工业炉燃烧器的噪声及其控制技术

工业炉燃烧器的噪声及其控制技术

韩冬

黑龙江省汉铧森机械设备制造有限公司

【摘要】燃烧器是工业炉设备的重要组成部分之一，工业炉燃烧过程中会产生大量的噪音，造成一定的环境污染，同时也会对设备使用人员造成一定的身体健康危害。因此，噪声控制问题一直以来都备受人们重视。以下本文简要介绍了燃烧器的噪声特性，分析了噪声的主要来源及不同来源噪声的特征，最后提出了有效的噪声控制技术策略，希望能够为相关行业工作人员提供些许参考。

【关键词】工业炉；燃烧器；噪声；控制技术

噪声会影响人的正常听觉，长期暴露在高强度噪声环境中，甚至会导致听力丧失，更有可能诱发一些其他疾病现象，当强度噪声强度过大的时候，还会影响人们的言语交谈，给人的工作和学习等造成诸多不利影响，使人情绪烦躁。而工业生产是常见的主要城市噪音来源，其中工业炉燃烧产生的噪音相对较为明显，如何对其采取针对性措施加以控制，是使用工业炉过程中必须考量的问题。

1工业炉燃烧器的噪声特性

工业炉燃烧器的噪声主要体现在两部分，其一是喷气噪声，其二是燃烧噪声，两种噪声共同存在，汇集而成的噪声曲线如图1所示。由图1可以发现，燃烧器的噪声频谱呈现出两个峰值频率特征，其中频率较高的部分来自于喷气噪声，另一个较低的峰值频率则来自于燃烧产生的轰鸣声，噪声的频谱峰值一般介于63-500 Hz之间。

1.1喷气噪声

喷射气体经喷口高速喷出，与周围的低速气体发生湍流混合，使气体的稳定状态受到破坏而发生巨大扰动，从而激发出强大的噪声。喷气噪声与燃烧过程无关，即使在不点燃的冷喷情况下，也会产生此种噪声。喷气噪声的声功率与喷射气流速、喷口直径以及喷射气体密度相关，喷射气体的压力越大，喷射速度越高，喷气噪声就越强。喷射气流的噪声主要是由离喷口6倍直径距离内的喷气段所产生的，此后，声功率随距离的增加而急剧下降。在喷口附近的喷射气流主要辐射高频噪声，且由于气流的压力大，流速高，噪声声级相当高。随着离喷口距离的增加，高频噪声下降，低频噪声逐渐增加。

1.2燃烧噪声

燃料在炉内燃烧时发出的噪声，其频率属于低频噪声。燃烧噪声是燃烧过程自身产生的，即燃烧固有的噪声。它与燃料种类、燃烧器类型和供风方式等因素无关，而与燃料性质、燃烧剧烈程度和燃烧放热量等因素有关。燃烧噪声主要与燃烧过程的放热量和混合速度有关，其次与燃料性质有关。燃烧噪声的波长较长，随距离衰减较慢，传播得较远，并且较小的障碍物对其无遮蔽作用。图2为气体燃烧器在稳定运行和不稳定运行下的噪声曲线。从图2可看出，当操作不稳定时，声压级明显增加。

1.3不同型式燃烧器的噪声特性

燃烧器的型式不同，其产生噪声的特性也不同。油气联合燃烧器（包括油燃烧器）噪声的频率特性以低频成分为主，噪声的峰值约在250 Hz处；预混式、半预混式气体燃烧器，其噪声频率多为1 000 Hz以上的高频率；扩散式气体燃烧器的噪声级与预混式气体燃烧器相似，频率特性与油气联合燃烧器相似。总之，工业炉采用的燃烧器，尽管其型式及所用燃料各不相同，但所产生的噪声并无显著的区别，噪声的强弱主要由供气压力及燃烧状况决定。

2工业炉燃烧器的噪声控制技术

燃烧器噪声的控制方法因为燃烧器噪声对人体有着不可忽视的危害，目前我国相关部门已经根据其噪音产生特性制定了一系列法规来限制燃烧器的噪声。具体而言，主要包括以下两种方法：

2.1减少噪声的产生

由于喷气噪声的声功率随着喷口直径平方的减少而减少，因此利用小喷孔代替大喷口，便可减少喷气噪声。图3为某燃烧器的喷嘴结构示意，采用5个小喷孔，以减少喷气噪声。当然，并不是喷孔越小越好，喷孔太小容易堵塞从而导致喷嘴烧坏。同时还需要综合考虑燃烧器的能力、火焰的成形等因素来确定喷孔的最佳尺寸和个数。从流体力学方面考虑，燃料经喷孔喷射出喷嘴的流道越圆滑，燃料流经喷嘴的压力降就越小，转化成声波形式的势能就越少，产生的噪声就越小。在孔径相同的情况下，喷嘴流道的不同就会产生不同的噪声，喷嘴流道越圆滑，产生的噪声往往也更小。因此，喷嘴的加工质量很重要，这不仅会影响噪声大小，同时也会影响燃烧器的燃烧状况和使用寿命。

2.2阻止噪声的传播

当无法通过噪音产生来源进行有效的噪音强度控制时候，还需采取阻止噪声传播的方式。常用的工业燃烧器噪音阻止方法主要包括以下几种：其一是进行燃烧器内的声音隔绝；其二是在自然通风燃烧器的进风口配置消音罩；其三是对强制通风燃烧器的风道进行声学处理。噪声的产生伴随设备运行使用需求，所以通常是无法彻底避免的，因而控制噪声传播最为本质的方法还是应以隔绝噪声为主。通过在声音传播路径上采取隔绝措施，可以有效降低声音分贝外溢的强度，从而将其衰减到人们可以接受的程度。比如使用消音罩，就是一种切实可行的方法。

3结语

经过以上分析阐述不难发现，工业炉燃烧器的噪声存在很多危害，对其进行降噪控制技是十分有必要的。特别是城市人口聚集区域的一些工业园区，由于工业设备密集，噪音集中，强度过大，会对周边居民产生非常大的生活和工作干扰。因此，相关工业企业管理人员应当对此引起足够重视，积极采取科学合理的措施进行燃烧器噪声管控，使其符合行业规范要求标准，以保证工业生产作业的正常开展。

参考文献

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