引言

某公司兩條5000t/d熟料生產(chǎn)線配套建設(shè)純低溫余熱電站，將余熱回收轉(zhuǎn)變?yōu)殡?span>能回用于生產(chǎn)。汽輪機(jī)采用國產(chǎn)純凝汽汽輪機(jī)組，裝機(jī)功率分別為6MW、9MW各一臺(tái)，工作蒸汽參數(shù)為1.25MPa-300℃。來自余熱鍋爐的主蒸汽經(jīng)隔離閥、速關(guān)閥進(jìn)入汽輪機(jī)高壓部分蒸汽室，然后由調(diào)節(jié)汽閥控制進(jìn)入汽輪機(jī)通流部分，蒸汽膨脹做功后，乏汽排人凝汽器凝結(jié)成水，再由凝結(jié)水泵泵出至除氧器。蒸汽管道多處裝有疏水管道，當(dāng)有不合格的蒸汽和冷凝水積存需要外排時(shí)，可打開閥門向空排出。但疏水排汽時(shí)存在噪聲超標(biāo)的問題，為了改變這種狀況，我們制作了一套消音降噪裝置，對(duì)其實(shí)施了優(yōu)化改造。

在預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)線上，燒成系統(tǒng)運(yùn)行的波動(dòng)以及用電負(fù)荷的波動(dòng)常常影響余熱電站汽水系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，與常規(guī)電站相比，其汽水系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)整更頻繁、隨機(jī)性更強(qiáng)。

另外，燒成系統(tǒng)發(fā)生事故的時(shí)間不確定、且迅速，開啟和停機(jī)過程時(shí)間短暫，相比之下，電站的運(yùn)行調(diào)整時(shí)間則相對(duì)較長。余熱電站與燒成系統(tǒng)之間存在著協(xié)調(diào)運(yùn)行的這種矛盾，通常表現(xiàn)為燒成系統(tǒng)出現(xiàn)故障就會(huì)影響蒸汽質(zhì)量，汽水系統(tǒng)就必須進(jìn)行疏水操作。

原設(shè)計(jì)的疏水管道排汽工藝為對(duì)空直排，每次外排都是高能量的外排，不但聲音尖銳刺耳，而且持續(xù)時(shí)間很長。經(jīng)多次檢測(cè)，表壓為1kg/cm2的過熱蒸汽，從疏水管道排向大氣，其速度就可以達(dá)到570～600m/s，而對(duì)于飽和蒸汽，其速度也可達(dá)到470～480m/s，大大超過聲速340m/s，疏水排汽產(chǎn)生的噪聲基本上都在115～135dB(A)之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了我國所頒布的《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的數(shù)值。

為了把疏水排汽噪聲控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，我們?cè)趨⒖茧娏Α⒒ぁ⑹汀⒁苯鸬刃袠I(yè)多種消音降噪工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，博采眾長，制作了一套消音降噪裝置，并把它運(yùn)用在汽水系統(tǒng)的蒸汽疏水排汽管道上。

2.1 消音降噪裝置的設(shè)計(jì)方案

(1)工作原理。

采用多級(jí)節(jié)流和小孔噴注的消聲手段，通過消音降噪系統(tǒng)內(nèi)部兩層空間的壓力釋放，最大程度地降低疏水外排的壓力，降低疏水外排的噪音，總消聲量能夠達(dá)到30～45dB(A)。高壓蒸汽在消音降噪系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)過噴吹管一次控流后進(jìn)入擴(kuò)容降壓腔，形成低壓蒸汽后從內(nèi)層管小孔噴出進(jìn)入控流降噪腔。在此過程中，氣流內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化成某種頻率的聲能，其噪聲大為削弱。在控流降噪腔內(nèi)的蒸汽經(jīng)再一次擴(kuò)容后，從外層管小孔噴出，最大程度地降低剩余噪聲。

(2)蒸汽管道疏水消音降噪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

根據(jù)蒸汽管道疏水消音降噪技術(shù)工作原理，優(yōu)化消音降噪系統(tǒng)組成部分的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀。優(yōu)化后的系統(tǒng)主要由噴吹管、擴(kuò)容降壓腔、控流降噪腔組成，見圖1。

1-右端板；2-內(nèi)層管；3-外層管；4-左端板；5一端蓋；6一噴吹管

圖1 蒸汽管道疏水消音降噪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

噴吹管選用ф25mm無縫鋼管，長度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，厚度3mm；擴(kuò)容降壓腔主體選用ф108mm無縫鋼管作為內(nèi)層管，長度800mm，厚度4mm；控流降噪腔主體選用中219mm無縫鋼管作為外層管，長度700mm，厚度5mm；外層管兩端采用86mm鋼板既作為鋼管封頭端蓋，也作為消音降噪系統(tǒng)的支腳。噴吹管從內(nèi)層ф108mm鋼管的端面86mm端蓋中心插入。

(3)優(yōu)化蒸汽管道疏水消音降噪系統(tǒng)的制作工藝。

在內(nèi)層管右側(cè)700mIn范圍管壁均布272個(gè)中3mm通孔，在外層管管壁均布396個(gè)①3mm通孔。消音降噪系統(tǒng)右端板分別與內(nèi)層管、外層管的端面連續(xù)焊接。施焊時(shí)先焊接內(nèi)層管外壁和右端板連接處，質(zhì)量檢驗(yàn)合格后再焊接外層管外壁和右端板連接處。

消音降噪系統(tǒng)左端板與外層管端面需要連續(xù)焊接，內(nèi)層管穿過左端板內(nèi)孔后，結(jié)合部分需要連續(xù)焊接。消音降噪系統(tǒng)端蓋與內(nèi)層管的端面采用連續(xù)焊接，端蓋內(nèi)孔和噴吹管連接處也采用連續(xù)焊接，此處應(yīng)保證端蓋右面和噴吹管右端面的距離為15mm，以保證噴吹效果。

(4)蒸汽管道疏水消音降噪系統(tǒng)優(yōu)化質(zhì)量的保證。

為保證消音降噪效果，消音降噪系統(tǒng)工藝優(yōu)化的加工制作質(zhì)量尤為重要。首先是選材。所有材料采用不銹鋼制造，以防止變形、生銹、結(jié)垢等問題影響使用效果。其次是加工。內(nèi)層管和外層管管壁的中3mm通孔需要采用臺(tái)式鉆床機(jī)械鉆孔加工后進(jìn)行精鉸、倒角，以保證內(nèi)孔壁的表面粗糙度不高于Ra1.6；內(nèi)層管和外層管的端面、左端板和端蓋內(nèi)孔需要車削加工，在保證表面粗糙度不超過Ra3.2的基礎(chǔ)上留出焊接坡口。焊接前要詳細(xì)制訂焊接工藝方案，焊接時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行焊接規(guī)范，確保焊接質(zhì)量。

特別注意的是施焊前焊條要烘烤，必須經(jīng)150-200℃左右烘干1.5～2h，烘干后放入保溫筒中保溫，隨用隨取。焊件需要預(yù)熱，施焊前用氧一乙炔焰對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱至45～50℃。焊接時(shí)每層厚度控制在0.5～1mm之間，層間要及時(shí)清理焊縫上的熔渣和缺陷，焊縫高度控制在2～3mm。

其三是氣密性打壓試驗(yàn)。制作完成后按規(guī)范進(jìn)行氣密性打壓試驗(yàn)，嚴(yán)禁出現(xiàn)微裂紋、滲水等缺陷。

2.2 實(shí)施方法

(1)安裝使用方法。

蒸汽管道疏水消音降噪系統(tǒng)的外層管管壁均布的396個(gè)中3mm通孔，既作為降噪噴注小孔，同時(shí)兼具排水功能，因此不需要再配備放水閥門，安裝非常方便。消音降噪系統(tǒng)整體可以直接水平放置在地面上，并把它加裝在水泥窯余熱電站蒸汽管道的各疏水管排空口上，采用直接焊接、法蘭連接、螺紋連接三種方式中的任何一種方式將疏水管道與消音降噪系統(tǒng)的噴吹管連接，安裝完成后把消音降噪系統(tǒng)的支腳固定在地面上。

在余熱電站蒸汽管道需要疏水操作時(shí)，崗位人員只需打開疏水管道上的閥門，蒸汽管道中不合格的蒸汽就會(huì)經(jīng)過疏水管道再經(jīng)過消音降噪系統(tǒng)排放。蒸汽管道疏水消音降噪系統(tǒng)安裝示意圖見圖2，實(shí)景圖見圖3。

(2)安裝注意事項(xiàng)。

在安裝前應(yīng)檢查內(nèi)部有無雜物、小孔有無堵塞。消聲降噪系統(tǒng)噴吹管和疏水管道排空口之間應(yīng)有一段膨脹彎管以吸收熱膨脹，外層管下部應(yīng)制作安裝一個(gè)簡易的接水盤，并將排水Vl暢通接到地溝。外層管外面需要用薄板制作安全兼防雨的防護(hù)罩一只，以防蒸汽傷人。為巡檢、維修拆裝方便，防護(hù)罩建議采用螺紋連接。

蒸汽管道疏水消音降噪系統(tǒng)優(yōu)化改造實(shí)施后，疏水排汽時(shí)噪聲再也沒有超過83dB(A)，降噪效果非常明顯，優(yōu)化改造取得預(yù)期效果，實(shí)現(xiàn)了蒸汽管道疏水排放時(shí)消音降噪的目的，既改善了廠區(qū)的工作環(huán)境和周邊居民的生活質(zhì)量，又使排放噪音控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

蒸汽管道疏水消音降噪技術(shù)根據(jù)抗、噴、阻復(fù)合消聲原理所研制，整個(gè)工藝系統(tǒng)具有消聲量大、體積小、重量輕、不易腐蝕及安裝方便的優(yōu)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)施、效果明顯的特點(diǎn)，非常適用于同類型行業(yè)消音降噪的優(yōu)化改造，具有廣闊的推廣前景。

作者：胡慶銀，賈忠

來源：《山東東華水泥有限公司》

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