铅熔炼鼓风机房噪声治理

2014-08-10陈学刚陈昱臣

中国有色冶金 2014年1期

关键词：隔声鼓风机风量

陈学刚, 陈昱臣, 俞兵

(1.中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038; 2.云南驰宏会泽冶炼厂，云南会泽 654200)

铅熔炼鼓风机房噪声治理

陈学刚1, 陈昱臣2, 俞兵2

(1.中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038; 2.云南驰宏会泽冶炼厂，云南会泽 654200)

对铅熔炼鼓风机房产生的噪声进行了分析，提出了风机降低噪声综合治理方案并成功实施。

铅熔炼；风机；噪声治理

1 噪声污染的现状

会泽冶炼厂铅熔炼鼓风机房安装有5台离心式鼓风机，其中2台烟化炉鼓风机(单台设备930 m3/min，2 000 kW)，2台保温烧嘴鼓风机(单台设备200 m3/min，220 kW)，1台喷枪鼓风机(21 000 m3/h，1 500 kW)。鼓风机房为砖混结构，墙体为240砖墙，屋面为彩钢瓦，门窗为普通门窗。风机运转时，噪声污染十分严重，对设备维护和巡检造成很大影响，高压鼓风机房治理前的噪声监测数据是：机房外噪声：86～95 dB，机房内噪声：93～104.5 dB。测点分布见图1。所测点均距离墙面或设备1 m。

图1 铅鼓风机房噪声治理前噪声监测数据

为彻底治理高压离心风机的噪音污染，急需采取措施对风机房噪声进行治理。

2 风机噪声综合治理方案

2.1 主要噪声源分析

噪声主要有以下几部分组成：

(1)风机空气动力性噪声。风机空气动力性噪声包括旋转噪声和湍流而产生的噪声。旋转噪声是风机叶片旋转周期性击打空气而引起的气体压力脉动噪声；湍流噪声主要是风机叶片旋转时附着在叶片上的空气不断滑脱成旋涡而产生的噪声。空气动力性噪声通过进气口、排气口、风机壳体三种途径影响室外环境。

(2)电动机噪声。电动机噪声主要包括：由旋转子动平衡不良引起的旋转噪声、旋转子切割磁场引起的电磁噪声、冷却风扇的空气动力性噪声、轴承摩擦产生的机械噪声等。

(3)管道噪声。进气管道和排气管道噪声，包括在管道中传递的鼓风机空气动力性噪声和管道再生噪声，这些噪声经管道向外辐射。管道再生噪声分为机械振动噪声和空气动力性涡流噪声。机械噪声是管壁、阀门部件在高速气流撞击下，以及高强度风机空气动力性噪声作用下受迫振动产生的噪声；涡流噪声是气体在管道中流动收到扰动时产生的噪声，气体在管道中呈湍流状态，在管道截面变化、急剧转弯处、节流阀门处均产生涡流噪声。

(4)电机和风机运行振动噪声。风机和配套电机在运行过程中会产生振动，振动噪声一般以结构传声的方式传播，因其一般为低频噪声，故传播距离远，衰减小，对人体危害大。

经实测单台鼓风机噪声为105 dB，单台机组频谱特性如图2所示。

图2 单台风机频谱图

从以上频谱图可以看出，本噪声源噪声为宽频带噪声，具有声能量大，衰减慢，难治理的特点。

2.2 离心风机噪声治理方案

设备声源噪声声压级均较高，要达到环保要求，对各声源的降噪提出了很高的要求，铅熔炼鼓风机房外1 m位置噪声强度≤55 dBA，或室内外降噪量≥50 dB。

通常控制噪声污染的防治技术主要从三个方面着手：一是降低噪声强度；二是控制噪声传播途径，如采用隔音、吸音技术来控制机械噪声的扩散；三是采用个人防护技术来保护噪声接受者，如佩带护耳器等防护用品。因此针对风机房噪声产生的原因本方案将综合应用吸声、隔声、消声、隔振与阻尼技术，以保证满足降噪要求，同时为保证鼓风机电机散热的需求，考虑采用鼓风机房的散热导流装置。

采取降噪措施后的厂房配置如图3、4所示。

图4 采取降噪措施后风机房立面图

2.2.1 墙体吸隔声设计

由于240砖墙仅有40 dB(A)的隔声量不满足降噪要求，针对鼓风机房宽频段噪声的特点，采用隔声与吸声相结合的治理思路，隔声采用高密度隔声毡，外扣吸声系数0.85的吸音棉，具体结构见图5。吸声棉用0.4 mm厚玻纤布包裹。新增吸隔声墙体隔声量R≥15 dB(A)，和原有墙体复合后整体隔声量R≥55 dB(A)，吸声材料吸声系数≥0.85。

图5 隔声墙体断面图

2.2.2 屋面吸隔声设计

屋面为单层彩钢瓦，隔声量R≈15 dB(A)，原设计屋面钢结构为人字型，承重已固定，下部有吊车通行。室内无法安装吸声吊顶。因此在屋顶外面直接安装复合吸隔声板。吸隔声板厚度100 mm，由隔声层、阻尼层、共振层、吸声层组成。拆除原有单层彩钢板后直接安装模块式吸隔声复合板。现有屋面钢结构能承受的荷载为≤30 kg/m2，安装的吸隔声复合板荷载为25 kg/m2，隔声量R≥50 dB(A)。

2.2.3 门、窗设计

原有普通工业门、窗隔声量R≈20 dB(A)，不满足降噪要求，更换为隔声门窗。拆除原有工业门后安装内外两层隔声门，两层隔声门开启方向相对。隔声窗设计为三层隔声窗，隔声窗厚度设计为200 mm，采用三层不同厚度的玻璃，有效减少吻合效应，提高隔声效果。

2.2.4 进、排气系统设计

整个铅熔炼鼓风机房密闭后，为保证厂房内通风散热，需安装进排气系统。整个风机房安装了10台SYPX08*08- 25进气消声器和9台SYGX08*08- 20排气消声器。排气系统的主要功能为室内换气，将设备散发出的热量带出厂房，保证室内温度在夏季不超过30 ℃，通风量计算如下。

(1)室内散热量的计算：

风机房内主要设备为风机和其配套的电机，风机自身散热量可忽略不计，主要考虑配套电机的散热量。

发热量=输入功率×(1-效率)

=(2 000×2+1 500+220×2)(1-93%)

=415.8 kJ/s

(2)通风量计算：

每台SYPX08*08- 25进气消声器配备轴流风机风量为17 200 m3/h，扣除消声器压力损失及损耗，每台进风消声器进风量≥13 000 m3/h，10台进风消声器总风量≥130 000 m3/h。每台SYGX08*08- 20排气消声器配备轴流风机风量为20 000 m3/h，扣除消声器压力损失及损耗，每台排风消声器进风量≥15 000 m3/h，9台排风消声器总风量≥135 000 m3/h。

2.2.5 管道降噪设计

鼓风机噪声会通过排气管道传播至室外，虽已加装消声器，但消声器消声量只有25 dB降噪量，鼓风机105 dB的噪声传播至室外后仍有80 dB，同时，气流在输送过程中，摩擦管壁也会产生强烈的噪声，因此这部分需进行降噪处理。针对此部分噪声，对排气管道室外部分进行阻尼隔声包扎，有效降低噪声向外辐射。同时鼓风机进气、排气管道穿过空压机房墙体时会存在漏声现象，需要进行密封处理。先在管道和墙体间填充32K高效吸声材料，填充严实后再用镀锌钢板进行外密封。管道隔声结构见图6。