摘 要：通過對家用燃氣壁掛爐燃燒噪聲影響要素的分析，采取措施來消除和控制噪聲的引發(fā)，燃氣壁掛爐設(shè)計時正確使用燃氣比例控制閥等。

關(guān)鍵詞：燃燒噪聲、燃氣壁掛爐、燃氣比例控制閥

 

隨著我國燃氣事業(yè)的發(fā)展，各地的供氣規(guī)模、氣源類型、各種燃氣壁掛爐類型都在不斷增加，具有多種燃氣源的城市越來越多且氣源成分及比例不斷變化，造成燃氣壁掛爐工作時產(chǎn)生噪聲。由于壁掛爐在采暖期為長時間工作，特別在夜晚工作時此問題更顯突出，為了不影響用戶的心理健康,新發(fā)布的壁掛爐國家標準《GB25034-2010》明確規(guī)定了其工作時噪聲應(yīng)小于65dB。但在某些特殊條件下,對大容量密閉燃燒室結(jié)構(gòu)的燃氣壁掛爐會產(chǎn)生較大的燃燒噪聲甚至出現(xiàn)燃燒振蕩，給用戶造成很大的心理負擔和精神壓力。因此，在燃氣壁掛爐設(shè)計上對噪聲與振蕩問題應(yīng)予以注意，保證燃氣比例控制閥的輸出流量特性與整機系統(tǒng)相匹配，從根本上消除噪聲。下面作者結(jié)合配套經(jīng)驗，通過對燃氣壁掛爐工作時噪聲影響要素的分析，采取措施來消除和控制噪聲的引發(fā)，燃氣壁掛爐設(shè)計時正確使用燃氣比例控制閥等重要部件。

噪聲是由聲源做無規(guī)則的非周期性振動產(chǎn)生的，或者是由不同頻率，不同強度的聲音無規(guī)律的組合在一起而形成的。燃氣壁掛爐在工作時可能引發(fā)的噪聲主要包括以下幾種：

1.機械噪聲：它是由于固體振動產(chǎn)生的。在壁掛爐上，風機轉(zhuǎn)動時葉輪、殼體都會產(chǎn)生振動并引發(fā)機械噪聲。

2.空氣動力性噪聲：當流動氣體（燃氣、空氣、煙氣）中出現(xiàn)渦流，壓力產(chǎn)生突變，流動切面或方向產(chǎn)生突變而引起氣流擾動（產(chǎn)生壓力波），均會產(chǎn)生空氣動力性噪聲。

3.熱交換噪聲：水在加熱過程中若局部汽化出現(xiàn)相變，使流動狀態(tài)發(fā)生振動性變化會引發(fā)熱交換噪聲。

4.燃燒噪聲：包括層流、紊流火焰噪聲與振蕩燃燒噪聲。

5.點火噪聲: 是由點火爆燃引起的。

6.回火噪聲: 是火焰縮回火孔把燃燒器腔體內(nèi)的可燃混氣點燃引發(fā)的爆燃聲。

7.熄火噪聲：這種現(xiàn)象出現(xiàn)在突然關(guān)閉燃氣閥，伴隨火焰熄滅而產(chǎn)生的噪聲，熄火噪聲可以當作燃氣量為零時的回火噪聲，是回火的特殊形式。

1.提高風機裝配的精確度，消除不平衡性運轉(zhuǎn)。選用低噪聲的傳動裝置，采用合適的葉輪形狀和降低葉輪轉(zhuǎn)速均可減少運轉(zhuǎn)時噪聲。特別是大容量燃氣壁掛爐，安裝時沒有緩沖墊運行時產(chǎn)生的機械噪聲及由于風機裝配精度不高、機組運轉(zhuǎn)時不平衡的產(chǎn)生的沖擊噪聲與磨擦噪聲高強度地從進氣口、排氣口、管道、調(diào)節(jié)閥、機殼以及傳動機械等各部位輻射出來，引發(fā)高頻尖叫聲。試驗證明，設(shè)計電控器時要根據(jù)燃氣比例控制閥的I-Q特性（電流與流量特性）來確定電流的大小來確定調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)燃氣與空氣的比例調(diào)節(jié)，防止風機把燃燒空氣從切向高速送入燃燒器，在燃燒器內(nèi)形成強烈旋轉(zhuǎn)的氣流運動，旋流在中心形成回流區(qū)。燃氣從中心供氣管上的多個小孔噴嘴噴出，進入中心回流區(qū)與高速旋轉(zhuǎn)的氣流混合，由于氣流高速旋轉(zhuǎn)、擾動，造成火焰面極不穩(wěn)定，在不斷跳動，發(fā)出強烈高頻尖叫燃燒噪聲。這是大容量燃氣壁掛爐出現(xiàn)噪聲的重要原因。

2.改變噴嘴形狀減少噪聲的產(chǎn)生。燃氣從噴嘴高速射流出來，與四周靜止的空氣之間產(chǎn)生強烈的擾動與動量、質(zhì)量交換而形成噪聲。試驗得知，合理設(shè)計噴射口距離，防止射流相互干擾使射流起始段的特性發(fā)生變化，可以有效減少燃燒噪聲。設(shè)計時應(yīng)采用多孔噴嘴，降低燃氣的壓力和噴嘴的出口流速，不僅可減少射流噪聲，而且還可降低燃燒噪聲。

3.減少燃燒器熱負荷，可以減少噪聲。試驗表明，增加燃燒器(噴嘴)的數(shù)目，可以降低噪聲功率。另外，設(shè)計時合理選擇燃燒器數(shù)目、設(shè)計參數(shù)和注意運行工況的調(diào)整，使燃燒器穩(wěn)定工作，可有效減少噪聲。

4.噴嘴設(shè)計加工合理: 噴嘴流出的燃氣向相對靜止的氣體中擴散時，氣流方向和流束截面突然變化，會引起很大的噪聲。噴嘴有毛刺或孔口粗糙不圓時，氣流經(jīng)噴嘴收縮便產(chǎn)生偏位噪聲。燃氣壓力越高，偏位噪聲越大。所以，設(shè)計時噴嘴的徑長比一般取1∽2、噴嘴收縮角取60度方為合適，加工時保證加工精度及光潔度，將可大大減少產(chǎn)生噪聲。

5.合理設(shè)計配氣管。從燃氣比例控制閥出口到噴嘴前的氣路應(yīng)園角過渡，保證氣流通暢，不會引起燃氣比例控制閥內(nèi)的平衡組件振動，引發(fā)氣流擾動從而產(chǎn)生噪聲。另外，燃氣比例控制閥上蓋的阻尼孔是用來調(diào)節(jié)空氣量，除了保證閥門起到降壓和穩(wěn)壓作用外，還起到降低和控制噪聲傳播的作用，因此在使用過程中不能受堵塞。

6.引射器設(shè)計裝配合理。引射器工作時，如果混合管粗糙或有毛刺，氣流通過時將產(chǎn)生噪聲。另外，裝配噴嘴時，其出口截面到引射器的喉部應(yīng)有一定的距離且噴嘴中心線與混合管中心線應(yīng)一致，否則將導(dǎo)致偏移或交角過大，這樣不利于一次空氣的吸入也會產(chǎn)生噪聲。

7.正確使用燃氣比例控制閥。試驗發(fā)現(xiàn)，最大熱負荷下冷態(tài)啟動燃氣壁掛爐，常出現(xiàn)點火爆燃。對于大容量、密閉燃燒室結(jié)構(gòu)的壁掛爐點火爆燃噪聲更為強烈，給用戶造成很大的心理負擔、精神壓力。試驗表明，若將啟動熱負荷減小到全負荷的50%左右，點火爆燃便不再出現(xiàn)。為此，使用燃氣比例控制閥的大容量壁掛爐，要求明確點火電流及流量、最小熱負荷電流及流量、最大熱負荷電流及流量等。控制器設(shè)定工況點火方式（即點火時不管壁掛爐運行的熱負荷是多少，啟動點火時總是先將熱負荷調(diào)到全負荷的50∽60%時點火，待點火成功后，立即將負荷調(diào)到所需的大?。?，即能保證點火可靠，又能防止點火爆燃。目前很多大容量壁掛爐宜選用雙通道燃氣比例控制閥實現(xiàn)分段燃燒，采用了分段點火方式可有效降低點火噪聲。由于壁掛爐在夜晚工作時由于環(huán)境較為安靜，燃氣比例控制閥在動作時會產(chǎn)生一定噪音，為此我公司研究采用了靜音設(shè)計結(jié)構(gòu)并申請了實用專利，有效減少電磁閥開、關(guān)時的聲音。建議安裝室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)器實現(xiàn)恒溫控制，這樣除了節(jié)約能源外也可避免電磁閥的頻繁動作減少噪音。

8.合理配置控制器各項參數(shù)。正確選用安裝點火器，需要說明的是壁掛爐在啟動點火期間，風機在運轉(zhuǎn)，燃燒室內(nèi)有空氣流動，而流動過程中的點火需要更大的點火能量。所以，選擇點火器的輸出能量時需給予注意。另外，點火針的位置要安裝合適，保證大能量點火、傳火性能良好。這樣，閥門開啟后能立刻將燃氣點燃，防止火孔周圍積聚大量燃氣-空氣混合物。如這些氣體著火時，由于氣體體積膨脹會引起一種振蕩，產(chǎn)生噪聲。另外，國家標準《GB25034-2010》明確規(guī)定了壁掛爐預(yù)清掃的排氣量或持續(xù)時間，要求遍及燃燒室整個橫斷面，排氣量不應(yīng)少于整個燃燒室的容積或在對應(yīng)額定熱輸入的空氣流量下持續(xù)5S；適當減少點火時的比例閥點火電流從而減少點火時的燃氣流量；合理設(shè)定開關(guān)電磁閥的動作時間等均可減少壁掛爐工作時噪聲。

通過以上噪聲影響因素的分析及控制措施我們可以了解到噪聲的產(chǎn)生是整機系統(tǒng)配套問題，從燃燒系統(tǒng)設(shè)計到燃氣比例控制閥等重要部件選型到裝配調(diào)試各個環(huán)節(jié)都要注意，充分考慮周全。環(huán)保與節(jié)能標準的出臺，是近年從國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展出發(fā)，對燃氣壁掛爐提出的新的更高要求，研究開發(fā)低污染、高效節(jié)能、低噪聲的燃氣壁掛爐將越來越多得到用戶的青睞。

 

1．夏昭知，《燃氣壁掛爐》，重慶大學(xué)出版社，2002年。

2．姜正候、郭文博、傅忠誠等，《燃氣燃燒與應(yīng)用》（第三版），中國建筑工業(yè)出版社，2002年。

3．《GB25034-2010》燃氣采暖熱水爐

 

(本文作者：葉楊海 葉麗榮 湛江中信電磁閥有限公司 廣東湛江 524022)