空压机房噪声控制技术研究及应用

空压机房噪声控制技术研究及应用 空压机房噪声控制技术研究及应用l99 文章编号:1006—1355(2011)05—0199—04 空压机房噪声控制技术研究及应用 郭朝选,郭俊,罗晓渭 (中国辐射防护研究院,太原030006) 摘要:文章 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 往复活塞式空压机的主要噪声源及其频谱特点,介绍 一种综合治理的有效方法.在具体工程项 目的基础上, 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 并实施噪声控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 .经监测验收,达到预期的结果, 取得良好的经济效益和社会效益. 关键词:声学;空压机;噪声源;频谱特性;噪声控制 中国分类号:TB53文献标识码:ADOI编 码:10.3969/j.issn.1006—1355—2011.05.046 StudyandApplicationofNoiseControlTechnologyinAir ComrRoomompressorKoo GUOZao-xtlan.GUOJun.LUOXiao—Wei fChinaInstituteforRadiationProtection,Taiyuan030006,China) Abstract:Themainnoisesourceandthefi:equencyspectrumcharacteristicso fapiston—recipIrocatingair-compressor areanalyzed.Andaneffectivesyntheticmanagementmethodisintroduced. Withthismethod,astrategyofnoisecontrolis designedandimplementedforapracticalengineeringproject,whichhasbeen checkedandacceptedbygovernmentand yieldedgoodeconomicandsocialbenefits. Keywords:acoustics;aircompressor;noisesource;spectrum;noisecontrol 空气压缩机是许多工业企业的生产辅助设施, 在生产中发挥着重要作用.但空气压缩机是一种强 噪声设备,在运转时恶化了工作条件,同时会破坏周 围居民的生活环境.空压机噪声的特点为:噪声声 级高,低频突出,传播距离远,特别是某些噪声的频 率与人的内脏器官固有频率相接近,引起共振容易 出现安全事故.因此,研究和治理空压机噪声十分 必要. 1空压机噪声源的组成及特性 空压机是一个多声源发声体,主要有进气噪声, 驱动机,机体辐射噪声,排气噪声,管道辐射噪声 等.下面以兆丰铝冶安装的D一100型,最大转速为 500r/min的空压机为例进行分析. 1.1进气噪声 空气压缩机在运行过程中吸气阀不停地间歇开 闭,在进气管内形成压力脉动的气流,以声波的形式 收稿日期:2011-02—07;修改日期:2011-03—31 作者简介:郭朝选(1982一),男,山西省太原市人,工程师,目 前从事噪声控制工程技术研究及工程应用. E—mail:guozx1121@163.com 从进气口辐射出来形成进气噪声.进气口噪声的基 频f=2n/60为空压机的转速).除基频之外,还有 2f.3f等谐波,但高频谐波的声级比基频声级要 低.图1为测得空压机进气口噪声及频谱,其基 频f=2n/60=16.667Hz,噪声在90,120dB(A)之 间. 从下图1可见,进气口噪声是一种宽频带连续 谱,呈低频特性.声压级由低频逐渐向高频降低,即 低频强,频带宽,总声压级高.进气噪声一般随负荷 的增加而增加,也与进气阀的尺寸,调速机构和气门 ? 嚣 蛆 图1进排气噪声及频谱曲线图 Fig.1Thespectrumcurveofintakeandexhaustnoise 2011年l2月噪声与振动控制第6期 通路结构等因素有关.一般情况下,进气口噪声比 其他部件的噪声要高5,10dB(A),是空压机的主 要噪声源. 1.2排气噪声 空气压缩机排出的压缩空气经排气管进入储气 罐,其它用气部位或经排气口排出,在周期性停车或 调试过程中,受压力脉动的压缩空气形成排气噪声, 是空气压缩机最强的噪声源之一.排气噪声也是一 种宽频带连续谱(如图1).从图中可以看出,噪声频 谱明显呈中高频特性,噪声频率较复杂,噪声在80, 110dB(A)之间.排气噪声峰值在1kHz较突出,在 峰值左侧,低频噪声声压级较弱,在峰值右侧高频噪 声声压级较强.排气噪声的大小与压缩气体的流 量,压力及空压机的转速有关,流量越大,压力越高, 转速越高,其噪声越大. 1.3机械噪声 机械性噪声是空气压缩机在运转时,许多部件 撞击摩擦或机构问的力传递不均匀而产生的.由于 产生机械噪声的主要原因是转子系统不平衡产生的 振动,因此该噪声频谱是转子转动频率的整数倍,其 基频与进气噪声基频相同,频谱也呈低频特性.下 表为测得机械噪声及频谱,噪声一般在80,110 dB(A)左右. 表1机械噪声及频率 Tab.1Mechanicalnoiseandfrequency 频率/Hz631252505001k2k4k8k16k 声级/dB91.797104100.698.491.188-382.680.4 从表中可见,机械噪声频谱窄,频率相对固定. 从产生机理分析,机械噪声由空压机的运动精度和 零部件的制造精度决定.因此,具有一定的随机 性.机械噪声随空压机转速的大小,冲击的速度,轴 承间隙的大小,机体与基础的连接状况变化而变化. 1.4电磁噪声 电磁噪声是由驱动电动机的磁场脉动引起的噪 声.电磁噪声的特点是频带宽,声级比较稳定.电 磁噪声频率由电动机切向振动和径向振动产生的频 率决定.其声级功率可用下面公式进行估算: L=0【(取值:l9,21)+20lgP+13.3lgn 1.5振动噪声 空气压缩机曲柄连杆机构的往复运动所产生的 不平衡扰力是窄气压缩机基础振动的根源.这一振 动扰力频率与人对振动的反应的最敏感频率较接 近.因此,这些振动对人体的危害比较严重,是空气 J玉缩机机房内外环境恶劣的主要原因之一. 2空压机房噪声控制技术措施 对于空气压缩机站的噪声治理,只能因地制宜, 根据环境 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 要求及站房具体情况分别采取相关控 制措施.针对各个噪声源特性分别进行防护处理, 最终实现工作环境,厂界排放达标. 2.1噪声控制技术运用原则 (1)空气压缩机站是热车间,站房内的通风降温 必须符合有关设计规范; (2)空气压缩机站的噪声呈显着的低频特性,振 动亦是低频振动; (3)空气压缩机进气有一定的洁净度要求,排气 系统属压力容器. 2.2空压机机房噪声控制方法 2.2.1进气消声 由于空气压缩机进气噪声比机组噪声高出10 dB(A)以上,所以在空气压缩机进气口安装消声器 以降低进气噪声,进气消声器是一种以抗性为主,辅 以阻性的阻抗复合式消声器.消声量按20dB,25 dB(A)设计.应注意消声器内部清洁.结构如图2. 图2进气消声器结构简图单位:mm Fig.2Structuraldiagramoftheintakesilencer 同时在管路上安装高压软接头,可部分解决设 备的振动问题.同时,对进风管道进行阻尼隔声处 理,结构如图3. 1:管道;2:毛毡(20mm);3:玻璃棉(30,50mm);4:铁丝网1层(10 日);5:水泥沙浆(30,50mm) 图3管路高压软接头示意 Fig_3Schematicdiagramofhighpressureflexible connectorpipe 空压机房噪声控制技术研究及应用20l 2.2.2排气消声 空气压缩机排气口处安装消声器可降低气体脉 动形成的低频噪声,一般可设计为二级或三级抗性 膨胀室消声结构.设计时应注意在排气管道中流通 的是具有一定温度的含水含油的压缩空气,所以必 须符合钢制压力容器的设计规范,最好用不锈钢制 作. 2.2-3排放口消声 在压缩空气排放口可设计安装放空消声器,可 大大降低排放口的压缩空气喷注噪声.此消声器应 设计为小孔喷注降压扩容式,消声量按30dB(A)设 计,材质宜选用不锈钢. 门窗的噪声控制 隔声门和隔声窗的设计按透射原则计算数据进 行设计制作. 安装的隔声门,因在设计时要考虑设备维修的 方便,故面积较大,决定隔声的效果主要取决于门的 质量与结构,以及门与门框之问的缝隙的严密程 度.为了提高隔声,可把门做成双层或多层,中间以 不同的材料组成来增加门的阻尼和吸声特性.典型 隔声门结构及隔声量如图4,表2,建议按典型门设 计制作隔声门. ,二==:毒_— <> < 二==::一, > ===:=一—, >,, ===/,— 一 —, 二==::一一 <,-> < ===, >二二=:— ,, 图4隔声门隔声结构形式示意图 Fig.4Schematicdiagramofnoisegate 表2典型隔声门的隔声量 Tab.2Theamountof:noiseinsulationinthedoor 安装的隔声窗,在设计时最好把其尺寸与数量 限制到最小,最少,玻璃要尽可能厚,玻璃与窗要贴 紧,压缝要严实.同时可采用有一层倾斜的双层隔 声窗,玻璃之问距离80,100mm.典型隔声窗结构 及隔声量如图5,表3,建议按典型窗设计制作隔声 窗,倾斜度按3.设计. 图5隔声窗结构形式示意图 Fig.3Theacousticwindowstructure 表3典型隔声窗的隔声量 Tab.3Theamountofnoiseinsulationinthewindow 2.2.4通风系统的消声 空压机机房安装隔声门窗后,整体密封情况较 好,空压机及电机在高速运行时产生大量的热散不 出去,将影响设备的正常运转和润滑及电机的安 全.为了解决机房散热问题,设计增加冷热换风系 统,保证设备处于正常的工作环境. 冷风进风和热风出风系统的通风量可按设备散 热热量的需要计算,其消声量按不低于40dB(A)进 行设计. 具体设计计算可参阅文献[1]. 3空压机噪声控制效果分析 山西兆丰铝冶白备电厂空压机房安装四台 D.100型空气压缩机,运行后发现噪声对最近的居 民和学校干扰严重.我们应邀主要针对有效降低其 对最近的居民和学校的噪声干扰进行控制. 按照空压机房通用噪声控制技术对机房采取以 下控制措施: (1)进气口采用阻抗复合式消声器(如图2所 示),消声器的外层选用3mm厚的钢板,内衬超细玻 璃棉.根据抗性消声器的消声特性,避免在许多通 过频率消声量为零的缺点,在扩张室内插入内接管; 为改善空气动力性能,用穿孔率大于25%的穿孔管 把两根内插管连接起来,形成两个扩张室,动态性 好,消声量大; (2)在排气放空口采用阻抗复合式放空消声器, 该消声器以抗性为主,阻性为辅.抗性段具有减压 扩容,减小排气放空的压力落差的作用,阻性段内外 2011年12月噪声与振动控制第6期 填充超细玻璃棉,对高频噪声有良好的消声作用; (3)对空压机房门窗按照图4,图5结构形式设计 安装隔声门窗; (4)根据空压机设备参数计算机房所需换热通 风量为50000m/h,选择4台16000m3/h的风机并 配套设计进风和强排风消声系统,消声量按照40 dB(A)设计,保证机房通风换热的同时不向外辐射 噪声. 采取上述控制措施后,对山西兆丰铝冶空压机 房噪声控制效果分析如下(具体的噪声测点布置见 附图6). 3.1进气口控制效果分析 根据图1频谱测定,进气口噪声声级在频率中 心250Hz段最高,高达120dBfA1,在此处设置阻抗 复合式消声器.其中:抗性段按250Hz计算设计, 阻性段按A声级综合控制设计.依据消声器设计与 计算公式,进行消声器选型配套,选用F型阻抗复合 消声器,消声按30dBfA)设计.经 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 ,安装消声 器后可有效控制250Hz段噪声声级至94.6dB(A). 3.2排气放空口控制效果分析 根据实际检测,排气放空口噪声声级在频率中 心1kHz段最高,高达113dBfA),在此处设置阻抗 复合式消声器.其中:抗性段按IkHz计算设计,阻 性段按A声级综合控制设计.依据消声器设计与计 算公式,进行消声器选型配套,选用G型直管式阻抗 复合消声器,消声量按30dB(A)设计.经监测,安装 消声器后可有效控制IkHz段噪声声级至86.7 dBfA). 图6测点布置图 Fig.6Layoutofmeasuringpoints 通过上述综合方法治理后,控制效果显着,具体 治理前后对照数据见表4.从表4可见,工程实施后 空压机房降噪效果显着.整个机房向外辐射噪声降 低20dB(A)以上,听不到治理前的啸叫声,实现了 预期的治理目标,取得了良好的环境效益.该工程 顺利通过有关部门的验收,得到业主和附近居民的 高度认可. 表4空压机房治理前后数据对照表 Tab.4Thetableofdatabeforeandaftertreatment 4结语 综上所述,我们认为空压机房噪声是可以有效 控制的.在工程实际应用中,空压机噪声控制一般 采取三种途径:对噪声源的控制;在噪声传播途径上 降低噪声;在声场接受点采取防护措施.目前,对空 压机噪声的控制广泛采用隔声,吸声,安装消声器以 及隔振,减震等措施,从而有效降低空压机的噪声污 染. 同时,空压机噪声产生的原因是多方面和复杂 的,各有特点,治理必须结合频谱特性,采取不同的 措施,采用噪声综合治理的方法.随着空压机技术 和降噪方法研究的不断深入,空压机将在生产中得 到更广泛的应用和发挥更大的作用. 最后,建议在空压机房建设时采取环保措施与 主体工程同时设计,同时施工,同时验收的”三同时” 制度,以便更加有效地控制噪声污染. 参考文献: [1]马大猷.噪声与振动控制工程手册FM].北京:机械工 业出版社,2002. E23孙伟.严慧萍.消声器设计选型[S].中国科技文化 出版社,2009. E3]郭秀兰.工业噪声治理技术[M].中国环境科学出版 社,1993. [4]赵素丽.空气压缩机噪声控~LJEJ].太原科技,2005. [53F?C麦奎斯顿.采暖通风与空气调节分析和设计 [M].北京:中国建筑工业出版社,1981.