автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Разработка методов расчета и снижения шума от недорасширенных струй паровых выбросов энергетических комплексов

Чугунков Дмитрий Владимирович

□03055813

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА И СНИЖЕНИЯ ШУМА ОТ НЕДОРАСШИРЕННЫХ СТРУЙ ПАРОВЫХ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Специальности:

05.14.01 - «Энергетические системы и комплексы»;

05.26.03 - «Пожарная и промышленная безопасность (в энергетике)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА - 2007

003055813

Работа выполнена в Московском энергетическом институте (Техническом университете) на кафедре Котельных установок и экологии энергетики.

Научный руководитель: доктор технических наук

профессор Тупов Владимир Борисович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Зройчиков Николай Алексеевич доктор технических наук профессор Медведев Виктор Тихонович

Ведущая организация:

ОАО «Мосэнерго»

Защита состоится 2007 г. в /Л

в аудитории^Пя^-^на заседании диссертационного совета

Д 212.157.14 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (Технического университета).

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью организации) просим направлять

по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан « /У » ^у.-?.-,/. 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.157.14 к.т.н., доц.

Буров В.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акггуальность работы. Одной из актуальных задач при функциошровании промышленных предприятий является снижение неблагоприятных воздействий на человека, в том числе снижение шума от оборудования энергетических комплексов.

Наиболее мощным источником шумового воздействия на окружающую среду от энергетических комплексов являются выбросы пара в атмосферу, при которых происходит временное превышение уровня звука на 30...40 дБА в радиусе нескольких километров.

Надежная эксплуатация котлов энергетических комплексов связана с необходимостью выброса пара в атмосферу при продувках пароперегревателей, срабатывании предохранительных клапанов и других производственных операциях. Особенностью выбросов пара в атмосферу на энергетических комплексах является наличие существенного перепада между статическим давлением в струе пара на срезе сбросного трубопровода р и атмосферным давлением ра, при котором струя является недораепшренной. При этом степень нерасчетности струи (п = plpa\ как правило, превышает значение п > 1,8, соответствующее критическому истечению, а уровни звука существенно превышают допустимые значения.

Поскольку шум от сбросов пара электростанций и промышленных предприятий не должен превышать значений, нормируемых в слышимом диапазоне и по инфразвуку по действующим санитарным нормам (СН 2.2.4/2.1.8.562-96; СИ 2.2.4/2.1.8.583-96), при создании и эксплуатации энергетических комплексов возникает важная и актуальная научная задача по разработке методов расчета и снижения шума нсдорасширенных струй паровых выбросов.

В развитее теории и практики снижения шума внесли вклад известные ученые: Дж, Лайтхилл, М.С. Голдстейн, А.Г. Мунин, А.И. Белов, Е.Я. Юдин, Г.Л. Осипов, Н.И. Иванов, В.Т. Медведев, И.Е. Цукерников, О.Н. Поболь и др.

Вопросы шумоглушения энергетического оборудования нашли отражение в работах Ф.Е. Григорьяна, Е.А. Перцовского, В.Н. Лукащука, В.Г. Лысенко, В.Б. Туповз, Л.А. Рихтера, Е.М. Марченко, М.Е. Марченко, А.Б. Пермякова, H.A. Зройчикова,

Л.Р. Яблоника и др.

Большая часть известных работ по вопросам расчета турбулентных струй и снижения шума от них относится к авиационной и ракетно-космической технике. Существующие отдельные работы по характеристикам шума паровых выбросов носят частный характер, поскольку базируются на экспериментах в узких диапазонах степеней нерас-четности струй, и не позволяют решать задачу по прогнозированию характеристик шума и требуемому его снижению в широком диапазоне параметров недорасширепных струй паровых выбросов.

Целью работы является разработка методов расчета и снижения шума недорасши-ренных струй паровых выбросов для различных объектов энергетических комплексов.

Объектами исследования являются шум паровых выбросов, имеющих место на энергетических комплексах при эксплуатации котлов, сбрасывающих пар с избыточным давлением в атмосферу, а также устройства для его снижения.

Задачи исследования состоят в изучении закономерностей образования шума недо-расширенными (нерасчетными) струями пара, в разработке методов расчета уровня шума и спектральных характеристик шума выбросов пара, а также метода снижения шума паровых выбросов за счет' применения глушителей, устанавливаемых на выхлопных (продувочных) трубопроводах котлов энергетических комплексов.

Методы исследования. При выполнении работы применены экспериментальные и расчетные методы исследования.

Методологической базой исследования являются теория турбулентных струй, теория звука и методы защиты от шума. Комплекс исследовательских методов включает методы анализа систем, численного моделирования струйных течений, снижения шума, а также планирования и обработки эксперимента.

В качестве базы исследования использованы объекты энергетических комплексов: Саранская ТЭЦ-2 ОАО «Мордовская генерирующая компания», ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (ОАО «ШГМК»), ТЭЦ-9 и ТЭЦ-11 ОАО «Мосэнерго».

Научная новизна и теоретическая значимость выполненной работы заключается в выявлении закономерностей образования шума от недорасширенных паровых струй объектов энергетических комплексов, в разработке методического аппарата расчета уровня и спектральных характеристик шума паровых выбросов энергетических ком-

плексов, в применении для снижения шума паровых выбросов оригинальной конструкции глушителя, разработанной и запатентованной автором.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечены применением основополагающих положений теории турбулентных струй, теории звука, методов статистической обработки результатов исследований, согласованием результатов расчетов, выполненных с использованием разработанного методического аппарата с результатами экспериментов, проведенных на натурных объектах энергетических комплексов с применением современной измерительной аппаратуры и учетом требований нормативных документов и имеющихся рекомендаций.

Практическая ценность работы состоит в возможности применения на практике разработанных методов расчета общего уровня шума и спектральных характеристик шума выбросов пара энергетических комплексов, в использовании выявленных закономерностей образования шума недорасширекными (нерасчетными) струями паровых выбросов для разработки и внедрения мероприятий по снижению шума на объектах энергетических комплексов, в разработке конкретных примеров использования результатов диссертационного исследования в практической работе для снижения шума выбросов пара на объектах энергетических комплексов.

Внедрение результатов. По результатам выполненной диссертации разработаны и внедрены глушители шума выброса пара конструкции МЭИ на линии продувки паро-перефевателя котла ТГМЕ-464 Саранской ТЭЦ-2 ОАО «Мордовская генерирующая компания», на выхлопном трубопроводе выброса насыщенного пара котла ОКГ-180 ОАО «НЛМК». При этом расчетная эффективность внедренных глушителей подтверждена результатами натурных акустических измерений при их функционировании. Спроектированы глушители для выхлопных трубопроводов ГПК №3, 4 котла ст.№4 и для растопочной линии котлов сг.№4, №5 ТЭЦ-9 ОАО «Мосэнерго».

Автор защищает:

- полученные результаты натурных измерений уровней шума выбросов пара на различном расстоянии от источников его возникновения на объектах энергетических комплексов в сравнении с допустимыми нормами;

- результаты экспериментального и численного моделирования структуры недо-расширенных паровых струй;

- метод расчета общего уровня звуковой мощности выбросов пара;

- метод расчета спектральных характеристик шума паровой недорасширснной струи;

- схемы и результаты испытаний разработанной и запатентованной автором оригинальной конструкции глушителя шума выброса пара.

Апробация работы. Материалы диссертационной работа докладывались, обсуждались и получили одобрение на одиннадцатой, двенадцатой и тринадцатой Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, Электротехника и энергетика» (2005,2006 и 2007 гг., Москва, ГО У ВПО МЭИ (ТУ)), на научно-технической конференции с международным участием «Строительная физика в XXI веке» (2006 г., Москва, 1ТИИСФ), на научном семинаре кафедры котельных установок и экологии энергетики ГОУ ВПО МЭИ (ТУ).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 7 печатных работах, в том числе в двух изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы, трех приложений. Работа содержит 118 страниц основного текста, 37 рисунков, 22 таблицы, библиография содержит 112 источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулированы основные цели и задачи исследования, приведены внедрение результатов, реализация и апробация работы, показана научная новизна и теоретическая значимость работы, а также дано краткое описание содержания диссертации.

В первой главе диссертационной работы приведены основные источники шума выбросов пара. Отмечается, что выбросы пара являются неотъемлемой частью технологического процесса ряда объектов энергетических комплексов: тепловых электрических станций (ТЭС), предприятий металлургической, химической промышленности н др. и относятся к источникам непостоянного шума.

Выбросы пара с избыточным давлением наиболее характерны для ТЭС, а основными источниками шума являются выбросы пара при растопке котлов, продув-

ки пароперегревателей котлов, выбросы пара при срабатывании главных предохранительных клапанов (ГПК) и др.

В металлургической промышленности источником шума выброса пара являются котлы охладители конверторных газов (ОКГ) во время избытка тепловой энергии.

Особенностями всех источников выбросов пара являются:

• наличие перепада давлений на срезе выхлопного трубопровода по сравнению с атмосферным при степенях нерасчетности образующейся паровой струи п> 2, температуре ? = 200...450 °С и расходе сбрасываемого пара до 300 т/ч;

• осуществление выброса пара через выхлопной паропровод, который, как правило, выводится на крышу здания на отметках 30...45 м.

Шум от оборудования, находящегося на земле, существенно снижается за счет

рельефа местности и искусственных препятствий. С этой точки зрения высотные источники шума, к которым относятся выбросы пара, являются более опасными по воздействию на жилой район, чем наземные.

Результаты акустических измерений выбросов пара в атмосферу на различном расстоянии от источника шума (рис.1) показывают: высокие уровни звукового давления (УЗД) на расстоянии от источника выброса пара; высокочастотный характер шума, с наличием максимума в спектре шума выброса пара исследуемых объектов в диапазоне октавных полос со среднегеометрическими частотами 1000-2000 Гц; отсутствие тональных составляющих в спектре шума.

В результате анализа шумовых характеристик различного оборудования энергетических комплексов установлено, что паровые выбросы являются наиболее ин-

f. Гц

Рис. 1. УЗД от выброса пара на различном расстоянии от источника: 1 - 15 м;2- 110 м; 3 - 170 м;4-320 м; 3 - допустимые нормы для жилой застройки с 23.00 до 7.00 ч; 6 - допустимые нормы для производственных территорий

тенсивными источниками шума, существенно влияющими на окружающий жилой район и производственную территорию. Показано, что уровни звука вблизи выбросов пара составляют более 137 дБА и превышают не только допустимый, но и максимально допустимый уровень звука в 110 дБ А.

Во второй главе проведен анализ теоретических и экспериментальных работ по излучению шума свободной турбулентной струей. Шум свободной турбулентной струи при дозвуковых скоростях истечения создается в результате крупномасштабного и мелкомасштабного турбулентного перемешивания частиц газа, скорость которых близка к скорости истечения, с частицами окружающего газа. Шум сверхзвуковых сгруй определяется: шумом смешения, излучаемым турбулентными вихрями в слое смешения; излучением, создаваемым конвектируемыми со сверхзвуковой скоростью по отношению к внешней среде турбулентными вихрями; широкополосной составляющей ударного шума, генерируемой при взаимодействии турбулентности с ударными волнами и дискретной составляющей, обусловленной неустойчивостью струи при некоторых режимах течения.

Основной задачей при изучении шумов выброса пара является определение параметров потока, установление связи между этими параметрами и создаваемым ими звуковым полем, определение характеристик распространения звука в потоке и вне его.

Для решения данной задачи определены основные параметры истечений струй пара в атмосферу на энергетических комплексах. Проведен анализ критической скорости истечения перегретого и насыщенного пара для диапазонов давлений и температур, имеющих место на выходе выхлопных трубопроводов объектов энергетических комплексов, который показал, что в расчетах параметров шума недо-расширенных струй пара в атмосферу можно использовать полученные средние значения критической скорости для перегретого (633,8 м/с) и для насыщенного пара (466,2 м/с).

Для изучения генерации шума выбросами пара в атмосферу было проведено моделирование смешения недорасширенной струи пара с атмосферным воздухом, которое определяет характеристики образующегося шума. Для моделирования использовалась обобщенная математическая модель течения сплошной среды, осно-

ванная на системе уравнений сохранения массы, импульса и энергии. Для замыкании системы уравнений применялись соотношения энергии турбулентности и ее диссипации с использованием к - е модели турбулентности. Численное .моделирование ни ')ВМ позволило выявить особенности структуры струйных течений выбросов пара в атмосферу на объектах энергетических комплексов.

Анализ полученных результатов моделирования показал, что струя пара, вытекающая из продувочного или выхлопного трубопровода с избыточным давлением, начинает расширяться и перерасширяться, вследствие чего происходит увеличение скорости пара до сверхзвуковых значений, с образованием одной «бочки», имеющей висячий, косой скачки уплотнения и диск Маха. В «бочке» имеют место огромные потери по давлению. За диском Маха давление несколько увеличивается, а затем становится практически равным атмосферному, и струя становится изобарической. Активное смешение пара с воздухом начинается после изобарического сечения.

На рис.2 приведено качественное сравнение расчетной структуры недорасши-ренной паровой струи со степенью нерасчетности п ~ 3,8, температурой г = 400 "С

и критической скоростью =631,4 м/с с наблюдаемой картиной течения, полученной в ходе проведения эксперимента при выбросе пара от ГПК котла ТП-87 ТЗЦ-11 ОАО «Мосэнерго» (на фотографии начальный участок струи, как и в расчетной структуре, содержит одну «бочку» с явно выраженными прямым, висячим и косым скачками уплотнений, которые характерны для не-

РисЗ. Качественное сравнение расчетной структуры недорас-ошреншй паровой струя с наблюдаемой картиной течения, полученной в ходе проведения эксперимента при выбросе пара от ГПК котла ТП-87 Т1Ц-11 ОАО «Мосэнерго»

й:

НЮ изобарических струй), что позволяет сулить о достоверности полученных результатов моделирования. Траектории развития V неизобарической струи пара (рис.З). полученные но

Рис.3 Траектории развития неизобарической струи пара результатам моделирова-

ния, показывают на образований когерентных структур за изобарическим сечением счруи, что обуславливает зону интенсивного смешения с генерацией аэродинамического шума.

Полученные результаты численного моделирования и экспериментальных данных структуры паровой недорасширенной струи позволили несколько иначе взглянуть на механизм образования шума к методы расчета. Ясли пренебречь смешением пара с воздухом от среза трубопровода до изобарического сечения включительно, то вполне обоснованно можно утверждать, что шум на этом участке струи не возникает, т.е. шумообразование паровой недо расширен ной струи обусловлено участком струи за изобарическим сечением. Следовательно, в механизме генерации шума иедорасш и репными струями важная роль принадлежит параметрам струи в изобарическом сечении, которые необходимо связать с параметрами истечения и выходным сечением трубопровода сброса пара для разработки метода расче та шума выбросов пара в атмосферу ог энергетических комплексов.

Третья_1давй диссертации содержит обзор существующих методов расчета общего уровня звуковой мощности турбулентных струй, в которых использовались следующие подходы:

• на основе преобразования кинетической энергии турбулентных молей (акустических квадруполей) в акустическую энергию;

• посредством генерации звука свободной струей иа основе учета ее механической энергии;

• на основе экспериментальных данных.

Анализ известных формул расчета уровня шума показывает на сложность расчета ио ним из-за неопределённости плотности пара на срезе выхлопного трубопровода, температуры, скорости истечения и др. Кроме этого, сравнение натурных измерений уровня шума парового выброса с результатами расчетов по существующим методам показывает на невысокую точность прогнозирования уровней шума недорасширенных струй выброса пара энергетических комплексов в широком диапазоне их степеней нерасчетности.

Особенности механизма шумообразования паровой недорасширснной струи, выявленные на основе численного моделирования и натурных экспериментов, позволили уточнить метод расчета уровня шума.

Расчет акустической мощности паровой нсдорасширенной (неизобарической) струи основывается на теории Лайтхилла, и предположении о том, что звуковая мощность струи может быть представлена через ее параметры в изобарическом сечении в виде:

где Р - звуковая мощность, Вт; ри - плотность пара в изобарическом сечении струи, кг/м^; - средняя скорость в изобарическом сечении струи, м/с; Ц, - диаметр изобарического сечения струи, м; X - относительная скорость в изобариче-

в окружающей среде, м/с; к{Л) - коэффициент пропорциональности, который определялся автором по результатам экспериментов в диапазоне степеней нерасчетности струй пара и = 1,5...13,3 и описан следующей степенной функцией, завися-шей от относительной скорости в изобарическом сечении струи:

Параметры в изобарическом сечении определяются но известным зависимостям теории турбулентных струй в предположении о том, что смешение струи пара с окружающим воздухом от среза выхлопного трубопровода до изобарического сечения включительно отсутствует:

(1)

ском сечении струи; рс - плотность окружающей среды, кг/м'>; сс - скорость звука

(2)

Н'и = IV • л ,

(3)

где IV. - критическая скорость пара на срезе выхлопного трубопровода;

к + 1

С,.

1 + - - ■ Г1 - -—• А; 1

0 п I к +1

2-к-Аа '

где С0 /б,, - отношение расхода на срезе трубопровода к расходу в изобарическом сечении; Я0 = 1 - отношение скорости на срезе трубопровода к скорости звука в струе; ¿ = 1.3— показатель адиабаты для перегретого пара; п - нерасчетность

струи, которая может быть определена из следующего соотношения:

„ = = (5)

Ра

где ри - давление атмосферного воздуха, Па; Бтр - площадь среза выходного сечения выхлопного трубопровода, м2; - расход сбрасываемого пара, кг/с. Площадь изобарического сечения струи, м2:

1-АгЛл3

5 АЛ—к±1—и> (б)

р Л

к+1 0

Поскольку по результатам численного моделирования выявлено, что процесс смешения струи пара с атмосферным воздухом происходит, в основном за изобарическим сечением, справедливым является соотношение (?<, » 1.

Плотность пара в изобарическом сечении определяется из уравнения неразрывности:

Для существенного упрощения в расчетах характеристик шума может быть использовано определенное среднее значение критической скорости перегретого пара = 633,8 м/с, использование которого вносит незначительную погрешность в результаты расчетов.

После проведения соответствующих преобразований, получена следующая уточненная расчетная формула общего уровня звуковой мощности парового выброса, дБ:

I.,,=10-lg

Gl

где K(n) - поправочный коэффициент, определяемый соотношением, дБ:

К{п) = 18,5 • 1 -10 • 1 /---Г1,

v \ 1 - 0,13 ■ Я J

(8)

(9)

в котором относительная скорость Я в струе для перегретого пара, зависящая от и, определяется уравнением:

Я = 1,77 -0,77 !п (10)

При значениях п от 1 до 8 поправочный коэффициент К{п) изменяется от 18,6 до 13,3 дБ. При значениях п больше 8 коэффициент К(п) остается практически неизменным и равным 13,2 дБ.

Общий уровень звуковой мощности парового выброса зависит от пропускной

способности клапана или задвижки устройств выброса пара, площади выходного сечения выхлопного трубопровода и степени нерасчетности струи пара, что существенно упрощает проведение расчетов по сравнению с существовавшими до настоящего времени методами.

Сравнение результатов расчета уровня шума выброса

30 40 й, кг/с

Рис.4. Сравнение результатов расчетов уровня шума с результатами измерений для выхлопного трубопровода внутренним диаметром 0,257 м: 1 -- результаты расчетов; О-результаты измерений; 2 - границы доверительной вероятности результатов измерений Р = 0,95

пара по предложенному методу с результатами акустических измерений, показало их удовлетворительное совпадение (рис.4).

Таким образом, предложенный метод расчёта позволяет рассчитывать общий уровень звуковой мощности выбросов перегретого пара па энергетических комплексах, сбрасывающих пар с избыточным давлением в диапазоне степени нсрас-

четности струг! п = 1,5... 13,3, подтвержденном результатами натурных экспериментов.

Четвертая глава диссертации посвящена характеристикам направленности излучения и спектральным характеристикам шума выбросов пара на энергетических комплексах.

Из проведенного обзора различных источников установлено, что направленность излучения шума турбулентных струй зависит от многих параметров, а для шума выбросов пара показатель направленности Ф = \.

Определение спектральных характеристик шума выбросов пара на энергетических комплексах является обязательным при выполнении акустических расчетов. Это объясняется тем, что расчеты УЗД на требуемом расстоянии от выбросов пара и сравнение с допустимыми нормами нужно проводить в октавных полосах со среднегеометрическими частотами от 63 до 8000 Гц.

Октавные уровни звуковой мощности паровой струи ЬРп рассчитываются с учетом корректирующей поправки Л, получаемой для кратных и дробных нижних и верхних частот октавных полос, между которыми лежит максимум спектра излучения :

¿„„ =¿,+/3, (11)

где Ьр - общий уровень звуковой мощности выброса пара, дБ, который определяется по формуле (8).

Как показали результаты акустических измерений, существующие корректирующие поправки к спектру звуковой мощности выбросов пара, а также зависимость для определения частоты максимума в спектре шума не обеспечивают требуемую точность, что обуславливает неправомерность их использования в расчетах спектральных характеристик шума недорасширенных струй пара энергетических комплексов. Для уточнения корректирующих поправок к спектру автором были осуществлены натурные акустические измерения в 15 м от выхлопного трубопровода ГПК котла ТП-87 (ТЭЦ-11 ОАО «Мосэнерго») внутренним диаметром 0,257 м и расходом пара 57,8...142,0 т/ч. Измерения осуществлялись частотным анализатором спектра шума фирмы «Ларсон-Дэвис-Лэборэторис».

Значения корректирующих поправок для расчета октавных уровней звуковой

мощности парового выброса, полученных по результатам измерений, приведены в табл.1.

На основе проведенных автором исследований механизма образования шума от недорасширеиных струй пара, истекающих в атмосферу, получена расчетная зависимость определения частоты максимума в спектре шума выбросов пара через параметры в изобарическом сечении недорасширеииой струи перегретого пара:

/„,,, = 300 ■ Я3'2 /(<?,„,, ■ 1,15-005^7)), (12)

где д. -диаметр выходного сечения выхлопного трубопровода, м; п - степень

нерасчетности струи, определяемая по соотношению (5); Я - относительная скорость, определяемая по зависимости (10) для перегретого пара.

Пятая глава диссертации посвящена вопросам снижения шума выбросов пара на энергетических комплексах.

В настоящее время основным способом снижения шума парового выброса является применение глушителей. Выполненный обзор различных глушителей показывает на необходимость совершенствования их конструкций.

Основными требованиями к конструкциям паровых глушителей являются: высокая акустическая эффективность, умеренные массогабаритные размеры глушителя, высокая надежность и низкое гидравлическое сопротивление.

Разработка глушителей шума выброса пара, имеющих высокую акустическую эффективность при умеренных массогабаритных характеристиках, является на сегодняшний день актуальной задачей.

При непосредственном участии диссертанта разработан глушитель шума выброса пара, далее именуемый как глушитель конструкции МЭИ, схема которого показана на рис.5.

Таблица 1

Корректирующая поправка для определения октавных уровней звуковой мощности _____ парового выброса___

Частота, Гп к. А А А и, V. 8/.

32 16 8 4 2

Корректирующая -33,1 -27,3 -21,6 -15,8 -10,0 -4,9 -4,9 -8,0 -13,8 -22,9

поправка А, дК

На конструкцию глушителя МЭИ получен патент на полезную модель. Глушитель может иметь различные модификации и акустическую эффективность л зависимости от требуемого снижения уровня шума выброса пара.

Один из вариантов разработанного глушителя установлен на линии продувки паропере-1ревателя котла ТГМЕ-464 Саранской ТЭЦ-2 ОАО «Мордовская генерирую пая компания». Пароперегреватель котла

ТГМЕ-464 имеет два продувочных трубопровода: один - из паросборноЙ камеры, другой -из рассечки пароперегревателя. Ввиду близкого расположения выходных патрубков продувочных фубопроводов. впервые было принято решение об установке одного глущщеля сразу на двух продувочных трубопроводах с целью снижения затрат.

Другой вариант конструкции глушителя .МЭИ был установлен на выхлопном трубопроводе котла OKI -180 ОАО «НЛМК». На котле OKI - .80 происходит выброс насыщенного пара в период избытка тепловой анергии в летнее время ; ода. До глушителя шума конструкции МЭИ на выхлопном трубопроводе когда ОКГ-1КО быт установлю малоэффективный глушитель в виде многотрубчатого насадка. В связи с этим, эффективность глушителя шума конструкции МЭИ определялась как разность Между УЗД выброса пара с прежним глушителем и глушителем МЭИ.

Испытания внедренных глушителей шума проводились в соотвсгст вии с РД 34.02.310-89 «Методика испытаний глушителей шума выброса тара в «тмоефе-

Рис.5. Глушитель шума конструкции МЭК t корпус; 2, & обечайка: 3 выхлопные трубопроводы; 4 - перегородка: 5 - дренажный патрубок: t - сеты. 7 - отражатель; 9 - направляюцш nepcropoakii; 10 - камера :.!. '.1:ен.> 1.12 ■ 1вукопоглоииш>щнй материал; - крыша

31,5 63 125 250 300 ¡ООО 2000 4000 8000 (Гц

Рис.6. Уровни шума в 15 м от места выброса пара линии продувки пароперегревателя котла ТГМН-464 Саранской ТЭЦ-2: 1 - без глушителя; 2-е глушителем конструкции МЭИ

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 S0C0 f. Гц

Рис 7. Уровни шума в 20 м ст места выброса пара котла ОКГ-] 80 ОАО «НЛМК»: 1 - с прежним глушителем; 2-е глушителем конструкции МЭИ

ру». Полученные результаты сравнивались с уровнем шума при сбросе пара через те же системы выброса пара без глушителя шума конструкции МЭИ рис.6, 7.

Эффективность глушителя шума МЭИ, установленного на линии продувки пароперегревателя котла ТГМЕ-464 Саранской ТЭЦ-2 составляет по УЗД 9,4.. .31,4 дБ на всех нормируемых октавных полосах со среднегеометрическими частотами или по уровню звука 27 дБА; эффективность глушителя шума МЭИ, установленного на выхлопном трубопроводе котла ОКГ-180 ОАО «НЛМК», составляет по УЗД 4,0...40.5 дБ на всех нормируемых октавных полосах со среднегеометрическими частотами или по уровню звука 36,6 дБ А. Полученные ре-

зультаты подтверждены актами о внедрении.

При участии диссертанта спроектирована система шумоглушения для выхлопных трубопроводов ГПК №№3, 4 котла ст.№4 ТЭЦ-9 ОАО «Мосэнерго», разработанная на основе двух глушителей МЭИ, объединенных между собой коллектором, а также глушитель шума конструкции МЭИ для растопочной линии котлов ст. №№4, 5 ТЭЦ-9 ОАО «Мосэнерго».

Сравнение различных конструкций паровых глушителей проводилось по известной методике с одновременным учётом акустической эффективности глушителя, его массовых характеристик и расхода сбрасываемого пара, как Т = М /(£> • Ж), где М - масса глушителя, кг; О - расход пара через глушитель, т/ч; АЬ - эффективность глушителя, дБА. Чем меньше значение коэффициента Т, тем более совершенной является консг-

Таблица 2

Сравнение различных типов глушителей

Параметры котла Глушители

Р. С, Т, D, М, AL, Разработка

МПа •с кГ'Ч/(Т'дБА) т/ч кг дБА

13,0 550 0,07 154,4 300 27 МЭИ, Россия

9,8 540 0,09 60 218 41 Zhanjiang, China

13,0 550 0,11 150,0 500 30 ЮжВТИ, СССР

13,7 560 0,25 160 1000 25 СКБТ ВКТ, СССР

17,3 540 0,38 75 1000 35 Japan

13,7 560 0,40 80,0 1450 45 «НПО ЦКТИ»

3,7 329 1,91 90 4820 28 U.S.A.

9,3 510 2,48 32 3170 40 Tangsban, China

рукция глушителя. Для глушителя шума конструкции МЭИ коэффициент Т составляет 0,07, что является одним из лучигах показателей среди известных отечественных и зарубежных аналогов (табл.2).

ВЫВОДЫ

1. Проведенные акустические измерения уровней шума выбросов пара на объектах энергетических комплексов показали значительное превышение (на 30...40 дБА) санитарных норм в окружающем районе в радиусе нескольких километров. Уровни звука вблизи выброса пара могут составлять более 137 дБА, что превышает значение максимально-допустимого уровня звука в 110 дБА. Это обуславливает необходимость изучения шума при истечении пара в атмосферу, разработки методов расчета и снижения шума.

2. Выявлено, что особенностью истечения пара в агмосферу от энергетических комплексов является наличие существенного перепада между статическим давлением в струе пара на срезе сбросного паропровода и атмосферным давлением, при котором струя является недорасширенной (неизобарической).

3. Выполнено численное моделирование истечения пара в атмосферу с избыточным давлением на основе уравнений Навье-Стокса и проведены натурные эксперименты с акустическими измерениями выбросов пара в атмосферу, по результатам которых определены структурные особенности и обоснован механизм образования шума от недорасширенных паровых струй энергетических комплексов.

4. Предложен новый метод расчета акустической мощности струйных выбросов пара, определяющий шумообразование недорасширенной паровой струи через ее параметры в изобарическом сечении, на основе которого получена аналити-

ческая формула (8) для расчета общего уровня шума выбросов пара па объектах энергетических комплексов.

5. Показано, что общий уровень звуковой мощности выбросов пара на энергетических комплексах, сбрасывающих пар с избыточным давлением, зависит от производительности устройств выброса пара, площади выходного сечения выхлопного трубопровода и от степени нерасчетности струи пара на срезе выхлопного трубопровода.

6. Результаты расчетов общего уровня звуковой мощности выбросов пара, выполненных с использованием разработанного метода, удовлетворительно согласуются с результатами экспериментов, проведенных на объектах энергетических комплексов, что позволяет использовать разработанный метод для расчета общего уровня звуковой мощности струй перегретого пара в диапазоне степеней нерасчетности струй п = 1,5...13,3.

7. Экспериментально уточнены корректирующие поправки для определения уровней звуковой мощности выбросов пара в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63...8000 Гц (табл.1) и предложена формула (12) расчета частота максимума в спектре шума выброса пара на объектах энергетических комплексов на основе исследований механизма образования шума от не-дорасширепных струй пара, истекающих в атмосферу.

8. При непосредственном участии диссертанта разработана конструкция глушителя шума выброса пара (рис.5), которая обладает одним из лучших коэффициентов совершенства конструкции среди известных отечественных и зарубежных аналогов (табл.2) глушителей шума выбросов пара. На конструкцию глушителя шума получен патент на полезную модель.

9. По результатам выполненной работы разработаны и внедрены глушители шума выброса пара на линии продувки пароперегревателя котла ТГМЕ-464 Саранской ТЭЦ-2 ОЛО «Мордовская генерирующая компания», на выхлопном трубопроводе выброса насыщенного пара котла (ЖГ-180 ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат», спроектированы глушители шума конструкции МЭИ для выхлопных трубопроводов ГПК №№3, 4 когла ст.№4 и для растопочной линии котлов ст.К»№4, 5 ТЭЦ-9 ОАО «Мосэнерго». Расчетная эффек-

(

тивность внедренных глушителей подтверждена результатами натурных акустических измерений при кх функционировании.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Глушитель шума выброса пара (варианты): Патент на полезную модель 51673 РФ, Заявка №2005132019. Заявл. 18.10.2005 / В.Б. Тупов, Д.В. Чугунков. - 4 е.: ил.

2. Тупов В.Б., Чугунков Д.В. Глушитель шума выброса пара // Электрические станции. - 2006. - №8. - С. 41-45.

3. Тупов В.Б., Чугунков Д.В. Шум выбросов пара тепловых электрических станций. Моделирование на ЭВМ. Строительная физика в XXI веке: Материалы научно-технической конференции / Под ред. И.Л. Шубина. - М.: НИИСФ РААСН, 2006.-С. 319-322.

4. Чугунков Д.В., Тупов В.Б. Расчет уровня шума парового выброса энергетических котлов // Теплоэнергетика. - 2007. - №2. - С. 62-65.

5. Чугунков Д.В., Тупов В.Б. Сравнительный анализ натурных измерений уровней звукового давления, излучаемого от продувки пароперегревателя с результатами расчетов по различным методикам // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. Одиннадцатой Межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: В 3 т. - М.: Изд-во МЭИ, 2005. - т.З. - С. 127-128.

6. Чугунков Д.В., Тупов В.Б. Уточните методики расчета глушителей шума выброса пара на основе расчетного анализа параметров турбулентных струй пара // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Tes. докл. Двенадцатой Межд. науч.-техк. конф. студентов и аспирантов: В 3 т. - М.: Изд-во МЭИ, 2006. - т.З. - С. 146-147.

7. Чугунков Д.В. Тупов В.Б. Расчет спектра шума выбросов пара на ТЭС // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. Тринадцатой Межд. науч.-техи. конф. студентов и аспирантов: В 3 т. - М.: Изд-во МЭИ, 2007. - т.З. - С. 116-117.

Подписано к печати & % Л-

Печ. л. _Тираж /(Ю_Заказ _.

Типография МЭИ (ТУ), Красноказарменная, 13

ЛИСТ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ШУМ ВЫБРОСОВ ПАРА ОТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИЙ НА СЕЛИТЕБНУЮ ЗОНУ.

1.1. Источники выбросов пара на энергетических комплексах.

1.2. Результаты измерений уровней шума выбросов пара.

1.3. Нормативы по уровню шума. Требования, предъявляемые к шумовым характеристикам устройств выброса пара энергетических комплексов.

1.4. Шум выбросов пара - самый мощный источник шума энергетических комплексов.

1.5. Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ШУМА СТРУИ ПАРА ПРИ

ВЫБРОСАХ.

2.1. Процессы генерации аэродинамического шума турбулентными струями.

2.2. Основные параметры истечений струй пара при выбросах на энергетических комплексах.

2.3. Обобщенная математическая модель течения сплошной среды, использованная для численного моделирования струйных паровых течений при выбросах на энергетических комплексах.

2.4. Результаты численного моделирования струйных паровых течений при выбросах на энергетических комплексах и сравнение их с результатами натурных измерений.

2.5. Уточнение механизма образования шума выбросов пара в атмосферу на энергетических комплексах.

2.6. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. МЕТОД РАСЧЕТА ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ВЫБРОСОВ ПАРА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ.

3.1. Обзор существующих методов расчета шумовых характеристик струйных течений.

3.2. Уточненный метод расчета уровня шума паровой струи.

3.3. Сравнение результатов расчетов по уточненному методу с результатами расчетов по известным методам и с результатами натурных измерений.

3.4. Оценка погрешностей результатов измерений и расчета общего уровня звуковой мощности по предложенному методу.

3.5. Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. НАПРАВЛЕННОСТЬ ШУМА СТРУИ ПАРА И ЕЕ

СПЕКТРАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.

4.1. Направленность излучения шума струи выбросов пара на энергетических комплексах.

4.2. Спектральные характеристики шума выбросов пара на энергетических комплексах.

4.3. Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. СНИЖЕНИЕ ШУМА ВЫБРОСОВ ПАРА НА

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ.

5.1. Обзор существующих глушителей шума выбросов пара.

5.2. Глушитель шума конструкции МЭИ.

5.3. Результаты внедрения глушителя конструкции МЭИ на линии продувки пароперегревателя котла ТГМЕ-464 Саранской ТЭЦ-2.

5.4. Результаты внедрения глушителя МЭИ на выхлопном трубопроводе котла СЖГ-180 ОАО «НЛМК».

5.5. Рекомендации по установке глушителей МЭИ для выхлопных трубопроводов ГПК №3, 4 котла ст.№ и растопочной линии котлов ст. №4, №

ТЭЦ-9 ОАО «Мосэнерго».

5.6. Сравнение различных конструкций паровых глушителей.

5.7. Выводы по главе 5.

Одной из актуальных задач при функционировании промышленных предприятий является снижение неблагоприятных воздействий на человека, в том числе снижение шума от оборудования энергетических комплексов. Воздействие шума на окружающую среду регламентируется законами России «Об охране окружающей природной среды» и «Об охране атмосферного воздуха» [20, 21], в которых шумовое воздействие является негативным фактором и стоит на одном уровне с такими вредными воздействиями, как, например, воздействие от газообразных выбросов (оксидов серы и азота) или твердых частиц (золы).

Воздействие шума на окружающую среду имеет три взаимосвязанных аспекта: медицинский, социальный и экономический.

Медицинский аспект воздействия шума на человека связан с вопросами изменения функционального состояния человека: снижения слуховой чувствительности, расстройства центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Длительное воздействие городских шумов ведет к росту заболеваемости (неврозы, гипертония, язвенная болезнь и др.).

Социальный аспект связан с тем, что под шумовым воздействием, в том числе промышленных объектов, находятся очень большие группы населения, особенно в крупных городах, где свыше 60% населения проживает в условиях акустического дискомфорта, который имеет тенденцию к возрастанию.

Экономический аспект обуславливается воздействием шума на производительность труда человека. Ликвидация последствий шумового воздействия на человека требует значительных социальных затрат. Шум повышает утомляемость, снижая производительность труда. Доказано, что увеличение уровня звука на 1-2 дБА приводит к снижению производительности труда на 1% (при уровнях звука больше 80 дБ А). Шум уменьшает зрительную реакцию, что вместе с утомляемостью резко увеличивает вероятность ошибок и аварий при выполнении производственных заданий.

Наиболее мощным источником шумового воздействия на окружающую среду от энергетических комплексов является выброс пара в атмосферу, при котором происходит временное превышение уровня звука на 30-40 дБ А в радиусе нескольких километров.

Паровые выбросы происходят при пускоостановочных операциях на котлах и во многих случаях являются обязательными в технологическом процессе.

Надежная эксплуатация энергетических котлов связана с возможностью выброса пара в атмосферу при продувках пароперегревателей, срабатывания предохранительных клапанов и др. Особенностью истечения пара в атмосферу от энергетических комплексов является наличие существенного перепада между статическим давлением в струе пара на срезе сбросного паропровода р и атмосферным давлением ра, при котором струя является недорасширенной. При этом степень нерасчетности струи (п = р/ра), как правило, превышает значение п > 1,8, соответствующее критическому истечению, а уровни звука существенно превышают допустимые значения.

Поскольку шум от сбросов пара электростанций и промышленных предприятий не должен превышать значений, нормируемых в слышимом диапазоне и по инфразвуку по действующим санитарным нормам (СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [58]; СН 2.2.4/2.1.8.583-96 [26]), при создании и эксплуатации энергетических комплексов возникает важная и актуальная научная задача по разработке методов расчета и снижения шума недорасширенных струй паровых выбросов.

В развитие теории и практики снижения шума внесли вклад известные ученые: А.И. Белов, Е.Я. Юдин, Г.Л. Осипов, Н.И. Иванов, Г.А. Хорошев, Ю.И. Петров, И.Е. Цукерников, В.Т. Медведев, О.Н. Поболь [3, 4, 7, 10, 22-25, 28, 30, 31, 47, 53, 59, 64, 67, 86-88, 96-99], и др.

Вопросы шумоглушения энергетического оборудования нашли отражение в работах Ф.Е. Григорьяна, Е.А. Перцовского, В.Н. Лукащука, В.Г. Лысенко, В.Б. Тупова, Л.А. Рихтера, Е.М. Марченко, М.Е. Марченко, Н.А. Зройчикова, А.Б. Пермякова, Л.Р.Яблоника [6, 8, 13, 18, 27, 29, 32-46, 50-52, 56, 57, 61, 68-81, 89, 90, 100] и др.

Большая часть известных работ по вопросам расчета струйных течений и снижения шума от них относится к авиационной и ракетно-космической технике. Существующие отдельные работы по характеристикам шума паровых выбросов носят частный характер, поскольку базируются на экспериментах в узких диапазонах нерасчетности струй, и не позволяют решать задачу по прогнозированию характеристик шума и требуемому его снижению от недорасширенных струй паровых выбросов различных объектов энергетических комплексов.

Целью настоящей работы является разработка методов расчета и снижения шума недорасширенных струй паровых выбросов для различных объектов энергетических комплексов.

Объектами исследования являются шум паровых выбросов, имеющих место на энергетических комплексах при эксплуатации котлов, сбрасывающих пар с избыточным давлением в атмосферу, а также устройства для его снижения.

Задачи исследования состоят в изучении закономерностей образования шума недорасширенными (неизобарическими) струями пара, в разработке метода расчета уровня и спектральных характеристик шума выбросов пара, а также метода снижения шума паровых выбросов за счет применения глушителей, устанавливаемых на выхлопных (продувочных) трубопроводах котлов энергетических комплексов.

Методологической базой исследования являются теория турбулентных струй, теория звука и методы защиты от шума. При выполнении работы применены экспериментальные и расчетные методы исследования.

В качестве базы исследования использованы объекты энергетических комплексов: Саранская ТЭЦ-2 ОАО «Мордовская генерирующая компания», ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат», ТЭЦ-9 и ТЭЦ-11 ОАО «Мосэнерго».

Достоверность и обоснованность результатов обеспечены применением основополагающих положений теории турбулентных струй, теории звука, методов статистической обработки результатов исследований, согласованием результатов расчетов, выполненных с использованием разработанного методического аппарата, с результатами экспериментов, проведенных на натурных объектах энергетических комплексов с применением современной измерительной аппаратуры и учетом требований нормативных документов и имеющихся рекомендаций.

Научная новизна и теоретическая значимость заключается в выявлении закономерностей образования шума от недорасширенных паровых струй объектов энергетических комплексов, в разработке методического аппарата расчета уровня и спектральных характеристик шума паровых выбросов энергетических комплексов, в применении для снижения шума паровых выбросов оригинальной конструкции глушителя, разработанной и запатентованной автором.

Реализация работы состоит в применении на практике разработанных методик расчета общего уровня и спектральных характеристик шума выбросов пара энергетических комплексов, в использовании выявленных закономерностей образования шума недорасширенными (неизобарическими) струями паровых выбросов для разработки и внедрения мероприятий по снижению шума на объектах энергетических комплексов, в разработке конкретных примеров использования результатов диссертационного исследования в практической работе для снижения шума от оборудования энергетических комплексов.

На защиту выносятся следующие положения: 1) результаты натурных измерений уровней шума выбросов пара на различном расстоянии от источников его возникновения на объектах энергетических комплексов в сравнении с допустимыми нормами; 2) результаты численного моделирования истечения недорасширенных паровых струй в атмосферу; 3) методика расчета общего уровня звуковой мощности выбросов пара; 4) методика расчета спектральных характеристик паровой недорасширенной струи; 5) схемы и результаты испытаний разработанной и запатентованной автором оригинальной конструкции глушителя шума выброса пара.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на одиннадцатой, двенадцатой и тринадцатой

Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА» (Москва 2005, 2006 и 2007 гг., Москва, ГОУВПО МЭИ (ТУ)), на научно-технической конференции с международным участием «СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА В XXI ВЕКЕ» (2006 г., Москва, НИИСФ), на научном семинаре кафедры котельных установок и экологии энергетики ГОУВПО МЭИ (ТУ).

Внедрение результатов. По результатам выполненной диссертации разработаны и внедрены глушители шума выброса пара на линии продувки пароперегревателя котла ТГМЕ-464 Саранской ТЭЦ-2 ОАО «Мордовская генерирующая компания», на выхлопном трубопроводе выброса насыщенного пара котла ОКГ-180 ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат». При этом расчетная эффективность внедренных глушителей подтверждена результатами натурных акустических измерений при их функционировании. Спроектированы глушители шума конструкции МЭИ для выхлопных трубопроводов ГПК №3, 4 котла ст.№4 и для растопочной линии котлов ст.№4, №5 ТЭЦ-9 ОАО «Мосэнерго».

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 7 печатных работах, в том числе в двух изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, трех приложений.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Надежная эксплуатация котлов энергетических комплексов связана с необходимостью выброса пара в атмосферу (при продувках пароперегревателей, срабатывании предохранительных клапанов и других производственных операциях), что связано со значительным превышением (на 30.40 дБА) санитарных норм в окружающем районе по фактору шума. Это обуславливает необходимость изучения шума при истечении пара в атмосферу, разработки методов расчета и снижения шума.

2. Показано, что особенностью истечения пара в атмосферу на энергетических комплексах является наличие существенного перепада между статическим давлением в струе пара на срезе сбросного паропровода и атмосферным давлением, при котором струя является недорасширенной (неизобарической). При этом степень нерасчетности струи, как правило, превышает значение, соответствующее критическому истечению.

3. Выполнено численное моделирование истечения пара в атмосферу с избыточным давлением на основе уравнений Навье-Стокса и проведены натурные эксперименты с акустическими измерениями выбросов пара в атмосферу, по результатам которых определены структурные особенности и обоснован механизм образования шума от недорасширенных паровых струй энергетических комплексов.

4. Предложен новый метод расчета акустической мощности струйных выбросов пара, определяющий шумообразование недорасширенной паровой струи через ее параметры в изобарическом сечении.

5. Получена аналитическая формула (3.24) для расчета общего уровня шума выбросов пара через ее параметры в изобарическом сечении.

6. Показано, что общий уровень звуковой мощности выбросов пара на энергетических комплексах, сбрасывающих пар с избыточным давлением, зависит от производительности устройств выброса пара, площади выходного сечения выхлопного трубопровода и от степени нерасчетности струи пара на срезе выхлопного трубопровода.

7. Проведено сравнение результатов расчетов, выполненных с использованием разработанного метода, с результатами экспериментов, проведенных на объектах энергетических комплексов. Результаты удовлетворительно согласуются, что позволяет использовать разработанный метод для расчета общего уровня звуковой мощности струй перегретого пара в диапазоне степеней нерасчетности струй п = 1,5. 13,3.

8. Предложена формула (4.10) расчета частоты максимума в спектре шума выброса пара энергетических комплексов на основе исследований механизма образования шума от недорасширенных струй пара, истекающих в атмосферу.

9. Для паровой недорасширенной струи экспериментально уточнены корректирующие поправки для определения уровней звуковой мощности в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63.8000 Гц (табл. 4.2).

Ю.При непосредственном участии диссертанта разработана конструкция глушителя шума выброса пара, которая обладает одним из лучших коэффициентов совершенства паровых глушителей среди известных отечественных и зарубежных аналогов. На конструкцию парового глушителя получен патент.

11.По результатам выполненной работы разработаны и внедрены глушители шума выброса пара на линии продувки пароперегревателя котла ТГМЕ-464 Саранской ТЭЦ-2 ОАО «Мордовская генерирующая компания», на выхлопном трубопроводе выброса насыщенного пара котла ОКГ-180 ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат», спроектированы глушители шума конструкции МЭИ для выхлопных трубопроводов ГПК №3, 4 котла ст.№4 и для растопочной линии котлов ст.№4, №5 ТЭЦ-9 ОАО «Мосэнерго». Расчетная эффективность внедренных глушителей подтверждена результатами натурных акустических измерений при их функционировании.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Авиационная акустика. Часть 1. Шум на местности дозвуковых пассажирских самолетов / Под. ред. А.Г. Мунина. М.: Машиностроение. 1986. - 242 с.

2. Антонов А.Н., Купцов В.М., Комаров В.В. Пульсации давления при отрывных и струйных течениях М.: Машиностроение. 1990. - 272 с.

3. Белов А.И. Затухание в трубах с поглощающими стенками. ЖТФ, 1938. - т.8. -С. 752-755.

4. Белов А.И., Файнштейн Н.Д. Экспериментальное исследование заглушения звука в вентиляционных каналах. ЖТФ, 1939. -т.9. - С. 1499-1509.

5. Белоцерковский С.М., Гиневский А.С. Моделирование турбулентных струй и следов на основе метода дискретных вихрей. М.: Физмалит. 1995. - 368 с.

6. Бирман Л.Г., Лысенко В.Г., Лукащук В.Н. Глушитель шума БРОУ с условным диаметром 800 мм//Энергетик.- 1985.-№4.-С. 30-31.

7. Борьба с шумом на производстве: Справочник / Юдин Е.Я., Борисов Л.А., Горенштейн И.В. и др. М.: Машиностроение. 1985. - 400 с.

8. Борьба с шумом стационарных энергетических машин / Григорьян Ф.Е., Михайлов Г.А., Ханин Г.А., и др. Л.: Машиностроение, 1983. - 160 с.

9. Власов Е.В., Гиневский А.С. Когерентные структуры в турбулентных струях и следах // Итоги науки и техники. Сер. «Механика жидкости и газа». Т.20, ВИНИТИ.- 1986.-С. 3-84.

10. Влияние транспорта на уровень шума в городах: Учебное пособие по курсу "Инженерная экология" / В.Т. Медведев, М.Ф. Манюков, С.Г. Новиков и др. М.: Изд-во МЭИ, 1997.-28 с.

11. Гиневский А.С., Власов Е.В., Каравосов Р.К. Акустическое управление турбулентными струями. М.: Физмалит. 2001. - 240 с.

12. Гиневский А.С., Власов Е.В., Колесников А.В. Аэроакустические взаимодействия. -М.: Машиностроение. 1978. 177 с.

13. Глушитель шума выброса пара (варианты): Патент на полезную модель 51673 РФ, Заявка №2005132019. Заявл. 18.10.2005 /В.Б. Тупов, Д.В. Чугунков. -4 е.: ил.

14. Голдстейн М.Е. Аэроакустика-М.: Машиностроение. 1981. -295 с.

15. ГОСТ 12.1.023-80 ССБТ. Шум. Средства и методы защиты от шума. Классификация. М.: Изд-во стандартов. 1996. - 4 с.

16. ГОСТ 24570-81. Клапаны предохранительные паровых и водогрейных котлов. Технические требования. -М.: Изд-во стандартов. 1987. 12 с.

17. ГОСТ Р 12.4.213-99 ССБТ. Средства индивидуальной защиты органа слуха. Наушники. Общие технические требования. Методы испытаний. М.: Изд-во стандартов. 2000. - 16 с.

18. Григорьян Ф.Е., Перцовский Е.А. Расчет и проектирование глушителей шума энергоустановок. JL: Энергия, 1980. - 120 с.

19. Джеймс Лайтхилл. Волны в жидкостях: Пер. с англ. / Под ред. П.П. Корявого, П.И. Пушкина. М.: Мир. 1981. - 600 с.

20. Закон России «Об охране атмосферного воздуха» (ст.8, 14, 23). М.: Госстандарт, 1993.

21. Закон России «Об охране окружающей природной среды» (ст.53). М.: Госстандарт, 1993.

22. Защита от шума в градостроительстве / Осипов Г.Л., Коробков В.Е., Климухин А.А. и др.: Под ред. Г.Л. Осипова. М.: Стройиздат, 1993. - 96 с.

23. Звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы / Юдин Е.Я., Осипов Г.Л., Федосеева Е.Н. и др. М.: Стройиздат, 1966.

24. Иванов Н.И. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах. -М.: Транспорт, 1987.

25. Иванов Н.И. Проблемы с шумом //NOIES-93, St.Petersburg: 1993, С. 4-16.

26. Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки: СН 2.2.4/2.1.8.583-96. -М.: Минздрав России, 1997.

27. Испытание устройства сброса пара после предохранительных клапанов / И.В. Галас, М.Е. Марченко, Ю.Е. Мишенин, А.Б. Пермяков // Известия Академии промышленной экологии. 1999. — №1. С. 51-56.

28. Контроль загрязняющих веществ в окружающей среде: учебное пособие по курсам "Теоретические основы защиты окружающей среды" по специальности

29. Инженерная защита окружающей среды" / В.Т. Медведев, В.В. Скибенко, А.К. Макаров и др. М.: Изд-во МЭИ, 2006. - 120 с.

30. Краснов В.И., Тупов В.Б. Изменение излучения шума от дымовых труб после модернизации водогрейных котлов // Теплоэнергетика. 2005. - №3. - С.45-48.

31. Лагунов Л.Ф., Осипов Г.Л. Борьба с шумом в машиностроении. М.: Машиностроение, 1980.- 150 с.

32. Лопашев Д.З., Осипов Г. Л., Федосеева Е.И. Методы измерения и нормирование шумовых характеристик. М.: Издательство стандартов, 1983. -232 с.

33. Лукащук В.Н. Снижение шума при продувках пароперегревателей на ТЭС: Сб. научн. трудов №193. м.: Изд-во МЭИ, 1989. С. 72 - 77.

34. Лукащук В.Н. Шум при продувках пароперегревтелей и разработка мероприятий по снижению его влияния на окружающую среду: Дис. кан. тех. наук. М., 1988.- 145 с.

35. Лысенко В.Г. О снижении уровня шума на ТЭС // Энергетика и электрификация. 1991. №4. С. 14-16.

36. Лысенко В.Г., Бирман Л.Г., Лукащук В.Н. и др. К повышению акустической эффективности дроссельных глушителей шума // Энергетик. 1984. - №2. - С. 28.

37. Лысенко В.Г., Лукащук В.Н., Каздоба В.К., Бирман Л.Г. Результаты исследования эффективности глушителей шума конструкции ЮжВТИ // Энергетика и электрификация. 1983. -№1. - С. 17-19.

38. Лысенко В.Г., Лукащук В.Н., Каздоба В.К., Бирман Л.Г. Глушители конструкций ЮжВТИ // Электрические станции. 1983. -№3. - С. 47^8.

39. Лысенко В.Г., Лукащук В.Н., Некредин П.П., Воинов А.Г. Борьба с шумом при паровых сбросах на ТЭС // Энергетика и электрификация. 1987. - №4, -С. 40-42.

40. Марченко Е.М., Марченко М.Е., Мишенин Ю.Е. Совершенствование средств снижения шума на тепловых электростанциях // Теплоэнергетика. 1999. - №12. С. 49-52.

41. Марченко М.Е. Комплексная система шумоглушения при сбросе пара после предохранительных клапанов // Энергосбережение и водоподготовка. 1998. -№1. - С. 80-83.

42. Марченко М.Е. Пермяков А.Б. Внедрение систем шумоглушения на тепловых электростанциях // Новые технологии М., 1998. С. 4-6.

43. Марченко М.Е. Разработка и внедрение новых типов шумоглушителей для тепловых электростанций и паровых котельных // Известия Академии промышленной экологии. М., 2000. - №1. - С. 75-77.

44. Марченко М.Е. Разработка, исследование и анализ технических мероприятий и устройств для снижения вредного воздействия энергетических установок на окружающую среду при сбросах пара в атмосферу: Дис. кан. тех. наук. М., 2000.- 156 с.

45. Марченко М.Е., Мишенин Ю.Е. Система сброса пара энергетических котлов в атмосферу // Энергосбережение и водоподготовка. №2. - 1997. С. 72-75.

46. Марченко М.Е., Мишенин Ю.Е., Пермяков А.Б. Система шумоглушения предохранительных клапанов ТЭС со сверхкритическими параметрами пара // Известия Академии промышленной экологии. 1997. - №1. - С. 88-91.

47. Марченко М.Е., Пермяков А.Б. Теплогидравлические и акустические испытания системы сброса пара после предохранительных клапанов блока с турбиной Т-250-240 // Известия Академии промышленной экологии. М., 1997. -№3. - С. 96.

48. Методы и средства защиты от шума: Учебное пособие по курсу "Безопасность жизнедеятельности" / В. Т. Медведев, А. В. Каралюнец, В. В. Корочков, В. А. Малышев, А. К. Макаров. М.: Изд-во МЭИ, 1997. - 76 с.

49. Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Леонтьев Е.А. Аэродинамические источники шума. М.: Машиностроение. 1986. - 248 с.

50. Никитина И.К. Справочник по трубопроводам тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат. 1983. - 176 с.

51. Основные методы шумоглушения энергетического оборудования / Григорьян Ф.Е., Глушков Г.А., Калугин Г.П. и др. // Энергетическое машиностроение (Тр. ЦНИИТЭИТяжмаш) 1988. - Вып. 12.

52. Пермяков А.Б. Марченко М.Е. Уменьшение акустического загрязнения среды при сбросах пара в атмосферу // Известия Академии промышленной экологии. -М., 1995-С. 30-31.

53. Пермяков А.Б. Разработка, исследование и анализ работы устройства для сброса больших потоков пара с пониженным уровнем шума: Дисс. канд. техн. наук. М., 1994,- 145 с.

54. Поболь О.Н. Шум в текстильной промышленности и методы его снижения. -М.: Легпромбытиздат, 1987.

55. Расчеты и измерения характеристик шума, создаваемого в дальнем звуковом поле реактивными самолетами / Под. ред. Л.И. Сорокина. М.: Машиностроение. 1968.-99 с.

56. РД 34.02.310-89. Методика испытаний глушителей шума выброса пара в атмосферу. ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского. 1989. 20 с.

57. Рихтер Л.А. Газовоздушные тракты тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 264 с.

58. Рихтер Л.А., Лысенко В.Г., Лукащук В.Н. и др. Исследование шумовых полей при сбросе пара в атмосферу // Теплоэнергетика. 1988, - №6, - С. 50-51.

59. СИ 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. М.: Минздрав России, 1997. -20 с.

60. Снижение шума в зданиях и жилых районах / Под ред. Г.Л. Осипова, Е.Я. Юдина. -М.: Стройиздат, 1987. 558 с.

61. СНиП 23-03-2003. Защита от шума / Госстрой России. М.: ФГУП ЦПП, 2004. -32 с.

62. Совершенствование газовоздушного тракта энергетических котлов с целью повышения надежности и экономичности энергетического оборудования: Дис. док. тех. наук / Н.А. Зройчиков, АО "Мосэнерго". М., 2000 . - 352 с.

63. Справочник по контролю промышленных шумов: Пер. с англ. / Под. ред.

64. B.В. Клюева. М.: Машиностроение. 1979. - 447 с.

65. Справочник по технической акустике: Пер. с нем. / Под. ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера. -JI.: Судостроение. 1980 440 с.

66. Справочник проектировщика. Защита от шума / Под ред. Е.Я. Юдина. М.: Стройиздат, 1974.

67. Струйные и нестационарные течения в газовой динамике / В.Н. Глазнев, В.И. Запрягаев, В.Н. Усков и др. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2000 г.

68. Теория турбулентных струй / Г.Н. Абрамович, Т.А. Гиршович,

69. C.Ю. Крашенинников и др.: Под ред. Г.Н. Абрамовича.-М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1984. 717 с.

70. Техническая акустика транспортных машин: Справочник / Под ред. Н.И. Иванова. Санкт-Петербург: Политехника, 1992. - 365 с.

71. Тупов В.Б. Зарубежный опыт снижения шума тягодутьевых машин ТЭС // Теплоэнергетика. 1992. - №5. С. 77-80.

72. Тупов В.Б. Охрана окружающей среды от шума в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 1999.- 192 с.

73. Тупов В.Б. Разработка методов снижения воздействия аэродинамического шума газовых трактов ТЭЦ на окружающую среду: Дис. кан. тех. наук: М., 1985.- 144 с.

74. Тупов В.Б. Снижение уровня шума на облицованных звукопоглощающим материалом прямых поворотах газовоздушных трактов электростанций // Изв.вузов. Энергетика. 1990. -№1. - С. 88-92.

75. Тупов В.Б. Снижение уровня шума от энергетических газовоздухопроводов // Теплоэнергетика. 1991.-№10.-С. 60-63.

76. Тупов В.Б. Снижение шума от энергетического оборудования. М.: Издательство МЭИ, 2005. - 232 с.

77. Тупов В.Б. Способы снижения шума от водогрейных котлов РТС // Теплоэнергетика 1993. - № 1. - С. 45-48.

78. Тупов В.Б., Зарянкина Н.П. Снижение шумового воздействия РТС на окружающий район: Топливоиспользование и охрана окружающей среды // Тр.Моск. энерг. ин-та. Вып.632. - М.: Изд-во МЭИ, 1991. - С. 84-88.

79. Тупов В.Б., Рихтер JI.A. Охрана окружающей среды от шума энергетического оборудования. -М.: Энергоатомиздат, 1993. 112 с.

80. Тупов В.Б., Рихтер JI.A. Снижение уровня шума в газовых трактах ТЭЦ // Теплоэнергетика. 1986. - №8. - С. 61-63.

81. Тупов В.Б., Сейфельмлюкова Г.А. Опыт снижения шума газовых трактов котлов ПТВМ // Промышленная энергетика. 1992. - №6.

82. Тупов В.Б., Строгонов В.И., Малиничев М.Я. Глушители шума для водогрейных котлов ПТВМ-50 // Промышленная энергетика. 1997. - №7. -С. 35-37.

83. Тупов В.Б., Чугунков Д.В. Глушитель шума выброса пара // Электрические станции. 2006. - №8. - С. 44-47.

84. Тупов В.Б., Чугунков Д.В. Шум выбросов пара тепловых электрических станций. Моделирование на ЭВМ. Строительная физика в XXI веке: Материалы научно-технической конференции / Под ред. И.Л. Шубина.-М.: НИИСФ РААСН, 2006.-С. 319-322.

85. Тупов В.Б., Чугунков Д.В., Краснов В.И. и др. Подготовка рекомендаций по снижению шума выброса пара на ТЭЦ-9 филиала ОАО «Мосэнерго» и проекта привязки шумоглушителя: Отчет о НИР (заключительный) / МЭИ. - НИР №2138060.-М., 2006.-26 с.

86. Тупов В.Б., Чугунков Д.В., Сейфельмлюкова Г.А. и др. Разработка проекта шумоглушителя для котла ТГМЕ-464 Саранской ТЭЦ-2 с привязкой по месту установки: Отчет о НИР (промежуточный) / МЭИ. НИР №2323040. - М., 2004. -54 с.

87. Хорошев Г.А., Петров Ю.И., Егоров Н.Ф. Борьба с шумом вентиляторов. М.: Энергоатомиздат, 1981.- 144 с.

88. Цукерников И.Е., Некрасов И.А. Нормирование шумовых характеристик стационарных машин и оборудования // Архитектурная и строительная акустика. Шумы и вибрации: Сб. тр. XI сессии Российского акустического общества. М.: НИИСФ РААСХ, 2001. - Т.4. - 192 с.

89. Чугунков Д.В., Тупов В.Б. Расчет уровня шума парового выброса энергетических котлов // Теплоэнергетика. 2007. - №2. - С. 62-65.

90. Чугунков Д.В., Тупов В.Б. Расчет уровня шума струй пара при выбросах в атмосферу на ТЭС // Теплоэнергетика. 2007. №6. - С. 71-73.

91. Чугунков Д.В. Тупов В.Б. Расчет спектра шума выбросов пара на ТЭС // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. Тринадцатой Межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: В 3 т. М.: Изд-во МЭИ, 2007. -т.З.-С. 116-117

92. Шахтные пусковые установки / Д.К. Драгун, Ю.П. Перфильев, Н.В. Люкевич, В.А. Хотулев. М.: МГТУ им. Баумана. 2003. - 358 с.

93. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки: СИ 2.2.4/2.1.8.562-96. -М.: Минздрав России, 1997.

94. Юдин Е.Я. Глушение шума вентиляционных установок. М.: Госстройиздат,1958.- 160 с.

95. Юдин Е.Я. Экспериментальное исследование глушителей шума в вентиляционных каналах // Борьба с шумами и действие шума на организм. Л.,1959. сб. №1.-С. 104-130.

96. Юдин Е.Я., Терехин А.С. Борьба с шумом шахтных вентиляторов. М.: Недра, 1985.

97. Юдин Е.Я., Терехин А.С. Борьба с шумом шахтных вентиляционных установок. -М.: Недра, 1973.

98. Яблоник Л.Р. Шумозащитные конструкции турбинного и котельного оборудования: теория и расчет: Дис. док. тех. наук. СПб., 2004, - 398 с.

99. Глушитель выхлопа пара. Мацуо Нобуюки, Танака Юкима-са, Серитака Хитоси, Син-Ниппон сэйтэцу к. к., Ниттэцу пуранто сэккэй к. к. Заявка 60-202187, Япония. Заявл. 28. 03. 84, № 59-584-11, опубл. 12. 10. 85. МКИ С 10 Б 39/02.

100. Глушитель шума струи пара или газа. Fluid discharge silencer. Challis Louis Aron. Пат. 557483, Австралия. Заявл. 26. 04. 83. № 27087/84, опубл. 24. 12. 86. МКИ F 01 N 7/00, F 01 N 1/12.

101. Browand F.K., Laufer J. The role of large scale structures in the initial development of circular jets // In: Turbulence in liquids. Proc. IV Biennial Symp. Turbulence liquids. Sept. 1975. Princeton, New Jersey, 1977. P. 334-344.

102. Dai Genhua, Chen Jing, Clien Aoliu. New mufflers for steam blow-off in power plants // Proceedings International Conference on Environmental Protection of Electric Power. Nanjing. (October 11—15)/ 1996. P.756-761.

103. Desuperheaters. // Power Engineering. 1990. - 94, No, P. 42.

104. Fisher M.J., Lash P.A., Harper M. Bourn. Jet noise // J. Sound Vibr. 1973. Vol. 28. №3.-P. 563-587.

105. Но C.M., Huerre P. Perturbed free shear layers // Ann. Rev. Fluid mech. V. 16. -P. 365-424.

106. Kurlze G. Physik und Technik der lermberampfung. Kerlsruhe. G. Brann, 1963.

107. Roshko A. Structure of turbulent shear flows: A new look // AIAA Journal. V.4. №10.-P. 1349-1357.

108. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / Алямовский А.А. и др. СПб.: БХВ-Петербург. 2005. - 800 с.

109. Yule A.J. Large-scale structure in the mixing layer of round jet // J.Fluid Mech. 1978. V. 89. Pt.3. P. 413-443.