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，燃氣壁掛爐設計時正確使用燃氣比例控制閥等。

關鍵詞：燃燒噪聲、燃氣壁掛爐、燃氣比例控制閥

 

隨著我國燃氣事業的發展，各地的供氣規模、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,新發布的壁掛爐國家標準《GB25034-2010》明確規定了其工作時噪聲應小于65dB。但在某些特殊條件下,對大容量密閉燃燒室結構的燃氣壁掛爐會產生較大的燃燒噪聲甚至出現燃燒振蕩，給用戶造成很大的心理負擔和精神壓力。因此，在燃氣壁掛爐設計上對噪聲與振蕩問題應予以注意，保證燃氣比例控制閥的輸出流量特性與整機系統相匹配，從根本上消除噪聲。下面作者結合配套經驗，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，燃氣壁掛爐設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則的非周期性振動產生的，或者是由不同頻率，不同強度的聲音無規律的組合在一起而形成的。燃氣壁掛爐在工作時可能引發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生的。在壁掛爐上，風機轉動時葉輪、殼體都會產生振動并引發機械噪聲。

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

3.熱交換噪聲：水在加熱過程中若局部汽化出現相變，使流動狀態發生振動性變化會引發熱交換噪聲。

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的可燃混氣點燃引發的爆燃聲。

7.熄火噪聲：這種現象出現在突然關閉燃氣閥，伴隨火焰熄滅而產生的噪聲，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。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速均可減少運轉時噪聲。特別是大容量燃氣壁掛爐，安裝時沒有緩沖墊運行時產生的機械噪聲及由于風機裝配精度不高、機組運轉時不平衡的產生的沖擊噪聲與磨擦噪聲高強度地從進氣口、排氣口、管道、調節閥、機殼以及傳動機械等各部位輻射出來，引發高頻尖叫聲。試驗證明，設計電控器時要根據燃氣比例控制閥的I-Q特性（電流與流量特性）來確定電流的大小來確定調節風機的轉速，以實現燃氣與空氣的比例調節，防止風機把燃燒空氣從切向高速送入燃燒器，在燃燒器內形成強烈旋轉的氣流運動，旋流在中心形成回流區。燃氣從中心供氣管上的多個小孔噴嘴噴出，進入中心回流區與高速旋轉的氣流混合，由于氣流高速旋轉、擾動，造成火焰面極不穩定，在不斷跳動，發出強烈高頻尖叫燃燒噪聲。這是大容量燃氣壁掛爐出現噪聲的重要原因。

2.改變噴嘴形狀減少噪聲的產生。燃氣從噴嘴高速射流出來，與四周靜止的空氣之間產生強烈的擾動與動量、質量交換而形成噪聲。試驗得知，合理設計噴射口距離，防止射流相互干擾使射流起始段的特性發生變化，可以有效減少燃燒噪聲。設計時應采用多孔噴嘴，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)的數目，可以降低噪聲功率。另外，設計時合理選擇燃燒器數目、設計參數和注意運行工況的調整，使燃燒器穩定工作，可有效減少噪聲。

4.噴嘴設計加工合理: 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，氣流經噴嘴收縮便產生偏位噪聲。燃氣壓力越高，偏位噪聲越大。所以，設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，將可大大減少產生噪聲。

5.合理設計配氣管。從燃氣比例控制閥出口到噴嘴前的氣路應園角過渡，保證氣流通暢，不會引起燃氣比例控制閥內的平衡組件振動，引發氣流擾動從而產生噪聲。另外，燃氣比例控制閥上蓋的阻尼孔是用來調節空氣量，除了保證閥門起到降壓和穩壓作用外，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，氣流通過時將產生噪聲。另外，裝配噴嘴時，其出口截面到引射器的喉部應有一定的距離且噴嘴中心線與混合管中心線應一致，否則將導致偏移或交角過大，這樣不利于一次空氣的吸入也會產生噪聲。

7.正確使用燃氣比例控制閥。試驗發現，最大熱負荷下冷態啟動燃氣壁掛爐，常出現點火爆燃。對于大容量、密閉燃燒室結構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。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?？刂破髟O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到全負荷的50∽60%時點火，待點火成功后，立即將負荷調到所需的大?。茨鼙ＷC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境較為安靜，燃氣比例控制閥在動作時會產生一定噪音，為此我公司研究采用了靜音設計結構并申請了實用專利，有效減少電磁閥開、關時的聲音。建議安裝室內溫度調節器實現恒溫控制，這樣除了節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。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，燃燒室內有空氣流動，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，產生噪聲。另外，國家標準《GB25034-2010》明確規定了壁掛爐預清掃的排氣量或持續時間，要求遍及燃燒室整個橫斷面，排氣量不應少于整個燃燒室的容積或在對應額定熱輸入的空氣流量下持續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；合理設定開關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生是整機系統配套問題，從燃燒系統設計到燃氣比例控制閥等重要部件選型到裝配調試各個環節都要注意，充分考慮周全。環保與節能標準的出臺，是近年從國民經濟可持續發展出發，對燃氣壁掛爐提出的新的更高要求，研究開發低污染、高效節能、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》，重慶大學出版社，2002年。

2．姜正候、郭文博、傅忠誠等，《燃氣燃燒與應用》（第三版），中國建筑工業出版社，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)