２０１２年第２７期 Ｏ机械与电子０ 科技信息 带外壳干式变压器运行噪声分析 王庆良 （顺特电气设备有限公司 广东佛山５２８３００） 【摘要】噪声是干式变压器运行的特殊产物，随着干式变压器在电力网络中应用范围的逐渐扩大，对干式变压器噪声问题的分析也越来 越引起人们的关注。本文主要针对带外壳的干式变压器，从此类变压器常见的噪声的来源进行分析，按照国家标准对降噪提出了一点意见。 【关键词】噪声；干式变压器；带外壳 ０引言 变压器在生产、输送、分配以及在电能使用的电力系统当中具有 重要的意义．随着我国对干式变的研究逐渐深入．干式变压器已经成 功的应用到３５ｋＶ及其以下电压等级的电力网中 而６－３５ｋＶ大多处 在人流较大的生活区．干式变压器运行所带来的噪声危害制约人们生 活质量的提高。为此，针对干式变压器的噪声问题，国家也制订了相应 的等级制度，总的来看．如何有效的降低干式变压器的噪声危害，不仅 单面能提式变压器的应用范围．减少干式变压器对环境以及人们 生活的危害．另外还能极大的保证电力网运行的稳定．对局部电力系 统的安全、稳定运行也有重要的保障。带外壳的干式变压器主要是与 普通干式变不同的是前者带有一个防护以及屏蔽作用的金属外壳．一 方面能保护正在运行的干式变安全可靠运行．另一方面还能降低周围 生活地区居民的电磁辐射 带外壳的干式变压器主要应用离居民生活区较近的地方，对于此 类变压器的噪声问题．首先对常见的噪声来源进行简单的分析．然后 根据国家制定的噪声等级标准．来对噪声的降低进行严格的控制。 ２．１干式变产生的噪声对环境影响 噪声对人的生活产生较大的影响．带外壳的干式变压器作为一种 具有自我保护功能的变压器在一定程度上也会产生较高分贝的噪声 相关研究表明．长期遭受噪声的困扰对人的神经系统等产生一定的影 响。变压器在运行过程当中会产生一定的噪声．在额定值下变压器的 声级水平是在规定的轮廓线上测得的值。按照国家标准的要求，干式 变的声级水平Ｌ是Ａ加权声压级水平在空载时的值。 鉴于噪声等级的限定给出了如表１所示的噪声标准。 表１ 中国城市噪声标准阀值（ｄＢ（Ａ）） 适用区域 特殊住宅区 居民文教区 一白天 ４５ ５０ ５５ 印 ６０ ６５ ７０ 夜晚 ３５ ４０ ４５ ５Ｏ ５０ ５５ ５５ 类混合区 商业中心区 二类混合区 工业集中区 交通干线交通两侧 １ 干式变常见噪声来源 干式变压器的噪声来源主要表现在两方面．变压器本身运行所具 有的噪声以及变压器由于故障不正常运行而产生噪声。虽然两种情况 下都能产生噪声．但是本质上却有重要的区别．本小节主要对常见的 噪声来源进行探讨 １．１干式变压器正常运行噪声来源分析 带外壳的干式变压器在正常运行时．往往由于绕组线圈的振动、 硅钢片的磁致伸缩以及振动导致干式变压器产生噪声。主要表现在以 下几个方面。 １）干式变绕组线圈振动产生噪声 变压器正常运行时．干式变的 绕组线圈中会有负载电流通过．如果此时有一定的漏磁现象，那么会 在一定程度上引起干式变绕组线圈的振动从而产生噪声．这种噪声一 般断断续续．声音较为低沉。 ２）干式变铁芯的硅钢片振动产生噪声 干式变压器在运行的时候 往往由于各硅钢片之间存在一定的漏磁现象．这样在硅钢片产生一定 的电磁力．导致硅钢叠片振动．这种类型的噪声呈现明显的波浪状。 对于带壳式的干式变压器．由于干式变压器存在外壳．可以在最 大程度上将振动产生的噪声降低到最低层次 但外壳连接结构不够牢 固．出现紧固件松动等情况．也有可能产生噪音 １．２干式变压器非正常运行噪声来源分析 在干式变压器正常运行的情况下．由于电力系统当中．电网电压 以及用电负荷性质的变化都可能会引起变压器在运行中产生噪声．这 类噪声来源主要表现下面几个方面： １）千式变压器由于电网电压的变化引起振动 由于电力系统当中 有的时候电压波动较大，当电网电压比较高的时候．由于电压的升高 导致在单位面积内通过的磁力线的数量大幅度的提高．也就是磁通密 度增大，这样在局部会生成不等的电磁力导致绕组或者铁芯的硅钢片 振动产生噪声 在变压器的实际运行当中，所允许产生的噪声阀值如表２所示。 表２ ６ ｌＯｋＶ干式变产生噪声阀值 等值容量／ｋＶＡ ３０－６３ ８０～１０ｏ １２５—２５０ ３１５－４００ ５ＯＯ—６３Ｏ ８００一ｌ０ｏ０ １２５０ ｌ６００—２０００ ２５０ｏ 声级／ＬＰＡ ５４ ５５ ５８ ６０ ６２ ６４ ６５ ６６ ７１ ２．２干式变产生的噪声对环境影响 鉴于表１和表２给出的声压等级要求．从变压器的安装以及设计 两个方面对此提出些许建议 １）从干式变压器的安装来看．可以从两个方面来对此进行噪声限 制。一方面通过所给的国家标准的要求，严格所安装的变压器的 容量：另一方面可以对变压器的外壳进行适当的处理．在最大程度上 降低变压器噪声的影响：在安装过程中，确保安装好所有紧固件，可以 采用点红油等防错措施减少漏装、漏检的情况。 ２）从变压器的设计上来说，主要表现在下面几个方面： （１）对干式变压器的绝缘材料进行有效的设计； （２）在设计变压器中．采用合适的硅钢片，并有效的对其叠装； （３）按照变压器应用的场合，适当的做出选择： （４）改善外壳结构的紧密度．防止紧固件松动等产生噪音 总的来说．有效的对变压器进行设计。可以在最大程度上减少噪 ２）干式变压器由于用电负荷性质的变化引起振动。电力系统中电 声问题 力负荷的性质是变化的，三相负载的不对称性．使得输出的零序电流 ３结束语 较大．这样就会在干式变的铁芯中产生较大的零序磁通．这样就会产 生一定的电磁力，导致干式变振动产生噪声。 干式变压器的噪声问题是干式变特有的属性。在电力系统中，如 何保证系统安全可靠运行的前提下，有效的控制噪声污染，对干式变 ２干式变产生的噪声对环境影响及其解决对策 压器的广泛应用有重要的推广作用。在本篇文章中，（下转第１ ２１页） １１４ 科技信息 。机械与电子０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２０１２年第２７期 济钢１５０ｔＲＨ炉设备优化与改造 朱锋 ｆ山东钢铁股份有限公司济南分公司中厚板厂１２０吨转炉区 山东济南２５０１ ０１） 【摘要】通过对１５０ｔＲＨ炉顶、气冷器等优化改造，减少了设备故障率，设备维护量大大减少，满足连续生产的要求，为济钢进行品种铜 的冶炼创造了有利条件和坚实的基础。 【关键词】ＲＨ炉；顶；气冷器 ０简介 山钢股份有限公司济南分公司中厚板厂１５０ｔＲＨ精炼炉是济钢第 套ＲＨ精炼设备．为高端产品的生产及结构优化的提升提供了设备 保障 随着ＲＨ炉的投用，大量的先进的设备技术被推广应用到生产 实践中．但因为经验不足等原因导致频繁出现设备问题．严重影响了 ＲＨ炉正常的生产作业．更严重的是影响钢水成分质量．达不到提高钢 水质量的要求 因此．必须对生产过程中暴露出的设备故障进行彻底 整改和处理．保障设备运行的可靠性 一１ ＲＨ设备系统改造分析 １）ＲＨ顶技术优化 ＲＨ顶具有吹氧脱碳、吹氧加铝升温、吹煤气加热真空槽和化冷 钢等多种功能．是ＲＨ真空脱气系统的核心设备 １５０ｔＲＨ精炼顶原 为工程配套进口设备．使用一年多时就发现发现体外管、中管及内 管锈蚀严重，管壁明显变薄，不仅对生产造成很大的影响。也对安全生 产带来了极大的隐患 通过反复的讨论．我们决定对原有的顶四层管中的外管、中管 及内管的尺寸及材质进行了优化．并且对头的安装形式进行了改 造 具体改造方案如下： （１）外管：原顶外径尺寸为ｑｂ２１９ｍｍＸ４ｍｍ 根据ＲＨ精炼炉炉 内反应情况．顶外径选取壁厚为４ｍｍ．其强度和耐侵蚀性远远达不 到安全要求．存在安全隐患 在保证安全使用和足够的冷却强度的前 提下，选取外管尺寸为ｑｂ２１９ｍｍｘ６ｍｍ，材质为２Ｏｇ。 （２）中管：原顶中管尺寸为ｑｂ１９４ｍｍｘ３ｍｍ，根据顶使用情况， 中管的作用在保证其强度下只是起到挡水的目的 选取中管尺寸为 １９４ｍｍｘ３ｍｍ。为解决管路锈蚀的问题，材质改为不锈钢。 （３）内管：原顶内管尺寸为ｑｂ１６８ｍｍＸ４ｍｍ．考虑的生产安全．将 材质改为不锈钢 （４）头的安装形式：现在顶头装配形式几乎全部为焊接加密 封形式．采用该连接方式的原因是．在保证安全使用的前提下方便快 捷更换头，节约维修成本。加快生产节奏。达到增产节能降耗的目 的。我厂顶原设计中层管与头的连接方式为焊接式．在更换头 时的工作量很大，需要焊五道焊缝，对焊接的质量要求非常高，为此， 我们对中层管改造，由焊接式改为插装式．更换头时焊两道焊缝即 可完成顶头的更换工作 改造后的顶使用后寿命明显增加．消除了安全隐患 同时更换 头时的劳动强度大大的降低 ２）ＲＨ炉气冷器灰罐设计改造 ＲＨ炉气冷器安装在真空槽与真空泵之间．主要作用是去除真空 处理过程中产生的烟尘颗粒．可减少定期清洗真空泵的次数 ＲＨ炉气 冷器原理为废气通过真空管道进入气冷器．通过气冷器内的冷却水管 的冷却，大部分的灰尘颗粒落入灰仓内．然后定期通过气动卸灰阀将 灰尘排出。 ＲＨ炉在生产一段时间后发现真空管道及Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３真空泵内积 灰严重．抽真空效果不理想。严重影响品种钢的冶炼。排查后发现ＲＨ 炉生产一段时间后气冷器内灰仓内的灰尘非常少．初步分析原因为原 设计的储灰仓太小．落入灰仓内的灰尘在气流的带动下都抽到了真空 泵内．储灰仓根本没有起到储灰的作用 为了保证ＲＨ炉品种钢的正常冶炼．我们经过认真的分析论证， 决定将原有的气冷器储灰部分进行重新设计改造 具体的改造设计方 案为：鉴于原有的气冷器储灰仓起不到储灰作用．将原有的气动卸灰 阀去掉．在直管下部增加一个灰仓．让生产时产生的灰尘落入新增加 的灰仓内。由于新增加的灰仓与气冷器本体之间有一段细的直管，抽 真空时废气气流带走积灰的可能性也大大降低。 气冷器灰仓改造后．灰仓内积灰明显增加。真空泵内的积灰明显 减少．效果非常明显。既保证了品种钢的冶炼，又大大降低了职工的劳 动强度。 ３）提高系统真空度应对措施 （１）Ｅ３真空泵弯头处磨损严重：我厂ＲＨ炉真空泵系统管路弯头 使用的都是普通钢管．钢板厚度都在１２ｍｍ左右．直径都在１ｍ以上。 由于蒸汽温度比较高．通过喷嘴喷射时压力较大．蒸汽及废气对管路 弯头的冲击、磨损极为严重．对真空度产生极大的影响。目前使用寿命 为３个月左右．需经常停机进行焊补．不但影响了ＲＨ的正常生产．而 且大大增加了工作量，占用了大量的人力、物力。 针对此问题．我们对Ｅ３真空泵弯头材质改为耐磨材料。改造后的 弯头寿命达到一年左右．效果良好．生产时没有出现弯头处漏气影响 真空度。 （２）合金料仓锥形阀卡料：投产初期ＲＨ炉合金料仓锥形阀密封 处经常出现卡料现象．锥形阀在关闭的过程中经常卡住一些小颗粒的 合金导致真空度抽不下来。 针对此问题．我们在合金料仓仓壁上增加一个电振．在锥形阀提 起加料时．电振同时工作．对仓内的合金进行振打．促使合金全部振 下。杜绝锥形阀密封处残留合金．达到保证真空度的目的。 ２使用效果分析 实践证明，通过对ＲＨ炉顶、气冷器等设备统优化改造，设备故 障率大大降低，系统的可靠性和准确性有了很大的提高，为ＲＨ精炼 炉的正常稳定的运行提供了可靠的保障．给正常的生产组织奠定了基 础，确保了整个产线的顺产进行。ｅ 作者简介：朱锋，３３岁，男，山东钢铁股份有限公司济南分公司中厚板厂１２０ 吨转炉区机动科，ｍ．ｒ－。 ［责任编辑：周娜］ （上接第１ １４页）给出了国家对城市噪声以及不同容量干式变噪声阀 ［１］李立新．干式变压器运行噪声分析与控制【Ｊ］．变压器，１９９９，３６（４）：２５—２７． ［２］谢毓城．电力变压器手册【Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３． 值的数值，这样一方面在设计过程中可以有效的降低干式变的噪声危 ＪＢ／Ｔ１００８８—２００４ ６－３５ｋＶ级电力变压器声级（ｓ】．２００８，８ 害，另一方面在干式变的安装以及选择过程中，可以进行有效的选择， ［３］机械行业标准：达到最有利用的效果。 ［责任编辑：王静］ 【参考文献】 １２１
