣聲阻抗，單位是N*s/m³，M₁、M₂、M₃分別為內襯鋼板、殼體鋼板、保溫層的面密度，單位是kg/m²。

前述的余熱鍋爐內部噪聲源識別方法中，步驟S6具體為：計算鍋爐本體各層段噪聲A聲級與燃機排氣噪聲在鍋爐本體內部的A聲級，判斷爐內是否有再生噪聲產生；如果產生再生噪聲，就根據仿真計算的鰭片管噪聲頻譜，可估算出管層的流噪聲倍頻程譜，將其與鍋爐本體再生噪聲進行對比：根據計算結果，進一步分析爐內噪聲中燃機排氣噪聲同管陣渦脫落流噪聲在不同頻段的貢獻量，確定余熱鍋爐內噪聲來源。

前述的余熱鍋爐內部噪聲源識別方法中，計算管陣渦脫落流噪聲的貢獻量具體為：