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燃气壁挂炉噪声影响要素分析及控制
燃气安全网 2014-09-17 阅读:1350

随着我国燃气事业的发展,各地的供气规模、气源类型、各种燃气壁挂炉类型都在不断增加,具有多种燃气源的城市越来越多且气源成分及比例不断变化,造成燃气壁挂炉工作时产生噪声。由于壁挂炉在采暖期为长时间工作,特别在夜晚工作时此问题更显突出,为了不影响用户的心理健康,新发布的壁挂炉国家标准《GB25034-2010》明确规定了其工作时噪声应小于65dB。但在某些特殊条件下,对大容量密闭燃烧室结构的燃气壁挂炉会产生较大的燃烧噪声甚至出现燃烧振荡,给用户造成很大的心理负担和精神压力。因此,在燃气壁挂炉设计上对噪声与振荡问题应予以注意,保证燃气比例控制阀的输出流量特性与整机系统相匹配,从根本上消除噪声。下面作者结合配套经验,通过对燃气壁挂炉工作时噪声影响要素的分析,采取措施来消除和控制噪声的引发,燃气壁挂炉设计时正确使用燃气比例控制阀等重要部件。

1、燃烧噪声影响要素分析

噪声是由声源做无规则的非周期性振动产生的,或者是由不同频率,不同强度的声音无规律的组合在一起而形成的。燃气壁挂炉在工作时可能引发的噪声主要包括以下几种:

(1)机械噪声:它是由于固体振动产生的。在壁挂炉上,风机转动时叶轮、壳体都会产生振动并引发机械噪声。

(2)空气动力性噪声:当流动气体(燃气、空气、烟气)中出现涡流,压力产生突变,流动切面或方向产生突变而引起气流扰动(产生压力波),均会产生空气动力性噪声。

(3)热交换噪声:水在加热过程中若局部汽化出现相变,使流动状态发生振动性变化会引发热交换噪声。

(4)燃烧噪声:包括层流、紊流火焰噪声与振荡燃烧噪声。

(5)点火噪声:是由点火爆燃引起的。

(6)回火噪声:是火焰缩回火孔把燃烧器腔体内的可燃混气点燃引发的爆燃声。

(7)熄火噪声:这种现象出现在突然关闭燃气阀,伴随火焰熄灭而产生的噪声,熄火噪声可以当作燃气量为零时的回火噪声,是回火的特殊形式。

2、噪声的消除和控制

(1)提高风机装配的精确度,消除不平衡性运转。选用低噪声的传动装置,采用合适的叶轮形状和降低叶轮转速均可减少运转时噪声。特别是大容量燃气壁挂炉,安装时没有缓冲垫运行时产生的机械噪声及由于风机装配精度不高、机组运转时不平衡的产生的冲击噪声与磨擦噪声高强度地从进气口、排气口、管道、调节阀、机壳以及传动机械等各部位辐射出来,引发高频尖叫声。试验证明,设计电控器时要根据燃气比例控制阀的I-Q特性(电流与流量特性)来确定电流的大小来确定调节风机的转速,以实现燃气与空气的比例调节,防止风机把燃烧空气从切向高速送入燃烧器,在燃烧器内形成强烈旋转的气流运动,旋流在中心形成回流区。燃气从中心供气管上的多个小孔喷嘴喷出,进入中心回流区与高速旋转的气流混合,由于气流高速旋转、扰动,造成火焰面极不稳定,在不断跳动,发出强烈高频尖叫燃烧噪声。这是大容量燃气壁挂炉出现噪声的重要原因。

(2)改变喷嘴形状减少噪声的产生。燃气从喷嘴高速射流出来,与四周静止的空气之间产生强烈的扰动与动量、质量交换而形成噪声。试验得知,合理设计喷射口距离,防止射流相互干扰使射流起始段的特性发生变化,可以有效减少燃烧噪声。设计时应采用多孔喷嘴,降低燃气的压力和喷嘴的出口流速,不仅可减少射流噪声,而且还可降低燃烧噪声。

(3)减少燃烧器热负荷,可以减少噪声。试验表明,增加燃烧器(喷嘴)的数目,可以降低噪声功率。另外,设计时合理选择燃烧器数目、设计参数和注意运行工况的调整,使燃烧器稳定工作,可有效减少噪声。

(4)喷嘴设计加工合理:喷嘴流出的燃气向相对静止的气体中扩散时,气流方向和流束截面突然变化,会引起很大的噪声。喷嘴有毛刺或孔口粗糙不圆时,气流经喷嘴收缩便产生偏位噪声。燃气压力越高,偏位噪声越大。所以,设计时喷嘴的径长比一般取1∽2、喷嘴收缩角取60度方为合适,加工时保证加工精度及光洁度,将可大大减少产生噪声。


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