АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ ШУМА ПРИ РАБОТЕ ГОРЕЛОК И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЕГО СНИЖЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ НА КОМСОМОЛЬСКОГО-НА-АМУРЕ НПЗ) (1190035), страница 5
Текст из файла (страница 5)
3.2 Экспериментальные исследования влияния параметра крутки воздуха в дутьевых горелках на уровень шума
В данных условиях решение проблемы повышения экологической безопасности нефтеперерабатывающих производств требует от специалистов строго научного подхода, разработки четких обоснованных нормативов и эффективных средств контроля, точной оценки степени и характера негативного влияния тех или иных техногенных факторов на состояние окружающей среды, в том числе шумового загрязнения.
На отечественных НПЗ эксплуатируются тысячи трубчатых технологических печей, работающих на жидком и газообразном топливе. В составе печей применяются десятки тысяч горелочных устройств (ГУ) различной конструкции, являющихся мощными источниками загрязнения воздуха и шума при их работе. При этом уровни шума в значительной мере определяются организацией метода сжигания топлива, типом и компоновкой дутьевых ГУ на печных агрегатах, их тепловой мощностью, а также конструктивными факторами, т.е. формой воздушных регистров, входящих в устройство горелок и круткой воздушного потока, определяемой целиком воздухоподающим узлом дутьевой горелки. Следует отметить, что метод сжигания топлива в вихревом (закрученном) потоке в трубчатых печах нашёл широкое применение, так как он позволяет уменьшить длину факела, а также обеспечить хорошие условия стабилизации пламени и совместить сжигание газа и мазута в одном горелочном устройстве. Вихревые дутьевые горелки обычно компонуются на фронтовых и боковых стенках топки. В тоже время горелки различаются размещением сопловых отверстий для выхода газа (с центральной, периферийной или комбинированной подачей газов), расположением сопловых отверстий относительно выходного сечения амбразуры, конструкцией устройства для крутки воздушного потока (тангенциальный, улиточный, лопаточный тангенциальный, лопаточный аксиальный).
Основной характеристикой потока, определяющей степень его закрученности, является угол подъёма потока по спирали (угол между направлением основного потока и плоскостью, перпендикулярной к оси потока). Этот угол изменяется в осевом и радиальном направлении и в направлении разных радиусов в одной плоскости. В качестве характеристики потока, увязывающей его аэродинамику с конструкцией закручивателя, принят параметр крутки.
Исследования влияния интенсивности крутки воздушного потока на уровень шума выполнялись на Хабаровском НПЗ на трубчатых печах, оснащенными горелочными устройствами типа ГП-2, Е-2 и ГП-25Д с различными видами завихрителей: А, Т и TЛ.
Интенсивность крутки устанавливалась и определялась путем изменения угла наклона воздухонаправляющих лопаток при работе горелочных устройств на нефтезаводском газе с постоянным коэффициентом избытка воздуха. Уровни шума контролировались шумомером «Алгоритм - 01» по известной методике, т.е. на расстоянии 1м от горелки по ее оси. Опытным путем были получены следующие результаты уровня шума (L), которые показаны ниже:
-
для горелок ГП-2 с завихрителем типа А:
n
0,7
1,5
2,1
2,7
L, дБА
80
85
88
90
-
для горелок Е-2 с завихрителем тип Т:
n
0,5
1,2
1,8
2,5
L, дБА
100
103
104
105
-
для горелок ГП-2,5Д с завихрителем типа ТЛ:
n | 0,6 | 1,2 | 2,0 | 2,6 |
L, дБА | 95 | 97 | 98 | 100 |
Результаты исследований также показывают, что с увеличением параметра крутки воздуха возрастает уровень создаваемого шума при работе ГУ. Это объясняется тем, что сильная закрутка воздушного потока приводит к уплотнению факела, укорочению его длины и появлению шума пламени, что приводит к повышению уровня звукового давления.
С целью снижения шума необходимо отказаться от метода сжигания в вихривом потоке, что невыгодно и нецелесообразно, поэтому нужно уменьшить интенсивность крутки.
3.3 Результаты экспериментальных исследований шумовых характеристик горелок в заводских условиях
Измерения уровней звукового давления, создаваемого при работе горелок различных конструкций, производилась на печах Комсомольского НПЗ.
Шумовые характеристики измерялись совместно с отделом по охране труда, при помощи прибора - шумомера типа Алгоритм - 01 с расположением микрофона на расстоянии метра от горелки по её оси. Результаты измерения фактических уровней звукового давления горелок различных классов и конструкций приведены в таблице 3.2 и 3.3.
Таблица 3.2
Измеренные фактические уровни шума при работе различных типов ГУ в зависимости от вида сжигаемого топлива в печах Комсомольского НПЗ
Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц | Уровни звукового давления в октавных полосах, дБ | ||||||||||
ГИК-2 | ГП-2 | ГГМ-5 | |||||||||
I* | II | III | I | II | III | I | II | III | |||
31,5 | 86 | 87 | 88 | 92 | 93 | 93 | 92 | 92 | 93 | ||
63 | 86 | 87 | 88 | 94 | 95 | 95 | 95 | 94 | 95 | ||
125 | 89 | 90 | 90 | 93 | 94 | 94 | 93 | 94 | 93 | ||
250 | 90 | 93 | 93 | 92 | 93 | 94 | 93 | 94 | 94 | ||
500 | 88 | 89 | 90 | 89 | 93 | 93 | 93 | 92 | 93 | ||
1000 | 83 | 84 | 85 | 89 | 92 | 92 | 90 | 90 | 91 | ||
2000 | 83 | 84 | 86 | 89 | 92 | 92 | 90 | 89 | 93 | ||
4000 | 85 | 88 | 90 | 92 | 93 | 93 | 92 | 93 | 96 | ||
8000 | 86 | 89 | 91 | 94 | 95 | 94 | 94 | 94 | 97 |
* I - газ; II - газ и мазут; III - мазут.
Таблица 3.3
Шумовые характеристики различных классов
горелок технологических печей Комсомольского НПЗ
Тип горелки | Тепловая мощность, МВт | Номер печи, технологическая установка | Вид топлива | Общий уровень шума, дБА | Расстояние от ГУ обеспечивающее норму шума (80дБА), м |
Инжекционные: | |||||
ГИК-2 | 1,3 | П-103, риформинг | Газ | 101-104 | 9,5 |
Диффузионные: | |||||
ГП-1 | 1,3 | П-1, риформинг | Газ, мазут | 95-97 | 6,5 |
ГП-1 | 1,33 | П-1, риформинг | Газ | 90-93 | 3,5 |
ГП-1 | 1,28 | П-1, риформинг | Мазут | 97-101 | 7,5 |
Диффузионно-кинетические: | |||||
ФП-2 | 1,34 | П-4/1, АВТ №3 | Газ | 92-96 | 5,5 |
Частотные спектры уровней шума исследованных ГУ, работающих на нефтезаводских газах, показаны на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 Спектры шума различных типов горелок,
работающих на нефтезаводских газах:
1 - горелка ГИК-2; 2 - горелка ГП-2; 3 - горелка ГГМ-5
Сопоставительный анализ полученных фактических уровней шума ( таблица 3.2) по ГОСТ 12.1.003-2014 показывает, что применяемые в трубчатых печах комбинированные газомазутные горелки не полностью удовлетворяют экологическим требованиям по создаваемому уровню шума, оказывающий вредное воздействие на работников.