□付吉臣 □李際剛 □張金奎 □王雙成

濟(jì)南柴油機(jī)股份有限公司 濟(jì)南 250306

油氣發(fā)動(dòng)機(jī)、鍋爐、大型干燥設(shè)備、通風(fēng)設(shè)施等很多設(shè)備都會(huì)涉及廢氣向室外排出的情況，而室外排氣管出口端的設(shè)計(jì)，必須考慮流通阻力、排氣方向、降噪、防雨和防風(fēng)沙等要素問題，不同的排氣管出口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在上述幾方面上的表現(xiàn)是不同的。本文以大中型油、氣發(fā)動(dòng)機(jī)的消音器室外排氣口為例，對(duì)幾種出口端設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析和比較。

1 簡(jiǎn)易室外排氣管的出口介紹

圖1所示為排氣管出口，將圓形排氣管的出口處做成斜口，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：流通阻力小，防雨，制造工藝簡(jiǎn)單，外觀簡(jiǎn)約大方。缺點(diǎn)是：排氣方向固定，只宜水平安裝，水平排氣，迎面風(fēng)和側(cè)面風(fēng)對(duì)其排氣通暢性影響很大，幾乎沒有降噪作用；正對(duì)其它設(shè)施時(shí)，聲波反射，形成噪聲源；發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，存在風(fēng)沙倒灌問題，風(fēng)沙通過排氣管口進(jìn)入消音器和發(fā)動(dòng)機(jī)，將對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成不良影響。

該種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)也很突出，在空曠的野外和對(duì)噪聲要求不高的少沙塵環(huán)境條件下，還是很適用的。

▲圖1 簡(jiǎn)易室外排氣管

2 排氣管出口的防雨防風(fēng)沙設(shè)計(jì)

在沙漠地區(qū)或?qū)翟胍筝^高的使用環(huán)境下，上述簡(jiǎn)易的消音器排氣管出口形式將不能滿足用戶的使用要求。例如伊拉克等沙漠地區(qū)國家的用戶，每年總有幾個(gè)月會(huì)出現(xiàn)沙塵暴天氣，而且沙塵密度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。因此，消音器排氣管出口的防雨防風(fēng)沙設(shè)計(jì)將非常必要。下面對(duì)筆者設(shè)計(jì)的幾款防雨防風(fēng)沙消音器排氣管出口方式分別進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹和分析。

2.1 斜管導(dǎo)流式排氣管出口

▲圖2 斜管導(dǎo)流式排氣管出口

如圖2所示，該結(jié)構(gòu)是在原來簡(jiǎn)易排氣管出口的末端加了一個(gè)傾斜45°的直管，雨水和風(fēng)沙從上口進(jìn)去又從下口流出，對(duì)防止風(fēng)沙和雨水直接吹進(jìn)消音器起到了重要作用。優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)排氣阻力影響不大，安全可靠性強(qiáng)，防雨防風(fēng)沙效果好，制造工藝簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是：遇強(qiáng)力橫風(fēng)對(duì)排氣的通暢性仍有較大影響，管子歪斜，欠美觀，從下口排出的煙氣對(duì)消聲器自身和發(fā)電機(jī)房墻體有熏黑現(xiàn)象。另外該結(jié)構(gòu)不宜豎直朝上使用，因此噪聲較大。

圖3所示結(jié)構(gòu)是斜管導(dǎo)流式排氣管出口的改進(jìn)型，主要是在斜管下方又加了一節(jié)拐彎，從而避免了下端排出的煙氣吹向機(jī)房自身造成熏黑的問題，其它特點(diǎn)較前者沒有區(qū)別。

▲圖3 斜管導(dǎo)流式排氣管出口的改進(jìn)型

2.2 活動(dòng)風(fēng)門式排氣管出口

▲圖4 活動(dòng)風(fēng)門式排氣管出口

如圖4所示，該結(jié)構(gòu)是將原來簡(jiǎn)易排氣管出口的末端加一個(gè)活動(dòng)風(fēng)門，開機(jī)時(shí)排氣氣流將風(fēng)門自動(dòng)吹起，關(guān)機(jī)時(shí)風(fēng)門靠自重關(guān)閉，可有效防止風(fēng)沙和雨水倒灌進(jìn)入消聲器內(nèi)。缺點(diǎn)是：流通阻力比原來有所增加，風(fēng)門的自重增大了排氣的背壓，尤其是當(dāng)下雨或迎面有風(fēng)時(shí)背壓更大；由于風(fēng)門的阻擋作用，噪聲會(huì)反射向地面，噪聲對(duì)環(huán)境影響較大；另外排出的煙氣經(jīng)風(fēng)門阻擋向下反射排出，迎面有風(fēng)時(shí)，廢氣會(huì)吹向機(jī)房，從而熏黑機(jī)房；因?yàn)橛羞\(yùn)動(dòng)件，工作可靠性不好。

2.3 防雨帽式排氣管出口

如圖5所示，這是一種最常見的豎直朝上設(shè)置的排氣管結(jié)構(gòu)，排氣管口部的防雨帽在一定程度上能防止弱風(fēng)條件下的小雨。優(yōu)點(diǎn)是：降噪效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是：防雨防風(fēng)沙效果不好，在有風(fēng)的情況下，雨和沙塵都容易進(jìn)入排氣管。若要通過壓低雨帽的方法提高防雨防風(fēng)沙的效果，又會(huì)導(dǎo)致流通阻力急劇增加，造成排氣不暢的后果。

▲圖5 防雨帽式排氣管出口

2.4 防雨帽加護(hù)桶式排氣管出口

如圖6所示，這是一種防風(fēng)防雨防沙性能都比較好的一種排氣管出口結(jié)構(gòu)，豎直安裝或水平安裝都具備防雨防風(fēng)沙的效果。該結(jié)構(gòu)主要由防雨帽和防風(fēng)護(hù)套組成，其特點(diǎn)是：流通阻力小，沒有活動(dòng)件，制造工藝簡(jiǎn)單，安全可靠性強(qiáng)；豎直高位安裝時(shí)，外圈護(hù)套既有防雨防風(fēng)沙作用，又具有良好的降噪效果。這種結(jié)構(gòu)在伊拉克、新疆等沙漠地區(qū)的發(fā)電機(jī)房上，得到了廣泛的應(yīng)用。

本文所推薦的是防雨帽加護(hù)桶式排氣管出口結(jié)構(gòu)。為了方便讀者應(yīng)用，設(shè)計(jì)時(shí)幾點(diǎn)事項(xiàng)值得注意：首先，為了使防雨防風(fēng)沙的效果最好，防雨帽要大到足以切斷圖上AB兩點(diǎn)的連線。其次，如果對(duì)流通阻力有嚴(yán)格要求時(shí)，為了減小流通阻力，主排氣管通徑要相應(yīng)加大，尤其是在氣流轉(zhuǎn)彎的局部地區(qū)，不要形成瓶頸，如防雨帽與排氣管口之間、防雨帽與護(hù)套之間的流通截面積都應(yīng)比主排氣管流通截面積適當(dāng)加大1倍左右。

▲圖6 防雨帽加護(hù)桶式排氣管出口

3 結(jié)束語

經(jīng)過以上比對(duì)和實(shí)踐證明，圖6所示防雨帽加護(hù)桶式排氣管出口結(jié)構(gòu)的防雨防風(fēng)沙效果最為理想。另外，進(jìn)行此類室外排氣管出口設(shè)計(jì)的技術(shù)人員，可以根據(jù)具體的使用要求，選擇設(shè)計(jì)一款最適合自己的結(jié)構(gòu)樣式。