CN104017925B - 自动可调式消声整流栅 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动可调式消声整流栅，所述消声整流栅包括安装在管状壳体3内的穿孔碟形板1、安装在穿孔碟形板下游的整流筒2、安装在穿孔碟形板上游的导流芯锥5及支撑导流芯锥5的导流角板6。本发明的自动可调式消声整流栅的压力损失可满足高炉生产要求，使煤气减压阀组及所处管道系统的噪声和振动降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动可调式消声整流栅，特别是一种与煤气减压阀组配套使用于高炉煤气净化与回收系统的自动可调式消声整流栅。
背景技术
高炉煤气减压阀组是高炉煤气净化与回收系统中的重要设备，经过净化的高炉煤气通常要经过高炉煤气减压阀组，压力由0.13～0.27Mpa降至10～13Kpa，之后投入使用。高炉煤气减压阀组在降压过程中产生强烈的噪声和振动，高炉煤气减压阀组旁噪声通常可以达到120～135dBA，严重污染厂区环境，妨碍工人对声音信号的接收进而影响安全生产，还常常导致厂界噪声超标，影响百姓生活。强烈的振动既污染环境又降低设备寿命，甚至可以导致管道开裂发生安全事故。
目前采用的控制噪声与振动的方法是在高炉煤气减压阀组周围加装隔声罩，在减压阀组下游加装阻性消声器，对减压阀组两端管道及消声器壳体进行隔声包扎，在减压阀组与消声器下部加装减振器或减振垫，在减压阀组两端加装波纹管补偿器。但存在一些问题。1、虽然降噪效果好，但隔声罩不受欢迎，它为减压阀组的维修和更换带来麻烦，而且一旦减压阀组发生煤气泄漏，隔声罩上通风装置难以将罩内死角残存煤气排尽。2、减振器或减振垫仅有隔振作用，减压阀组与管道系统本身振动加速度并未降低。减振器或减振垫主要隔绝垂向振动，减压阀组主振方向却是轴向。3、波纹管补偿器虽然可以隔绝轴向振动，但不能降低减压阀组本身轴向振动加速度。而且波纹管补偿器易坏，更换麻烦。
发明内容
为了解决上述所有问题，提出了一种自动可调式消声整流栅，加入该自动可调式消声整流栅后，煤气减压阀组及所处管道系统的噪声和振动降低，从源头上控制噪声与振动。其技术方案如下：
一种自动可调式消声整流栅，所述消声整流栅包括安装在管状壳体内的穿孔碟形板、安装在穿孔碟形板下游的整流筒、安装在穿孔碟形板上游的导流芯锥及支撑导流芯锥的导流角板。
其中，穿孔碟形板具有两个分体碟形板件，两个分体碟形板件面对面布置形成空心腔体，每个分体蝶形板件上都均匀开设直径为20～60mm的孔，每个分体碟形板件上孔的总通流面积占管状壳体通流面积的5～20%。
其中，穿孔碟形板为电动或液动控制，穿孔碟形板在高炉处于正常工况时关闭，在高炉需要进入常压状态时打开。对于炉容为1000m3以上的高炉，正常工况炉顶压力为0.13～0.28Mpa；常压状态指开炉或休风时炉顶压力较低的状态。当高炉出现故障需要将炉顶压力迅速降低，炉顶压力降低后也称为常压状态，常压状态炉顶压力为0.03～0.05Mpa。
其中，整流筒为1-3个，每个整流筒包括圆台形管壳和局部封头，局部封头为碟形或椭圆形，其在圆台形管壳的小径端与圆台形管壳通过焊缝连接，圆台型管壳的锥角为60～140°，圆台形管壳的大径端面对穿孔碟形板并与管状壳体相焊。
其中，整流筒上均匀开设直径为20～60mm的孔，孔的总通流面积占管状壳体通流面积的10～25%。
其中，整流筒的圆台形管壳及局部封头上均匀开设直径为20～60mm的孔，孔的总通流面积占管状壳体通流面积的10～25%。
其中，所述导流芯锥包括圆台形管壳和局部球形封头，局部球形封头在导流芯锥的圆台形管壳的小径端与圆台形管壳通过焊缝连接，圆台形管壳锥角为60～100°，导流芯锥的圆台形管壳的大径端面对穿孔碟形板布置。
其中，导流角板采用角钢制成，角钢的夹角为90°，或导流角板用钢板相焊而成，夹角为60～90°，导流角板呈辐射状均布，为6-10个，其一端与管状壳体相焊，另一端与导流芯锥相焊，既起导流作用，又支撑导流芯锥。
自动可调式消声整流栅可以与常规煤气减压阀组配用，优选与专利《新型高炉煤气减压阀组与降噪减振成套装置》（授权公告号：CN201442954U，申请号：200920004185.8）中煤气减压阀组配用。
本发明的自动可调式消声整流栅具有如下有益效果：
（1）自动调节型消声整流栅的分压作用使得煤气减压阀组产生的噪声降低。
（2）当声波通过穿孔板时声能量衰减。尽管气流通过穿孔板时会产生噪声，但试验证明，合理设计穿孔板、孔及孔的倒角可以使副作用限制在一定程度。
（3）自动调节型消声整流栅的分压作用使得煤气减压阀组产生的激振力降低，从源头上降低了振动。当与专利《新型高炉煤气减压阀组与降噪减振成套装置》中煤气减压阀组配用时，管道系统的动态特性得到改善，振动更低。
（4）高炉处于正常工况时穿孔碟形板关闭。当需要高炉进入常压状态时，穿孔碟形板可迅速打开，此时自动调节型消声整流栅的压力损失满足高炉生产要求。
（5）来自煤气减压阀组的气流是不均匀的，最大流速接近200m/s,将更结实、更耐冲击的导流栅置于穿孔碟形板的上游可以对其保护。
附图说明
图1是本发明自动调节型消声整流栅的俯视剖开图，图中未剖开轴、轴套、填料函及电装等。
图2是A-A剖视立面图，图中未把全部孔画出。
图3是B向视图，图中未把全部孔画出。
图4是C向视图，图中未画导流栅下游部分。
图5是穿孔碟形板1的立体图。
图6是整流筒2的立体图。
图7是导流芯锥5、导流角板6及管状壳体3相互之间连接立体图。
具体实施方案
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，自动调节型消声整流栅包括安装在管状壳体3内的穿孔碟形板1、设置在穿孔碟形板1下游的整流筒2、设置在穿孔碟形板1上游导流芯锥5及支撑导流芯锥5的导流角板6。执行器4为电动或者液动控制，用来控制穿孔碟形板1的开启和关闭。
其中，穿孔碟形板1具有两个分体碟形板件，两个分体碟形板件面对面布置形成空心腔体，每个分体蝶形板件上都均匀开设直径为20～60mm的孔，每个分体碟形板件上孔的总通流面积占管状壳体通流面积的5～20%，穿孔碟形板1为电动或液动控制。穿孔碟形板1在高炉处于正常工况时关闭，在需要高炉进入常压状态时打开，此时自动调节型消声整流栅的压力损失满足要求。穿孔碟形板1的控制有高炉信号自动控制、高炉主控室远程手动控制及现场操作箱手动控制3种方式。
如图6所示，整流筒2包括圆台形管壳7和局部封头8，局部封头8为碟形或椭圆形，其在圆台形管壳7的小径端与圆台形管壳通过焊缝9连接。圆台形管壳7的锥角为60～140度，圆台形管壳7的大径端面对穿孔碟形板1并与管状壳体3相焊。所述的局部封头是指市场上通常见到的封头中间部分，可以在外购封头上切割制成，也可以专门下料冲压。
整流筒2上均匀开设直径为20～60mm的孔，孔的总面积占管状壳体3通流面积的10～25%,整流筒设1～3个。
导流芯锥5是由局部球形封头与圆台型管壳相焊而成。圆台型管壳锥角为60～100°。
导流角板6采用角钢或用钢板相焊而成，角钢的夹角为90°，当用钢板相焊而成时，角度为60～90°。导流角板6呈辐射状均布，其一端与导流芯锥5相焊，另一端与管状壳体3相焊，既起导流作用，又支撑导流芯锥5。导流芯锥5和导流角板6耐高速气流冲击，可对其下游的穿孔碟形板1起保护作用。
本发明自动调节型消声整流栅装在煤气减压阀组下游。本发明通过分压和穿孔板消声达到降低煤气减压阀组噪声的目的，不再需要隔声罩。分压还使得煤气减压阀组中激振力降低。当本发明与专利《新型高炉煤气减压阀组与降噪减振成套装置》中煤气减压阀组配用时，管道系统的动态特性得到改善。本发明从源头上降低了振动，不再需要易损的波纹管补偿器。
本发明已有工程应用。实践证明：当本发明自动调节型消声整流栅与常规煤气减压阀组配用时，煤气减压阀组噪声可降低15dB(A)以上，煤气减压阀组振动加速度降低30%以上；当本发明自动调节型消声整流栅与专利《新型高炉煤气减压阀组与降噪减振成套装置》（授权公告号：CN201442954U，申请号：200920004185.8）中煤气减压阀组配用时，与常规煤气减压阀组相比，煤气减压阀组噪声可降低30dB(A)以上，煤气减压阀组振动加速度降低70%以上。
采用本发明自动调节型消声整流栅后，只需加装消声量很小的消声器，消声器可以很短。如下游管道引向对噪声不敏感区域，可以不加消声器。
依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种自动可调式消声整流栅，其特征在于，所述消声整流栅包括安装在管状壳体(3)内的穿孔碟形板(1)、安装在穿孔碟形板下游的整流筒(2)、安装在穿孔碟形板上游的导流芯锥(5)及支撑导流芯锥(5)的导流角板(6)；穿孔碟形板(1)具有两个分体碟形板件，两个分体碟形板件面对面布置形成空心腔体，每个分体蝶形板件上都均匀开设直径为20～60mm的孔，每个分体碟形板件上孔的总通流面积占管状壳体(3)通流面积的5～20％；整流筒(2)上均匀开设直径为20～60mm的孔，整流筒(2)上的孔的总通流面积占管状壳体(3)通流面积的10～25％。
2.如权利要求1所述的自动可调式消声整流栅，其特征在于，穿孔碟形板(1)为电动或液动控制，穿孔碟形板(1)在高炉处于正常工况时关闭，在高炉需要进入常压状态时打开。
3.如权利要求1-2之一所述的自动可调式消声整流栅，其特征在于，整流筒(2)为1-3个，每个整流筒包括圆台形管壳(7)和局部封头(8)，局部封头(8)为碟形或椭圆形，其在圆台形管壳(7)的小径端与圆台形管壳通过焊缝(9)连接，圆台型管壳(7)的锥角为60～140°，圆台形管壳(7)的大径端面对穿孔碟形板(1)并与管状壳体(3)相焊。
4.如权利要求3所述的自动可调式消声整流栅，其特征在于，整流筒(2)的圆台形管壳(7)及局部封头(8)上均匀开设直径为20～60mm的孔，圆台形管壳(7)及局部封头(8)上孔的总通流面积占管状壳体(3)通流面积的10～25％。
5.如权利要求1-2之一所述的自动可调式消声整流栅，其特征在于，所述导流芯锥(5)包括圆台形管壳和局部球形封头，局部球形封头在导流芯锥(5)的圆台形管壳的小径端与圆台形管壳通过焊缝连接，圆台形管壳锥角为60～100°，导流芯锥(5)的圆台形管壳的大径端面对穿孔碟形板(1)布置。
6.如权利要求1-2之一所述的自动可调式消声整流栅，其特征在于，导流角板(6)采用角钢制成，角钢的夹角为90°，或导流角板(6)用钢板相焊而成，夹角为60～90°，导流角板(6)呈辐射状均布，为6-10个，其一端与管状壳体(3)相焊，另一端与导流芯锥(5)相焊，既起导流作用，又支撑导流芯锥(5)。
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