Мероприятия по снижению шума от оборудования ТЭС
Основное и вспомогательное оборудование ТЭС – турбина, котел, насосы, размольные устройства и др. – является, как правило, источником шума. Это оборудование, расположенное внутри главного корпуса, воздействует только на обслуживающий персонал ТЭС, и борьба с шумом от такого оборудования относится к вопросам охраны труда на соответствующих рабочих местах. Однако имеются источники шума, которые могут воздействовать на район, расположенный за пределами территории ТЭС. Эта проблема имеет особое значение для ТЭЦ, расположенных в районе жилой застройки больших городов, где нормы допустимого уровня шума приняты значительно более жесткими, чем в цехах электростанции.
Поскольку звук распространяется прямолинейно, то исключительное значение имеет высота расположения источника над уровнем земной поверхности. Чем выше расположен источник звука, тем на большие районы вокруг ТЭЦ он может оказывать воздействие. Охлаждаемая поверхность градирни, трансформаторы, газораспределительные устройства располагаются сравнительно низко; их влияние ограничивается зданиями, расположенными в непосредственной близости от них.
Для снижения вредного воздействия от шума этих устройств бывает достаточно установить экранирующую звук стенку вблизи источника. Сложнее обстоит дело с борьбой против шума из высотных источников. На рис. 4.26, а показан шумоглушитель, устанавливаемый на выходе сбросных паропроводов от предохранительных клапанов над кровлей главного корпуса.
а б
Рис. 10.1. Шумоглушители: а - шумоглушитель на сборном паропроводе выхлопных клапанов: 1 - сбросной паропровод; 2 - рассекатель; 3 - дроссельные решетки; 4 - расширительные камеры; б - пластинчатый глушитель в газоходе за осевым дымососом
Обострилась проблема борьбы с шумами от тягодутьевых устройств на ТЭС большой мощности. Несмотря на то, что дымососы и дутьевые вентиляторы установлены на уровне земли, звук от них распространяется по газовоздухопроводам как по волноводам к месту забора воздуха у вентиляторов и к устью дымовых труб у дымососов, а оттуда по воздуху в окружающий район.
Для многоствольных дымовых труб с металлическими цилиндрическими стволами поглощение звуковой мощности в тракте оказывается малым (10–15 дБ), вследствие чего звуковая мощность на выходе таких дымовых труб при осевых дымососах может оказаться недопустимо высокой. В этом случае необходимо в газоходах между дымососом и дымовой трубой устанавливать плоский шумоглушитель, схема которого представлена на рис.10.1, б. Дымовые газы, двигаясь в каналах, в которых размещены плиты с шумопоглощающим материалом, снижают свою звуковую мощность до необходимого уровня.
Высокие значения звуковой мощности имеют место у газотурбинных установок, получающих все большее распространение в качестве агрегатов, снижающих суточные пики электрической нагрузки. Наибольшие звуковые давления порядка 140 дБ возникают на входе в ГТУ со стороны установки воздушных компрессоров, поэтому в месте забора воздуха устанавливаются шумоглушители.
Дымовые трубы ТЭС
Весьма ответственным устройством в системе охраны биосферы от вредных выбросов ТЭС являются газоотводящие устройства – дымовые трубы. Для того чтобы не были превышены концентрации вредностей на уровне дыхания, требуется уменьшение концентраций вредностей в дымовых газах на четыре порядка (примерно в 10 тыс. раз). Такую степень очистки дымовых газов по оксидам серы, в частности, нельзя обеспечить ни одним известным способом: лучшие сероулавливающие установки могут обеспечить снижение концентрации лишь в 10–20 раз. Природоохранные мероприятия в отношении уменьшения концентраций токсичных веществ включают две обязательные стадии – очистка в возможных пределах дымовых газов в газоочистных устройствах ТЭС и последующее рассеивание остаточных вредностей за счет турбулентной диффузии в больших объемах атмосферного воздуха.
Минимально допустимая высота трубы должна обеспечивать необходимое рассеивание вредных веществ для получения регламентированных ПДК.
Скорость в устье дымовой трубы w0выбирается на основании технико-эконо-мических расчетов и обычно зависит от высоты трубы в следующих пределах:
Высота трубы, м 120 150 180 240 330
Скорость газов на выходе, м/с 15–25 20–30 25–35 30–40 35–45.
В России дымовые трубы стандартизованы. Высота дымовых труб h выбирается с шагом 30 м из ряда 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330, 360, 390, 420, 450 м. Внутренние диаметры устья дымовых труб имеют следующие значения: 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,0; 13,8.
Дымовые трубы работают в тяжелых условиях. Как высотные сооружения они подвержены мощному воздействию ветровой нагрузки и собственного веса. Кроме того, они являются замыкающим элементом газовоздушного технологического тракта ТЭС и подвергаются воздействию агрессивных нагретых дымовых газов, содержащих влагу, остаточную золу и для большинства топлив – оксиды серы, из которых наиболее опасен SО3.
Для надежной длительной работы современные конструкции дымовых труб проектируют из оболочки, воспринимающей ветровые и весовые нагрузки и передающей их на фундамент, и газоотводящего ствола, воспринимающего воздействия агрессивной среды дымовых газов. Оболочка всех крупных отечественных дымовых труб выполняется однотипно
(рис. 11.1): она представляет собой монолитный железобетонный кольцевой ствол конической формы с уменьшающейся снизу вверх толщиной стенки, опирающийся на фундамент из того же материала.
а б
Рис. 11.1. Дымовые трубы ТЭС:
Рис. 11.1. Дымовые трубы ТЭС:
а - дымовая труба одноствольная с кирпичной футеровкой и вентилируемым зазором: 1 - калорифер; 2 - вентилятор; 3 - вентиляционный канал; 4 - железобетонный ствол; 5 - футеровка; 6 - вентиляционные окна; 7 - помещение КИП; 8 - фундамент
б - четырехствольная дымовая труба в железобетонной оболочке: 1 - железобетонная оболочка; 2 - металлический ствол; 3 - цоколь; 4 - подводящие металлические газоходы; 5 - наружная тепловая изоляция; 6 - фундамент
Газоотводящий ствол может выполняться по-разному. В большинстве случаев он непосредственно примыкает к внутренней поверхности оболочки и имеет также коническую форму (рис. 11.1, а). Для неагрессивных газов его проектируют из обычного красного кирпича, для агрессивных (на сернистых топливах) – из кислотоупорного кирпича. Футеровку выполняют участками высотой 10 м, она опирается на кольцевые выступы оболочки (консоли). Для повышения надежности трубы на агрессивных газах можно делать вентилируемый зазор толщиной 200–400 мм между оболочкой и футеровкой. В него с помощью вентилятора подается воздух, нагретый в паровых калориферах до 60 – 80 °С.
Для дымовых труб ТЭЦ получила применение многоствольная конструкция дымовых труб (рис. 11.1, б). В железобетонной оболочке размещается несколько (три–четыре) отделенных от футеровки металлических стволов, покрытых тепловой изоляцией. Стволы выполняются из обычной или из слаболегированной стали 10´НДП толщиной 10–12 мм. Стволы разделяются по высоте на участки и подвешиваются к оболочке металлическими тягами. Каждый ствол обслуживает свою группу паровых или водогрейных котлов.
При многоствольной конструкции на ТЭЦ можно устанавливать одну трубу, что удешевляет стоимость и позволяет создавать мощный дымовой факел, высоко поднимающийся над трубой. Между трубами и оболочкой образуется большое обслуживаемое пространство, где устанавливаются лестницы и площадки. В этом пространстве могут свободно перемещаться люди, осуществляя осмотр или ремонт отключенного ствола.
Трубы на ТЭС могут выполняться и с одним отдельно стоящим обслуживаемым газоотводящим стволом цилиндрической формы, подвешиваемым к железобетонной оболочке как из металлических, так и коррозионно-стойких неметаллических материалов.
Число труб на ТЭС должно быть минимальным, но по условиям надежности работы – не менее двух. Исключение составляют многоствольные трубы, которые могут устанавливаться по одной на ТЭС.