Диссертация (Исследование излучения шума паровыми струями различных параметров на ТЭС и разработка мероприятий по его снижению)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»На правах рукописиТараторин Андрей АндреевичИССЛЕДОВАНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ШУМА ПАРОВЫМИ СТРУЯМИРАЗЛИЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ТЭС И РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙПО ЕГО СНИЖЕНИЮСпециальность: 05.14.14 – «Тепловые электрические станции, их энергетическиесистемы и агрегаты»Диссертация на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:доктор технических наук, профессорТупов В.Б.Москва – 20152ОГЛАВЛЕНИЕВведение .......................................................................................................................... 4 Глава 1.

Математическое моделирование паровых струй ................................. 13 1.1. Механизмы генерация шума паровыми струями............................................ 13 1.2. Выбор модели турбулентности ......................................................................... 17 1.3. Описание математической модели ................................................................... 20 1.4. Результаты математического моделирования ................................................. 24 Выводы по Главе 1 .................................................................................................... 30 Глава 2. Метод определения акустического центра паровоговыброса ......................................................................................................................... 32 2.1.

Метод определения акустического центра источника шума......................... 32 2.2. Ограничения метода определения акустического центра источникашума ............................................................................................................................ 34 2.3. Применение метода определения акустического центра источникашума ............................................................................................................................ 38 2.4. Оценка погрешности определения акустического центра источникашума ............................................................................................................................

43 Выводы по Главе 2 .................................................................................................... 47 Глава 3. Распространение шума от паровых выбросов в условиях жилойзастройки....................................................................................................................... 48 3.1. Модель для анализа особенностей распространения шума от паровыхвыбросов в условиях жилой застройки ................................................................... 48 3.2.

Результаты расчетов распространения шума от паровых выбросов вусловиях жилой застройки ....................................................................................... 48 Выводы по Главе 3 .................................................................................................... 57 Глава 4. Влияние региональных климатических факторов иповерхности земли на определение требуемого снижения шума ......................

58 4.1. Определение затухания звука вследствие поглощения атмосферой ............ 58 34.2. Изменение уровней звукового давления в расчетной точке в течениегода вследствие влияния региональных климатических факторов ..................... 63 4.3. Влияние поверхности земли на изменение уровней звукового давленияв расчетной точке ...................................................................................................... 70 Выводы по Главе 4 ....................................................................................................

75 Глава 5. Снижение шума паровых выбросов глушителями .............................. 76 5.1. Отечественный и зарубежный опыт борьбы с шумом паровыхвыбросов .................................................................................................................... 76 5.2. Конструкции новых глушителей НИУ «МЭИ» .............................................. 84 5.3.

Результаты испытаний глушителей НИУ «МЭИ» на выхлопныхтрубопроводах от ГПК котла ТГМ-96А ТЭЦ-8 – филиала ПАО «Мосэнерго ... 89 5.4. Результаты испытания глушителя НИУ «МЭИ» на выхлопномтрубопроводе от БРОУ 140/13 ТЭЦ-9 – филиала ПАО «Мосэнерго» ................. 91 5.5. Оценка погрешности определения акустической эффективностипарового глушителя ..................................................................................................

93 Выводы по Главе 5 .................................................................................................... 96 Заключение ................................................................................................................... 97 Список литературы..................................................................................................... 99 Приложение А.

Заявление о соответствии расчетной программы Predictorстандарту ISO 9613-2 .............................................................................................. 112 Приложение Б. Патент на полезную модель №143480 ...................................... 115 Приложение В. Акт внедрения ............................................................................. 119 4ВВЕДЕНИЕТепловые электрические станции (ТЭС) оказывают комплексное воздействиена окружающую среду. Одним из факторов физического воздействия ТЭС являетсяшум.ШумовоевоздействиенаокружающуюсредурегламентируетсяФедеральными законами «Об охране окружающей среды» (№96-ФЗ от04.05.1999) [1], «Об охране атмосферного воздуха» (№7-ФЗ от 10.01.2002) [2] и «Овнесении изменений в Федеральный закон "Об охране окружающей среды" иотдельныезаконодательныеактыРоссийскойФедерации»(№219-ФЗот21.07.2014) [3], наряду с ионизирующем излучением, газовыми выбросами ивыбросами твердых частиц.

Шумовое воздействие, в отличие от выбросов вредныхвеществ (зола, оксиды азота и серы, бенз(а)пирен и др.) превышает санитарныенормы на меньшем расстоянии от источника и не обладает свойством накопленияв атмосфере.В литературе [4] описываются следующие аспекты воздействия шума начеловека: социальный, медицинский и экономический.Социальный аспект воздействия шума состоит в том, что в современныхкрупных городах под воздействием шума оказываются большие группы людей иоколо 60% населения проживает в условиях акустического дискомфорта. Помнению акустика Р.

Тэйлора [5] шум препятствует общению людей, обедняетжизнь и снижает нормальную активность человека.Медицинский аспект влияния шума связан с воздействием на нервную исердечно-сосудистую системы, изменением функционального состояния человека,вследствие чего возникает раздражение, утомление, агрессивность, поражениеорганов слуха и пр. Заболевания, связанные с воздействием шума, занимаютпервые места среди профессиональных болезней в энергетике.

В России их долясоставляет более чем 35% общего числа профессиональных заболеваний.Экономическийаспектобуславливаетсявлияниемшуманапроизводительность труда. При уровнях шума свыше 80 дБА каждое увеличениена 1-2 дБА вызывает снижение производительности труда не менее чем на 1%.5Экономические потери от повышенного шума в развитых странах достигаютдесятков миллиардов долларов в год. Конкурентоспособность машин в немалойстепени определяется их уровнем шума. Но чем меньше шум машины, агрегата,установки, тем, как правило, она дороже – снижение шума на один децибелобеспечивает повышение стоимости продаваемого изделия на 1% [4].Актуальность темы исследования.

Выбросы пара в атмосферу на ТЭСявляются самыми интенсивными источниками шумового воздействия наокружающую среду. Как правило выбросы пара обуславливаются технологическойнеобходимостью и сопряжены с обеспечением нормальной безаварийной работыосновного и вспомогательного оборудования электрических станций.

Выбросыпара имеют место при: работередукционно-охладительныхустановок(РОУ)ибыстродействующих редукционно-охладительных установок (БРОУ); парокислородной предпусковой очистке внутренних поверхностейкотлов; продувках линий обеспаривания турбин; работе паровых эжекторов; продувках пароперегревателей энергетических котлов; растопках котлов; срабатывании главных предохранительных клапанов (ГПК) и клапановпромежуточного перегрева пара и других случаях.Измерения уровней звукового давления (УЗД) показывают, что при выбросахпара с избыточным давлением на срезе выхлопного трубопровода уровни шума нарасстоянии 15 м от выхлопа превышают порог начала необратимых изменений ворганизме человека, составляющий 130 дБА (132 дБА согласно измерениям [6]), ауровни шума при выбросах пара с атмосферным давлением на срезе выхлопноготрубопровода существенно превышают допустимые нормы в 80 дБА длятерритории предприятий (99 дБА согласно измерениям [7]).В крупных городах России для обеспечения населения теплом (отопление,горячее водоснабжении, вентиляция) используются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ),6которые располагают в непосредственной близости от жилых районов, поэтомувыбросы пара даже с атмосферным давлением на срезе выхлопного трубопроводаобычно приводят к превышению санитарных норм по фактору шума на территорииблизлежащей жилой застройки.

Кроме того, выхлопы пара чаще всего выводят накрышу котлотурбинного отделения на отметке 30-60 м над уровнем земли,вследствие чего шум от них беспрепятственно распространяется в окружающемпространстве, в отличие от шума источников, находящихся на уровне земли,воздействие которых ослабляется за счет естественных (рельеф местности) иискусственных препятствий. Высокая интенсивность шума, излучение шума свысоты, непосредственное прилегание жилых застроек к территории ТЭЦявляются факторами, определяющими наибольшее шумовое воздействие выбросовпара на окружающую среду по сравнению с другими источниками.Уровни звукового давления и уровни звука (УЗ) в результате выброса пара наТЭЦ не должны превышать значений, установленных СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шумна рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территориижилой застройки» [8] и СН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, вжилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки» [9],поэтому исследование излучения шума паровыми струями различных параметровна ТЭС и разработка мероприятий по его снижению является актуальной темойисследования.Степень разработанности темы исследования.