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摘要：随着越来越多的燃气锅炉的出现，加上国家在环保执法层面的日益严格，以及居民自身的环保意识不断提升，虽然燃气锅炉比传统的燃煤锅炉更具有环保性，大大改善了空气质量，但是依然存在噪声污染的问题。而燃气锅炉噪声主要是燃烧器在运行过程中引起气流振动形成的，与鼓引风机等设备噪音相比频率更加低，过去治理噪声污染的相关技术已经无法有效助力燃气锅炉噪声，需要不断摸索新的技术。本文主要从燃气锅炉噪音产生的原因出发，探究锅炉噪声治理新技术，并对其未来发展进行展望。
关键词：燃气锅炉；噪声治理；新技术
在燃气锅炉房中会引起噪音的主要来源包括燃烧器、引风机、鼓风机、水泵、排污口以及烟道等不同的部位。过去国内外对燃气锅炉噪音的研究主要集中在鼓引风机以及水泵层面，相对来说，燃烧器、烟道以及排污口噪声的研究还比较少，并且出现的比较少，而与前者相比，后者的噪声主要属于中低频段，无论是穿透力还是衍射能力都更强悍，而想要通过简单地隔声或者减震来降噪又受到空间的限制，降噪效果远远比理论研究值要低。我国针对锅炉房噪音污染治理的研究工作直到上个世纪七十年代才开始，并且在很长一段时间内都没有取得明显的发展。我国于 20 世纪 70 年代末开始研发锅炉房噪声治理技术，在相当长的一段时期内， 噪声治理技术发展缓慢。当前我国燃气锅炉中主要采用贫燃预混燃烧、多孔介质燃烧、分级旋流扩散、驻涡燃烧、分级柔和燃烧等技术，其中柔和燃烧技术、驻涡燃烧技术由于限用于以氢气为燃料的领域中，使用推广范围小，相关的研究因此也很少。因此噪声污染主要存在于而贫燃预混燃烧、分级旋流扩散，多孔介质燃烧技术都存在不稳定燃烧、热声振荡产生的噪声声级高等问题。
一、大型燃气锅炉噪声产生主要原因
燃气锅炉生产中形成的噪音污染主要来自于燃烧器，包括燃烧器机械噪声以及空气动力性噪声，并且主要是以燃烧噪声、机械噪声混合形成的中低频噪声为主，噪声等级大多处在85~110dB之间。当燃烧器内部燃烧不稳定时，其中的气流容易形成涡流与旋流，空气压力出现震荡冲击，从而引发结构性的振动，这种振动直接影响到火焰，降低燃效效率，发生热分解现象，多余的气体会使得压力出现急剧上升，形成热声耦合振荡。为了确保燃烧的稳定性，有效控制热身振荡效应，国内外很多研究者都已经对如何确保锅炉燃烧器的稳定性开展相关研究。
二、大型燃气锅炉噪声治理新技术
（一）催化预混技术
在H. Karim 等研究者看来，借助催化燃烧技术，即使是氢化合物浓度处于比较低的水平下也能够有效燃烧，并且将炉膛中火焰的温度保持在比较低的范围内，燃烧会更加具有稳定性，从而大大减少燃烧中可能出现的压力振荡，有效控制燃烧中产生的CO、NOx 等搭大气染物排放量。我国北京建筑大学张世宏教授从2005年就开始利用钯、铂作为催化剂开展天然气催化预混实验，模拟贫燃反应器数值，有效验证了上述结论，证明在科学合理的天然气与空气混合比情况下，锅炉中催化燃烧热效率更高，甚至接近100%，基本实现完全燃烧，做到污染物排放近零，并且燃烧情况相当稳定。通过重复试验还发现 Pt 催化剂装置实际使用次数会影响实验最终结果，并且催化温度比预计的点燃温度要高。
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（二） 空燃比预混控制
来自北京工业大学的许考用实验证明天然气需要在一定的空燃比条件下才能够更好的进行燃烧，并且当放置T － A1203质量的0.21%的钯时能实现较好的催化燃烧效果。在绝热条件下进行预混天然气催化燃烧时，用不同的温度对混合气体进行预热可以发现，当空气预热温度合适时，载体的径向温度分布处于均匀状态，能够更好的减少NOx的生成。目前催化技术还处于开发中，并没有大面积进行推广应用。
（三）多孔介质燃烧技术
多孔介质的超绝热预混燃烧能够大大拓展燃烧时火焰的稳定性，有效改善了单孔径借助燃烧的性能，避免了局部高温现象的产生。通过研究人员的实验已经证明在氧化铝泡沫陶瓷中进行燃烧时，火焰的稳定性最好。这些实验的开展开辟了新的研究方向，催化贫燃技术与多孔介质燃烧技术的结合已经成为一个重要的发展方向。
（四）通过烟道处理降噪
除了通过改善燃烧器燃烧来降噪，通过锅炉烟道以及排污口开展降噪工作也有研究者开展相关研究。烟道噪声大多是处在70dB上下的中低频噪声。重庆交通大学针对燃烧器的排气噪音进行多年研究，通过流场数值模拟共振室消声器的共振频率，验证了消声器的腔型对共振频率的影响。具体对共振式消声器的改进还在具体研发过程中，是燃气锅炉烟道噪声治理工作开展的一个新方向。
（五）排污噪声处理
排污噪声治理与具体的排污次数有着直接的关联性，已经有研究者就超声波除垢技术来研究如何控制排污次数，降低噪声。超声波能够使得水垢脱落后变成松散的混合物，即使是不停机、不借助药剂也能够很好的被液体冲走，目前超声波除垢已经成为国内在主要研究的锅炉除垢技术，并且已经在石油电力等行业得到一定程度的推广应用。陕西师范大学通过研究一经发现流体温度、超声波频率与功率、作用时间以及除垢剂的添加等都和锅炉除垢效果有密切的关系。
三、噪声治理技术的探讨与展望
通过优化改进锅炉燃烧技术不仅能够节能减排，还能够有效实现锅炉房整体静音效果，尤其是天然气贫燃预混燃烧以及多孔介质燃烧的开发，在城市供暖系统中的锅炉降噪中有着广泛的应用前景。
借助贵金属Pt 做催化剂来催化燃烧虽然能够增加了反应温度，但是也会影响到最终结果，并且贵金属大多价格昂贵，在高温下发生燃烧很容易出现烧结或者失去活性的问题，作为催化剂来说并不理想。针对催化剂的研究也在进一步进行，未来实验研究与工程实际开展情况将会进一步结合在一起，研发出不仅使用寿命长，而且经济效益更高的催化剂。
除了催化装置外，影响锅炉燃烧效果的因素还包括混合气体的预热温度、预混的空燃比等，在下一阶段研究方向将可能更多的集中在这两方面。
虽然多孔介质预混燃烧有着更好的燃烧稳定性，但是多孔介质材料一旦加热温度超过1200摄氏度，就会出现老化问题，回火也会存在安全隐患。并且在相关的研究过程中采用的都是模拟形式，无论是测量方法还是技术都可能会影响到模拟结果，模拟结果并不能充分对问题进行解释，因此多孔介质预混燃烧与催化预混的有机结合也可能是未来研究发展的重要方向。
参考文献：
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论文作者:杨前斌,刘红林,于宝堂
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/29
标签：噪声论文; 多孔论文; 技术论文; 锅炉论文; 介质论文; 燃气锅炉论文; 温度论文; 《防护工程》2018年第19期论文;