烟厂离心风机隔声罩的设计与研究

马杰圣+李珊+李明+路文龙

摘要： 针对烟厂普遍存在噪声污染相对严重的问题，对云南某烟厂离心风机的噪声源进行识别，并对噪声进行相关的测量、分析与研究，提出一种采用隔声罩方法来阻断噪声传播的降噪措施。通过噪声治理，噪声符合了国家的标准和企业的降噪要求，验证了隔声罩设计的科学性与合理性。

Abstract： Aiming at the problem that the noise pollution is relatively serious in the cigarette factory， the noise source of a centrifugal fan in a cigarette factory in Yunnan Province is identified， and the noise is measured， analyzed and studied. The noise reduction measures are proposed to block the noise. Through the noise control， the noise conforms to the national standard and the noise reduction request of enterprise， which has verified the science and the rationality of the acoustic shield design.

關键词： 烟厂；噪声治理；隔声罩

Key words： cigarette factory；noise control；acoustic shield

中图分类号：TU112.59+5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）33-0096-03

0 引言

工业的日益发展给社会带来了日新月异的变化，同时也存在着诸多弊端。其中，噪声污染已俨然成为一个亟待解决的问题。某烟厂在对制丝车间里面烟尘和异味进行通风处理的时候，由于楼顶离心风机运转产生了较强的噪声，严重地影响了周围居民和职工的生活。

针对离心风机所产生的噪声，国内外所采取的措施为隔声降噪。降噪的过程通常为：测试风机噪声，进行信号处理以及鉴别噪声源，然后根据噪声源的频谱特性选择相应系数的吸声材料[1]，合理确定消声量，最后从噪声源、风机的大小、消声量和风机周围的环境等因素确定所设计的隔声罩结构。通常，隔声结构有分隔墙、隔声罩、消声器和声屏障四种结构形式[2]。隔声罩一般用薄金属板制作，在内表面敷设吸声材料，还可在内、外表面涂覆阻尼层，以遏制振动。封闭型隔声罩一般有25～30dB（A）的插入损失，若噪声频率为高频时效果更好，局部隔声罩的插入损失一般在20dB（A）以下[3]。在吸声材料方面，我国著名声学专家马大猷教授，经过多年试验研究，提出了新型微穿孔板吸声结构，由于板薄、孔径小、声阻比穿孔板大得多，因而吸声系数和频带方面部比穿孔板要好[4]。在工程实践方面，阙银昌[5]对PASSIM 12K卷接机主吸风机柜做过减振降噪研究；李鹏飞[6]对SSR型罗茨风机振动噪声做过综合治理研究；王东[7]对除尘系统降噪设计与数值计算做过研究，这些实例为本文提供了很好的依据。

针对烟厂噪声问题，本文对离心风机所产生的噪声进行治理。

1 噪声测试分析

该厂房车间楼顶上有十几个离心风机组成的风机组，选择产生较大噪声的4号风机作为测试对象，测点布局如图1所示。

用爱华AW6291型便捷式声级计在测点位置所测量出的数据结果如表1所示。

离心风机运行时噪声频谱图如图2所示。

通过对表1数据和图2噪声频谱进行分析，结果表明：噪声测试点的噪声A计权声压数值超过GBJ87-85《工业企业噪声卫生标准》中新建、改建或扩建企业8小时工作噪音限值85dBA。离心风机的噪声能量主要集中在1000Hz以下的中低频段。对离心风机噪声源进行分析，结合机械设备运转和噪声传播的特性[8]，可以推断出：以频率161.13Hz和频率596.19Hz为中心的频带噪声主要源于离心风机运转时的气流噪声，以频率1300Hz为中心的频带噪声主要源于电动机噪声。离心风机所产生的噪声主要是以空气动力性噪声为主，其次是机械噪声和电磁噪声等[9]。

2 确定消声量

在4号离心风机在进气口右侧45°方向1m处，测得A声级和6个倍频程声压级表如表2第一行所示。由于噪声在传播中不断被衰减，衰减后在居民楼窗前1m处测得的声压级为表2中第二行所示。根据居民楼地点的噪声标准，取NR50曲线[3]，得噪声标准倍频程声压级如表2第三行所示。第三行减去第二行的值为所需要的隔声量。吸声材料的吸声系数α由查表得出[10]。

由表2第四行可知，消声频率为125～2000Hz，其消声量在125Hz时为8dB以上、500Hz时为22dB以上、1000Hz时为10dB以上，2000Hz时为5dB以上，即可满足居民地点对降噪的要求。

3 噪声治理的研究与分析

3.1 方案拟定

噪声治理的技术方法有：噪声源控制、噪声传播途径控制和个人防护控制[3]。基于噪声的测试分析、噪声治理的技术方法和离心风机周围的环境因素，以及国内外对类似噪声的治理与研究，采用具有较好的低中频隔音特性的隔声罩进行声学治理，其方案拟定如图3所示。

3.2 隔声罩材料选择

理想的声学隔声罩应具有“内吸外隔”复合声学特性结构[4]。低中频声学隔声罩板材可采用内层具有低频吸声材料的厚复合钢板。其中微穿孔板具有较好的吸声特性，且频带宽。但由于微穿孔板孔径太小，容易被隔声罩内的灰尘堵塞，所以选择厚度为1.5mm，25%孔隙率的镀锌穿孔钢板。在多孔吸声材料的种类和性能当中，无机纤维棉具有密度小、耐热、耐腐蚀、抗冻等优点。经过硅油处理的超细玻璃棉，还具有防火、防水、防湿的特点[4]。选择密度为48%kg/m3，厚度为85mm的玻璃棉，因其密度和厚度较大时具有良好的吸声特性。隔声毡具有较好的隔声效果，且随着频率的增大，隔声效果显著增加[4]。选择厚度为2mm，面密度为3.8kg/m2的JX-P200隔声毡。穿孔钢板、超细玻璃棉和隔声毡一起衬套在隔声罩内部，其结构如图4所示。endprint