CN103742888B - 一种低噪余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低噪余热锅炉，包括余热锅炉本体，余热锅炉本体上方设有烟囱，与烟囱相连接的余热锅炉本体上方设有共振式消声器，高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器和除氧蒸发器上方的吸声空腔均设有吸声结构。与传统技术相比，本发明提供一种低噪余热锅炉，穿孔板和内衬形成的吸声空腔共同构成了共振吸声体，有效地吸收余热锅炉内部产生的噪声并可以将一部分噪声反射会噪声源。因此，通过将该吸声结构可以达到吸收锅炉内部的噪声、减少噪声在锅炉内部的传播、消除锅炉内的声腔共振的目的。通过在烟囱连接处的余热锅炉本体上设置共振式消声器，减小了炉腔噪声通过烟囱向外传播，达到减小排气噪声的目的。

Description

一种低噪余热锅炉

技术领域

本发明涉及一种余热锅炉，尤其是一种低噪余热锅炉，属于余热锅炉的噪声消除技术领域。

背景技术

目前，在火力发电领域中，由于余热锅炉可以将发电后产生的余热得到二次利用并能提高发电效率，因此余热锅炉在发电领域得到广泛的使用。余热锅炉在使用中往往会产生大量的噪声，严重影响周边居民生活，往往会花费大量的人力和物力去解决噪声问题。由于找不到产生噪声的原因，因此在现有技术中，主要是通过给余热锅炉外侧设置噪音防护墙，将噪音封闭起来，采用这种方式可以有效地达到降噪的目的，但是这种做法不但设备的造价较高，而且大量的噪声会使余热锅炉内部形成声腔共振并造成设备损坏，进而增加了设备的维修成本。

经过深入研究发现，引起余热锅炉噪声污染主要有两方面的原因，其一是由于烟气的流动在换热管之间的空腔中发生共振产生大量噪声，其二是在余热锅炉与烟囱的声音辐射会传播余热锅炉产生的噪声，因此研发一种可以吸收锅炉内部的噪声，减少噪声在锅炉内部的传播，消除锅炉内的声腔共振的余热锅炉非常有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低噪余热锅炉，它可以吸收锅炉内部的噪声，减少噪声在锅炉内部的传播，从而消除锅炉内的声腔共振。另外，该发明替代现有的降噪方法，极大程度地降低了设备的生产和维修成本。

本发明的技术方案：一种低噪余热锅炉，包括余热锅炉本体，余热锅炉本体中从下到上依次设有高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器、除氧蒸发器和凝结水加热器，余热锅炉本体上方设有烟囱，与烟囱相连接的余热锅炉本体上部设有共振式消声器，高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器和除氧蒸发器上方的吸声空腔内均设有穿孔吸声装置。

前述的低噪余热锅炉中，所述的共振式消声器由并排设置的双面穿孔吸声板和设于与烟囱相连接的余热锅炉本体上侧内壁上的单面吸声结构组成。

前述的低噪余热锅炉中，所述双面穿孔吸声板由3～8块不同共振频率的双面穿孔吸声体叠加组成。

前述的低噪余热锅炉中，相邻两块双面穿孔吸声板之间的间距为0.5～2m，双面穿孔吸声板的高度为1～5m。

前述的低噪余热锅炉中，双面穿孔吸声体和穿孔吸声装置均包括两个穿孔板和一个衬板a，穿孔板贴合于衬板a的两侧，衬板a紧贴穿孔板的两侧均为槽型结构，使得穿孔板和衬板a之间形成吸声空腔；单面吸声结构包括一个穿孔板和一个衬板b，衬板b紧贴穿孔板的一侧为槽型结构，使得穿孔板和衬板b之间形成吸声空腔。

前述的低噪余热锅炉中，穿孔板的厚度为1～5mm，穿孔板上的穿孔率为0.1%～1%，穿孔板上的穿孔孔径为2～30mm；吸声空腔的纵向深度为150mm～300mm。

前述的低噪余热锅炉中，穿孔吸声装置分别沿高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器和除氧蒸发器上方吸声空腔的对角线方向设置且垂直于水平面。

前述的低噪余热锅炉中，分别设置于高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器和除氧蒸发器上方吸声空腔内的穿孔吸声装置上的孔径、板厚、内衬管长度、穿孔率和吸声空腔深度均不完全相同。

前述的低噪余热锅炉中，穿孔板上的穿孔内设有内衬管，所述内衬管的长度为5～10mm。设置内衬管实际是为了增加穿孔深度，既保证了等效板厚，又控制了吸声结构的重量。经研究发现，穿孔深度对吸声结构吸收低频噪声产生很大影响。

与传统技术相比，本发明提供一种低噪余热锅炉，通过在穿孔板上设置大量的小孔和内衬管可有效地避免了传统多孔吸声材料容易堵塞的问题，穿孔板和内衬形成的吸声空腔共同构成了共振吸声体，有效地吸收余热锅炉内部产生的噪声并可以将一部分噪声反射回噪声源。因此，通过将该吸声结构安装在余热锅炉的合理位置可以达到吸收锅炉内部的噪声、减少噪声在锅炉内部的传播、从而消除锅炉内的声腔共振的目的。

通过在烟囱连接处的余热锅炉本体上设置共振式消声器，减小了通过烟囱向外传播的炉腔噪声，达到减小排气噪声的目的。

附图说明

图1是低噪余热锅炉的结构示意图；

图2是双面穿孔吸声板的结构示意图；

图3是双面穿孔吸声体的结构示意图；

图4是衬板a的结构示意图；

图5是单面穿孔吸声结构的结构示意图；

图6是衬板b的结构示意图。

附图中的标记为：1-余热锅炉本体，2-高压过热器，3-高压蒸发器，4-低压过热器，5-高压省煤器，6-低压蒸发器，7-除氧蒸发器，8-凝结水加热器，9-烟囱，10-共振式消声器，11-穿孔吸声装置，12-双面穿孔吸声板，13-双面穿孔吸声体，14-单面吸声结构，15-穿孔板，16-衬板a，17-吸声空腔，18-内衬管，19-衬板b。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本发明的实施例1：一种低噪余热锅炉，包括余热锅炉本体1，余热锅炉本体1中从下到上依次设有高压过热器2、高压蒸发器3、低压过热器4、高压省煤器5、低压蒸发器6、除氧蒸发器7和凝结水加热器8，余热锅炉本体1上方设有烟囱9，与烟囱9相连接的余热锅炉本体1上部设有共振式消声器10，高压过热器2、高压蒸发器3、低压过热器4、高压省煤器5、低压蒸发器6和除氧蒸发器7上方的吸声空腔内均设有穿孔吸声装置11。所述的共振式消声器10由并排设置的双面穿孔吸声板12和设于与烟囱9相连接的余热锅炉本体1上侧内壁上的单面吸声结构14组成。所述双面穿孔吸声板12由4块不同共振频率的双面穿孔吸声体13叠加组成。相邻两块双面穿孔吸声板12之间的间距为1m，双面穿孔吸声板12的高度为2m。双面穿孔吸声体13和穿孔吸声装置11均包括两个穿孔板15和一个衬板a16，穿孔板15贴合于衬板a16的两侧，衬板a16紧贴穿孔板15的两侧均为槽型结构，使得穿孔板15和衬板a16之间形成吸声空腔17；单面吸声结构14包括一个穿孔板15和一个衬板b19，衬板b19紧贴穿孔板15的一侧为槽型结构，使得穿孔板15和衬板b19之间形成吸声空腔17。穿孔吸声装置11分别沿高压过热器2、高压蒸发器3、低压过热器4、高压省煤器5、低压蒸发器6和除氧蒸发器7上方吸声空腔的对角线方向设置且垂直与水平面。分别设置于高压过热器2、高压蒸发器3、低压过热器4、高压省煤器5、低压蒸发器6和除氧蒸发器7上方吸声空腔内的穿孔吸声装置11上的孔径、板厚、内衬管长度、穿孔率和内腔深度均不完全相同。穿孔板15上的穿孔内设有内衬管18。

其中设置于余热锅炉的高压过热器2上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为1mm；穿孔板15上的孔径为5mm；穿孔板15上的穿孔率为0.25%。吸声空腔17的深度为230mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中设置于余热锅炉的高压蒸发器3上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为1mm；穿孔板15上的孔径为4mm；穿孔板15上的穿孔率为0.3%。吸声空腔17的深度为230mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中设置于余热锅炉的低压过热器4上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为2mm；穿孔板15上的孔径为4mm；穿孔板15上的穿孔率为0.3%。吸声空腔17的深度为220mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中设置于余热锅炉的高压省煤器5上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为2mm；穿孔板15上的孔径为4mm；穿孔板15上的穿孔率为0.3%。吸声空腔17的深度为200mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中设置于余热锅炉的低压蒸发器6上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为2mm；穿孔板15上的孔径为3mm；穿孔板15上的穿孔率为0.3%。吸声空腔17的深度为200mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中设置于余热锅炉的除氧蒸发器7上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为2mm；穿孔板15上的孔径为3mm；穿孔板15上的穿孔率为0.35%。吸声空腔17的深度为200mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中组成的双面穿孔吸声板12的4块不同共振频率的双面穿孔吸声体13的孔径依次为13mm、13mm、13mm和12mm；其穿孔板15板厚均为2mm；内衬管18的长度均为7mm；穿孔板15上的穿孔率依次为0.4%、0.45%、0.5%和0.55%；吸声空腔17的深度均为200mm；每块双面穿孔吸声体13的板高均为0.5m，板间距均为1m。

本发明的实施例2：一种低噪余热锅炉，包括余热锅炉本体1，余热锅炉本体1中从下到上依次设有高压过热器2、高压蒸发器3、低压过热器4、高压省煤器5、低压蒸发器6、除氧蒸发器7和凝结水加热器8，余热锅炉本体1上方设有烟囱9，与烟囱9相连接的余热锅炉本体1上部设有共振式消声器10，高压过热器2、高压蒸发器3、低压过热器4、高压省煤器5、低压蒸发器6和除氧蒸发器7上方的吸声空腔内均设有穿孔吸声装置11。所述的共振式消声器10由并排设置的双面穿孔吸声板12和设于与烟囱9相连接的余热锅炉本体1上侧内壁上的单面吸声结构14组成。所述双面穿孔吸声板12由8块不同共振频率的双面穿孔吸声体13叠加组成。相邻两块双面穿孔吸声板12之间的间距为1m，双面穿孔吸声板12的高度为4m。双面穿孔吸声体13和穿孔吸声装置11均包括两个穿孔板15和一个衬板a16，穿孔板15贴合于衬板a16的两侧，衬板a16紧贴穿孔板15的两侧均为槽型结构，使得穿孔板15和衬板a16之间形成吸声空腔17；单面吸声结构14包括一个穿孔板15和一个衬板b19，衬板b19紧贴穿孔板15的一侧为槽型结构，使得穿孔板15和衬板b19之间形成吸声空腔17。穿孔吸声装置11分别沿高压过热器2、高压蒸发器3、低压过热器4、高压省煤器5、低压蒸发器6和除氧蒸发器7上方吸声空腔的对角线方向设置且垂直于水平面。分别设置于高压过热器2、高压蒸发器3、低压过热器4、高压省煤器5、低压蒸发器6和除氧蒸发器7上方吸声空腔内的穿孔吸声装置11上的孔径、板厚、内衬管长度、穿孔率和吸声空腔深度均不完全相同。穿孔板15上的穿孔内设有内衬管18。

其中设置于余热锅炉的高压过热器2上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为1mm；穿孔板15上的孔径为2mm；穿孔板15上的穿孔率为0.1%。吸声空腔17的深度为300mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为10mm。

其中设置于余热锅炉的高压蒸发器3上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为1mm；穿孔板15上的孔径为4mm；穿孔板15上的穿孔率为0.3%。吸声空腔17的深度为230mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中设置于余热锅炉的低压过热器4上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为2mm；穿孔板15上的孔径为4mm；穿孔板15上的穿孔率为0.3%。吸声空腔17的深度为220mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中设置于余热锅炉的高压省煤器5上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为2mm；穿孔板15上的孔径为4mm；穿孔板15上的穿孔率为0.3%。吸声空腔17的深度为200mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中设置于余热锅炉的低压蒸发器6上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为2mm；穿孔板15上的孔径为3mm；穿孔板15上的穿孔率为0.3%。吸声空腔17的深度为200mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中设置于余热锅炉的除氧蒸发器7上方的穿孔吸声装置11，其穿孔板15的厚度为2mm；穿孔板15上的孔径为3mm；穿孔板15上的穿孔率为0.35%。吸声空腔17的深度为200mm。穿孔处设置的内衬管18的长度为7mm。

其中组成的双面穿孔吸声板12的4块不同共振频率的双面穿孔吸声体13的孔径依次为12mm、13mm、14mm和14mm；其穿孔吸声板15板厚均为3mm；内衬管18的长度均为8mm；穿孔板15上的穿孔率依次为0.4%、0.5%、0.45%和0.55%；吸声空腔17的深度均为210mm；每块双面穿孔吸声体13的板高均为0.5m，板间距均为1m。

本发明的工作原理：余热锅炉本体1内的高压过热器2、高压蒸发器3、低压过热器4、高压省煤器5、低压蒸发器6、除氧蒸发器7和凝结水加热器8上部的吸声空腔内均设置穿孔吸声装置11，该穿孔吸声装置11是由两个有一定穿孔率的穿孔板15和一个衬板a16组成并形成两个吸声空腔17，该结构实质上是共振吸声结构的一种应用，其理论基础为赫姆霍兹共振器原理。穿孔板15上的内衬管18中的空气柱做类似活塞，具有一定的声质量，吸声空腔17类似于空气弹簧，具有一定的弹性，二者组成一个共振系统。当声波传至孔口时，在声波作用下空气柱便产生振动，振动时的摩擦阻尼使一部分声能转换为热能耗散掉，同时由于声阻抗的突然变化，一部分声能将反射回声源。最终达到吸收锅炉内部的噪声、减少噪声在锅炉内部的传播、消除锅炉内的声腔共振的目的。

在余热锅炉的炉腔与烟囱的连接处设置余热锅炉共振式消声器，当烟气从炉腔流向烟囱时，烟气被双面穿孔吸声板12分割为若干个区域。在赫姆霍兹共振器的原理的理论支持下，双面穿孔吸声板12和单面吸声结构14均可使炉腔内的声波在共振频率附近阻抗得不到匹配，并将大部分声能量向声源反射回去，其余小部分能量继续传播，从而起到消声器的作用，以达到减少锅炉本体传入烟囱的噪声的目的。

Claims (5)

1.一种低噪余热锅炉，包括余热锅炉本体（1），余热锅炉本体（1）中从下到上依次设有高压过热器（2）、高压蒸发器（3）、低压过热器（4）、高压省煤器（5）、低压蒸发器（6）、除氧蒸发器（7）和凝结水加热器（8），余热锅炉本体（1）上方设有烟囱（9），其特征在于：与烟囱（9）相连接的余热锅炉本体（1）上部设有共振式消声器（10）；高压过热器（2）、高压蒸发器（3）、低压过热器（4）、高压省煤器（5）、低压蒸发器（6）和除氧蒸发器（7）上方的空腔内均设有穿孔吸声装置（11），所述的共振式消声器（10）由并排设置的双面穿孔吸声板（12）和设于与烟囱（9）相连接的余热锅炉本体（1）上侧内壁上的单面吸声结构（14）组成，所述双面穿孔吸声板（12）由3～8块不同共振频率的双面穿孔吸声体（13）叠加组成，双面穿孔吸声体（13）和穿孔吸声装置（11）均包括两个穿孔板（15）和一个衬板a（16），穿孔板（15）贴合于衬板a（16）的两侧，衬板a（16）紧贴穿孔板（15）的两侧均为槽型结构，使得穿孔板（15）和衬板a（16）之间形成吸声空腔（17）；单面吸声结构（14）包括一个穿孔板（15）和一个衬板b（19），衬板b（19）紧贴穿孔板（15）的一侧为槽型结构，使得穿孔板（15）和衬板b（19）之间形成吸声空腔（17），穿孔板（15）上的穿孔内设有内衬管（18），所述内衬管（18）的长度为5～10mm。

2.根据权利要求1所述的低噪余热锅炉，其特征在于：相邻两块双面穿孔吸声板（12）之间的间距为0.5～2m，双面穿孔吸声板（12）的高度为1～5m。

3.根据权利要求1所述的低噪余热锅炉，其特征在于：穿孔板（15）的厚度为1～5mm，穿孔板（15）上的穿孔率为0.1%～1%，穿孔板（15）上的穿孔孔径为2～30mm；吸声空腔（17）的纵向深度为150mm～300mm。

4.根据权利要求1所述的低噪余热锅炉，其特征在于：穿孔吸声装置（11）分别沿高压过热器（2）、高压蒸发器（3）、低压过热器（4）、高压省煤器（5）、低压蒸发器（6）和除氧蒸发器（7）上方吸声空腔的对角线方向设置且垂直于水平面。

5.根据权利要求1或4所述的低噪余热锅炉，其特征在于：分别设置于高压过热器（2）、高压蒸发器（3）、低压过热器（4）、高压省煤器（5）、低压蒸发器（6）和除氧蒸发器（7）上方吸声空腔内的穿孔吸声装置（11）上的孔径、板厚、内衬管长度、穿孔率和吸声空腔深度均不完全相同。