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华电重工低频噪声源头控制技术打造静音工厂
文章来源 : 中国工业新闻网 编辑 : 张琤 发布时间 :2018年04月11日 10:05分享到:

■中国工业报社记者 郭宇

 

  近日,中国工业报记者从华电重工股份有限公司获悉,该公司的“燃气电厂立式余热锅炉低频噪声源头控制技术”荣获2017年度华电集团科技进步一等奖,该成套装备被列入了工信部、科技部和环保部三部委联合发布的《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录(2017)年版》,华电重工股份有限公司被列为环保技术装备的惟一依托单位。

  作为国内领先、国际知名的高科技工程系统方案提供商华电重工股份有限公司跨领域进军工业噪声控制领域,开展电厂噪声控制技术研发,取得多项科研成果,特别是利用4年多的时间,成功研发了燃气电厂立式余热锅炉低频噪声源头控制技术,彻底解决了燃气电厂余热锅炉设备的低频噪音污染的难题,这项技术让电厂露天放置的大型余热锅炉可以静悄悄的为大家服务。

  

为攻克难题涉足噪声控制领域

  华电重工股份有限公司一直以建设大型燃气电厂和天然气分布式电站为专长,而此次涉足噪声控制领域确是因为燃气电厂发展遇到了难题。

  6年前,华电重工股份有限公司遇到一个棘手的项目。上海奉贤电厂需要进行二期扩建,但是根据上海市的规划,原来周边空旷的农田上要建设百万人的南桥新城,按照上海市环评批复要求,必须以新带老,对奉贤一期进行噪声治理改造,而奉贤一期原有4台60多米高余热锅炉发出的低频噪声成为治理的难点,业主咨询了国内外的多家大型企业和科研院所均无法解决。

  接到客户的紧急需求后,一直以来以建设电厂技术为主攻课题的华电重工技术团队这一次面临着新的考验。按照传统治理方法,需要对余热锅炉“穿衣戴帽”,原锅炉要进行整体围护,同时烟囱上加装烟囱消声器,这样原有基础和钢结构必须进行加固;但由于余热锅炉周边空间狭小,地下管线复杂,实际施工现场困难重重,原有基础无法进行加固,而且由于余热锅炉噪声值高,低频噪声成分高,噪声波长长,衰减慢,对居民影响大,低频噪声用其他方法无法解决,这样奉贤电厂余热锅炉噪声治理就成为一个工程难题。

  在传统方式降噪的方式完全行不通的情况下,华电重工提出了一个大胆的想法———“源头噪声技术控制”,也就是说先准确找到哪里发出噪音,在进行去除噪音。

  通过分析对比,排除了余热锅炉外壁的震动和部件的震动等可能性后,最终研发团队提出了一个前所未有的理论设想———余热锅炉腔体内的空气流动产生的噪音。

  这一大胆的想法很快就得到了实验印证,余热锅炉墙体内产生气体流动的噪音与外部测出噪音的频率一致。也就是证明,终于找到了噪音的根源所在就是———烟气的流动。

  当时,炉内采取降噪措施的研究上尚属空白。并且,尚未明确余热锅炉炉内的噪声特性。尤其是在余热锅炉噪声产生机理、低频噪声产生原因分析上缺乏深入系统的研究。

  华电重工钢结构工程事业部副总经理赵迎九回忆起当年的研发过程步步艰难。

  

源头治理装置最终攻克难题

  方法总比困难多,通过研发团队坚持不懈的研发,一个充满智慧的设备应运而出,燃气电厂低频噪声源头治理成套装置成功研发。2016年3月,这一技术结合上海奉贤电厂一期立式余热锅炉噪声治理改造需求,仅3个月后第一台锅炉改造成功,2016年11月另外的3台锅炉也改造完成。

  据上海奉贤电厂的负责人说,华电重工完成的奉贤电厂噪声治理非常成功,现在奉贤电厂是否开机靠声音是听不出来的,需要看烟囱是否冒烟来判断,厂区内噪声低于50分贝,也就是说在厂区内基本听不到机器运行的声音。

  酒香不怕巷子深,“燃气电厂立式余热锅炉低频噪声源头控制技术”这一技术的成功很快得到了用户的认可,目前华电重工已完成和正在执行的电厂噪声治理项目有40多项,已完成噪声环保验收项目有9项。

  2016年12月6日,工信部在上海主持召开科技成果鉴定会,此次是工信部首次在噪声控制领域进行的部级科技成果鉴定。鉴定委员会一致认为该技术填补了国际上在该方面的技术空白,达到国际领先水平。

  华电重工已经申请专利21项,授权专利14项,其中发明专利9项,授权发明专利5项;本课题研究的燃气电厂立式余热锅炉低频噪声产生机理分析技术,在国际最顶级声学学术会议inter.noise上进行了宣讲,获得了国内外声学专家的一致好评。

  

抗噪技术市场前景广阔

  随着能源与环保的需求,燃气分布式能源电厂分布越来越广,噪声控制技术将更具需求。

  “十三五”期间,国家调整了产业发展方向,加快建设燃气分布式能源项目和调峰电站,气电装机规模达到1.1亿千瓦,占比10%。目前,我国天然气发电装机容量占比4.25%,远低于发达国家天然气装机水平。

  华电集团2017年全年核准电源项目1049万千瓦,重型燃机和天然气分布式项目共计652万千瓦,投产235万千瓦,装机容量达到1432万千瓦。2020年天然气发电装机将达到2450万千瓦,其中燃机1860万千瓦,燃气分布式590万千瓦。华电集团与美国GE公司联合成立了“华电通用轻型燃机设备有限公司”,主要生产LM2500和LM6000两种“航改型燃机”,让分布式能源项目总体更具实力。

  华电重工在楼宇型燃气分布能源站的噪声控制上,研发了多项噪声控制技术。在华电产业园园区的中心花园有两块1米多高的四棱锥玻璃结构,不仅造型装饰美观,还具有防压泄爆功能,就在这个玻璃景观下方安装着两套小型分布式能源发电机组,这两套迷你设备的发电技术世界领先,由GE颜巴赫、溴化锂机组以及直燃机等设备组成,该分布式能源电站不仅可以供热、供冷还保证了附近27万平方米楼宇的所有能源需求,综合能效利用达到了80%以上。这两套小型分布式能源设备离办公建筑最近处只有10几米,走到近处也没有一点声音,其掩隐在花草中央,完全看不出来下面是发电设备。

  如果设备没有使用抗噪技术,这套分布式能源投入使用后产生的噪音会让办公楼里的人们无法忍受。抗噪技术让燃气分布式能源设备得以实际应用。

  当发电设备靠近用户使用的区域,降低噪音便成为电厂运营中的重要环节。“接下来以“噪声源头控制技术”为基础的研发工作,将扩展到更多能源领域。”赵迎九告诉记者,华电重工的高效环保型机力通风冷却塔关键技术正在研发阶段,为了解决噪声问题,华电重工与香港大学联合成立了“华电重工-香港大学工业噪声控制研究中心”。

  未来,华电重工公司将建立国内最全面的燃气电厂噪声源数据库,目前已包含40多个电厂的设备噪声数据,涵盖了9E、9F级重型燃机电厂以及楼宇式、区域式、分布式能源站的设备噪声,其中设备包括燃机、内燃机、汽机、锅炉、水泵、电机、冷却塔、变压器、增压机、各类风机等噪声。数据库将指导新产品和新技术的研发;研究利用设备噪声进行故障预警技术。

  

整体解决方案专家

  华电重工业务涉及电力、石油、化工、电网、建筑、交通等领域,电力行业主要包括分布式能源站,燃气电厂,燃煤电厂及柴油电站等,基于对电力工程领域多专业的技术优势,华电重工可以提供电力工程整体规划更优的系统解决方案,打造更人性化的绿色工厂。目前,“交钥匙工程”已经成为华电重工主要的业务之一,为客户提供专业、科学、经济高效的噪声治理整体解决方案和高品质的噪声治理产品,实施从现场测试、咨询、方案设计、施工图设计、产品设计及制造、安装、调试、验收一体化服务。

  上海华电奉贤南桥新城能源中心项目就采用了噪声治理与建筑结构一体化设计技术,设计者综合考虑全厂建筑物、绿化等因素;一体化设计,研究吸/隔/消的建筑效果,直接达到去工业化的设计技术。从外观看,根本看不出来这是一个电厂,而是一个绿树丛荫的现代化的办公区。该项目获得中电建协科技进步二等奖1项,三等奖3项,并荣获2016~2017年度国家优质工程奖。

  赵迎九告诉记者,公司的研发团队有60余人,由分别来自10几个专业的研发人员组成,跨学科多领域的联合设计将打造一个更完美的工厂。

  图为上海奉贤南桥新城能源中心项目。

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