杭州钢铁厂炼铁分厂球团车间D70-13鼓风机工作参数如下:额定风量700m3/min;额定风压28kPa;转速2795r/min;功率440W。该风机风量大,压头高,转速快,运行时辐射出强烈噪声,不仅鼓风机房内噪声令人难耐而且与鼓风机房一壁之隔的配电室,以及一室之隔的工人操作室也相当强烈,室内无法通话,长期工作的工人反应头晕脑胀,工作效率明显下降。鼓风机噪声的环境污染亦相当严重,在鼓风机房外附近对面喊话听不清,距机房15米的楼上,凡是球团风机排风管道(总长78米)延伸所至之处,风机噪声掩盖了一切,与机房一河之隔(相距20M)的居民更是噪声的受害者。
对鼓风机噪声及波及区域进行测量,测量点分布如图一,测量结果见表一。
图一
通过噪声测量及分析可知,鼓风机主要噪声源是进气口噪声,直接向机房外辐射噪声;排气噪声,通过风管向机房及风管所经环境辐射噪声。降低风机的噪声,采用综合噪声控制技术,风机进排气噪声采用消声器,降低机房内的混响声采用吸声处理;鼓风机房采用隔声措施。
进气消声室-鼓风机进气噪声是造成环境危害的主要声源,为此,进气消声器应具有较高的消声量。原球团风机有一间过滤进气室,这是一间长12米、宽2米、高4.6米的砖房,由于砖房具有足够的空间尺寸和隔声量,因此只要稍作修缮,并加以消声处理,就可以改为一间较理想的进气消音室,进气消音室设计方案如图二所示。将原进气室的一面百叶窗堵死,使风机进气管口与另一面百叶窗之间有足够长的消声通道,消声通道采用ZK2型双面吸声隔声屏(规格为:高*宽*厚3000mm*1000mm*100mm)5块和10块ZK2型吸声体(规格为:高*宽*厚2000mm*1000mm*80mm)围成5个串接式消声器。设计通道内气流速度在4m/s以下。
该进气消声室的实测消声量(插入损失)见图三,图中两条曲线的中间部分即为消声量。
排气消声器-风机送风管道总长78米,在排气噪声冲击下激发管道钢壁产生强烈的二次结构噪声,如果采用管道包扎隔声,势必费工废料,采用消声器可以减弱管道辐射噪声。拟设计阻性消声器,消声器尽可能近的接近风机排气口安装。
阻性消声器的结构如图四所示,有效长度为2500mm,外壳用4mm厚钢板制成,内壳用2mm厚的穿孔钢板做护面,穿孔直径为8mm,孔间距为14mm。消声器采用密度为25kg/m3的超细玻璃棉为吸声材料。
按别洛夫公式预估该消声器的消声量500Hz为30dB。由于该消声器消声量不能直接测定,此处只能以管道辐射噪声的衰减程度来近似评价消声器的性能,见图五。
鼓风机房吸声处理-鼓风机房体积为长*宽*高12m*9m*8m,除去两个木门(一个单扇,另一个双扇)外,其它壁面都是水泥抹灰砖墙、玻璃窗及金属设备等表面坚硬光滑的物质构成,总内表面积为600m2,吸声量估算为18m2,平均吸声系数为0.03,房间常数为18.5m2,室内混响很强,尤其鼓风机机壳及直径为800mm,室内长度达5m的排风管和限流阀是强烈噪声源,致使风机房内噪声高达109Db(A)。为减少混响声,设计了如图六、图七所示的空间吸声体和壁面吸声处理。吸声体采用ZK1型双面吸声板,总处理面积为112m2,考虑到双面吸声的可能,总的吸声有效面积约为200m2,吸声体在500Hz时的吸声系数为0.9(混响室法),使风机房内增加了吸声量180m2,平均吸声系数增加到0.25,房间常数增加到264m2,从而可以估算出该吸声处理在理想情况下的最大减噪量为:
鼓风机房内安装了排气消声器,有效的抑制了管道下游辐射声能(见图八),但是在消声器与风机之间,尚有一段2m长的管道弯头,其辐射噪声面积为10m2,为减少这段管道的声辐射,采用了管道包扎。上述措施完成之后,室内声级降低13~19dB(A)。
隔声-为减少鼓风机房内的噪声外传,污染环境,将风机房的门窗进行隔声密封,配电室与操作室也采取了有针对性的吸声与隔声措施。
小结-球团风机和风机房进行了上述消声、吸声和隔声处理后,噪声显著下降,噪声降低值如表二所示。