CFB锅炉风机房噪声机理及控制研究

摘要

随着人们生活品质的不断提高，噪声污染越来越受到社会的广泛重视。国内某电厂高负荷工况下厂界夜间噪声达到59dB(A)，超过国家规定，调查发现强噪声源自＃4机组锅炉风机房。因此，针对该电厂高负荷工况下厂界噪声超标的问题，以及国内外对于噪声机理及控制技术研究的迫切性，必须对其进行测量、分析和控制研究，采取措施进行降噪处理。
　　本文以循环流化床（CFB）锅炉风机房内噪声源作为研究对象，首先对风机空气动力性噪声、风机机械噪声、电动机噪声、管道湍流噪声和阀门节流噪声等产生机理进行分析。通过对厂界、锅炉风机房以及风机房内主要声源进行现场噪声测量，应用能量分析和频谱特征分析法，研究了CFB锅炉风机房内声源频率特性、发声机理和声场分布情况。通过测量风机房外一定范围内的声压级，根据Stueber方法，计算出整个风机房的声功率级，为后续构建锅炉风机房声场模型提供数据支撑。
　　其次，研究CFB锅炉风机房噪声声场分布规律和传播过程中衰减因素，得到各频程的综合衰减量、声源参数和传播过程参数，基于声波叠加原理和流体介质波动方程，建立锅炉风机房声场模型，并将该声场模型的仿真计算结果与现场实测数据进行对比验证。结果表明：仿真结果与测量结果的平均相对误差为8.25％，满足工程应用要求，此模型可用于CFB锅炉风机房的噪声控制。
　　应用CFB锅炉风机房声场模型对吸声、消声和隔声等噪声控制方案进行研究，同时进行多目标优化、系统动态分析以及技术经济性分析，结合声源噪声机理分析，最终确定采用在一次和二次风机的进气口管道安装阻抗复合式消声器，将流化风机的进气管道直径加粗并安装片式阻性消声器，同时在锅炉风机房内表面安装吸声材料、空中悬挂吸声频带宽的薄型塑料盒式吸声体的方案来控制噪声。
　　CFB锅炉风机房采取上述噪声控制方案后，应用NR-80曲线分析传播到厂界的噪声是否达到控制指标。最后，根据 CFB锅炉风机房噪声控制方案效果预测的基本原理，利用MATLAB软件编制相应的噪声控制预测程序，代入实际相关参数，计算得到：高负荷工况下风机房噪声达到82.68dB(A)，厂界测点声压级为53.95dB(A)。预测结果表明，针对该CFB锅炉风机房采取此噪声控制方案能够满足噪声控制指标。
　　本文的研究成果可以为声源众多、分布面广和污染影响大的工业噪声控制提供新的思路和对策，对目前已建成厂房的噪声优化控制有较强的理论指导和技术参考意义。

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1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外噪声控制技术研究现状

1.3 噪声的声学特性

1.4 噪声控制的主要方法

1.5 本论文的主要研究内容

2 CFB锅炉风机房内声源噪声产生机理分析

2.1 风机噪声产生机理分析

2.2 电动机噪声产生机理分析

2.3 管道噪声产生机理分析

2.4 本章小结

3 CFB锅炉风机房噪声测量及声源特征分析

3.1 CFB锅炉风机房噪声状况

3.2 电厂厂界噪声测量

3.3 CFB锅炉风机房噪声测量

3.4 CFB锅炉风机房声源特征分析

3.5 CFB锅炉风机房声源特征分析结果

3.6 本章小结

4 CFB锅炉风机房声场模型的建立和分析

4.1 声波的叠加

4.2 CFB锅炉风机房噪声声场声压级计算

4.3 CFB锅炉风机房噪声传播过程衰减量计算

4.4 CFB锅炉风机房声场模型的建立

4.5 模型验证及相对误差分析

4.6 本章小结

5 CFB锅炉风机房噪声控制方案的制定及效果预测

5.1 CFB锅炉风机房噪声控制方案分析

5.2 CFB锅炉风机房噪声控制方案

5.3 传播途径的噪声分析及控制

5.4 CFB锅炉风机房噪声控制方案的效果预测

5.5 本章小结

6 结论与继续研究建议

附录

附录1 CFB锅炉风机房外测点噪声测量结果

附录2 CFB锅炉风机房噪声控制效果预测程序

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及实习期间参与科研项目

致谢