
汽動(dòng)加熱器的運(yùn)行噪聲是重要的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)之一。國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于噪聲的規(guī)定是:每個(gè)工作日接觸時(shí)間8小時(shí),允許噪聲85dB(A);每個(gè)工作日接觸時(shí)間4小時(shí),允許噪聲88dB(A);每個(gè)工作日接觸時(shí)間2小時(shí),允許噪聲91dB(A);每個(gè)工作日接觸時(shí)間1小時(shí),允許噪聲94dB(A)。
傳統(tǒng)的汽水噴射器之所以不能推廣應(yīng)用,原因之一是其運(yùn)行噪聲大,當(dāng)然還有變工況適應(yīng)性差,負(fù)荷不可調(diào)及要求蒸汽參數(shù)高等缺點(diǎn)。汽動(dòng)加熱器第三代及以前產(chǎn)品對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)有了改進(jìn),但必須準(zhǔn)確掌握客戶的蒸汽壓力、水系統(tǒng)高度及阻力、供回水溫度、散熱器特性等參數(shù)的前提下,運(yùn)用專用的計(jì)算軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,才能滿足額定工況要求。而變工況下的噪聲問題一直未得到根本解決,因而無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的系列化。汽動(dòng)加熱器運(yùn)行噪聲問題的機(jī)理分析和防范對(duì)策是技術(shù)上的一道難題。經(jīng)過深入的研究揭示:噪聲分為第一類噪聲和第二類噪聲,在此作進(jìn)一步分析:
在汽動(dòng)加熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中有蒸汽噴嘴,流過蒸汽噴嘴的蒸汽的流動(dòng)狀態(tài)決定著汽動(dòng)加熱器的運(yùn)行效果和運(yùn)行噪聲的大小。一般地,在噴嘴的出口設(shè)計(jì)成超臨界即超聲速狀態(tài),在設(shè)計(jì)流速附近蒸汽的膨脹度與流速相對(duì)應(yīng),不會(huì)產(chǎn)生派生壓力波現(xiàn)象。兩相流室的汽水混合物具有理想的體積和流速,汽水動(dòng)量交換充分,蒸汽凝結(jié)速率合理,結(jié)果是動(dòng)力足、噪聲低。
當(dāng)噴嘴兩端的壓差(焓降)小于設(shè)計(jì)值時(shí),蒸汽在噴嘴內(nèi)膨脹過度,在出口產(chǎn)生逆向傳遞的壓力波(沖波),使出口流速大為降低,沒有足夠的動(dòng)量傳遞給水,會(huì)使循環(huán)惡化。由于水流速的減慢,使兩相流室內(nèi)產(chǎn)生汽化,同時(shí)伴隨著嚴(yán)重的振動(dòng)和低頻噪聲,這種噪聲被稱為第一類噪聲。隨著循環(huán)的進(jìn)一步惡化,嚴(yán)重時(shí)就會(huì)出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。所謂死機(jī)現(xiàn)象就是指循環(huán)忽然停止,蒸汽進(jìn)入系統(tǒng)后分別向兩個(gè)方向流動(dòng),現(xiàn)象上是聲音突然消失.這種情況很危險(xiǎn)會(huì)造成系統(tǒng)超溫,損壞某些部件,釀成事故.此時(shí)必須立即停止進(jìn)汽,分析原因,采取對(duì)策。
當(dāng)噴嘴兩端的壓差(焓降)大于設(shè)計(jì)值時(shí),蒸汽在噴嘴內(nèi)沒有完全完成膨脹過程,在出口處產(chǎn)生向外傳遞的壓力波。蒸汽繼續(xù)膨脹,這種膨脹沒有確定的作功方向,只是大大延緩了凝結(jié)速度,在兩相流室內(nèi)不能夠完成凝結(jié)過程,嚴(yán)重時(shí)大量的蒸汽汽泡流出設(shè)備,進(jìn)入系統(tǒng)產(chǎn)生不受控的無規(guī)則凝結(jié),因此產(chǎn)生了刺耳的高頻噪聲,這種噪聲被稱為第二類噪聲。一般說來,出現(xiàn)此類噪聲,系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象。
由以上分析知,要使運(yùn)行噪聲降低必須讓噴嘴的前后壓差接近于設(shè)計(jì)值。因?yàn)橄到y(tǒng)定壓是不變的,因此要求蒸汽的工作壓力不變。這里所說的蒸汽工作壓力是指噴嘴前的工作壓力。第三代以前產(chǎn)品和傳統(tǒng)噴射器改變負(fù)荷的方法恰恰就是通過改變此壓力實(shí)現(xiàn),可見,噪聲振動(dòng)在所難免。要實(shí)現(xiàn)低噪聲條件下熱負(fù)荷的調(diào)整唯一正確的方法是改變噴嘴的面積。
系統(tǒng)運(yùn)行工況的變化是頻繁的,變化的原因有:天氣的變化,一戶一表用戶的調(diào)節(jié)及蒸汽壓力的波動(dòng)等,要使產(chǎn)品瞬時(shí)適應(yīng)千變?nèi)f化的運(yùn)行工況,技術(shù)上十分復(fù)雜,需要投入較大的科研力量和資金。
青島高遠(yuǎn)熱能動(dòng)力設(shè)備有限公司在進(jìn)行了充分的理論與實(shí)踐探索后提出兩套解決方案:
方案一:汽動(dòng)加熱器第四代技術(shù),運(yùn)用自力式調(diào)節(jié)原理,自動(dòng)感應(yīng)進(jìn)汽量的大小,適時(shí)改變蒸汽噴嘴的進(jìn)汽面積,使噴嘴前的蒸汽壓力維持基本穩(wěn)定。在單臺(tái)供熱能力為6萬平方米以下的型號(hào)獲得成功,取得了用戶的廣泛贊揚(yáng)。
方案二:汽動(dòng)加熱器第五代技術(shù),運(yùn)用現(xiàn)有蒸汽穩(wěn)壓技術(shù),保證噴嘴前后的壓力穩(wěn)定。同時(shí)運(yùn)用放大反饋調(diào)節(jié)原理,根據(jù)負(fù)荷變化要求,改變噴嘴進(jìn)汽面積。第五代技術(shù)采用多通道結(jié)構(gòu),使單臺(tái)供熱能力增加至42萬平方米,而調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)反而大大簡(jiǎn)化,用很小的調(diào)節(jié)閥就能實(shí)現(xiàn)對(duì)大進(jìn)汽量的調(diào)節(jié)。
結(jié)束語:隨著汽動(dòng)加熱器變工況噪聲問題解決,產(chǎn)品開始實(shí)現(xiàn)系列化生產(chǎn),可以預(yù)見其廣闊的應(yīng)用前景。
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