浅议浮选厂鼓风机房的降噪设计

2019-11-06翟庆祥王闻单

有色金属设计 2019年3期

翟庆祥，王闻单

(1.北京矿冶科技集团有限公司，北京 100160；2.昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南昆明 650051)

0 引言

对于采用充气式机械搅拌浮选机的大型浮选厂，一般会专设鼓风机房作为外部气源。但在以往的鼓风机房设计中，往往忽略了噪声对于人身的危害。据了解，长期暴露在高噪声环境下，会引起耳聋、头晕、记忆力减退等不良症状，严重者会罹患高血压、消化系统功能不良等。

国际标准化组织(ISO)对于环境噪声有明确的要求：车间(不同用途)允许标准基数为85 dB(A)。我国《工业企业噪声卫生标准》也有规定：工业企业的生产车间和作业场所的工作地点的噪声标准为85 dB(A)，且噪声的控制设施与主体工程需同时设计，同时施工，同时投产。因此，分析鼓风机房的噪声来源及其特点，并有针对性地对鼓风机房进行降噪设计，是十分有益且必要的。

1 风机噪声来源及特点分析

1.1 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3种途径影响室外环境。

1.2 电机噪声

电机噪声主要包括：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。

1.3 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敷设。管道再生噪声分为机械振动噪声和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受到扰动阀门处均产生涡流噪声。

1.4 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。

综合分析，浮选厂鼓风机房的噪声来源主要是鼓风机机组的运行噪声、气体冲洗管道产生的噪声以及设备振动产生的噪声。

2 浮选厂鼓风机房的降噪设计

控制噪声的方法有很多，但总括起来不外乎3大类：①控制噪声源的噪声，使噪声降下来，这是最根本的方法；②在噪声的传播途径上采取控制措施；③在噪声的接受点上采取防护措施。风机是一个多噪声源，既有空气动力性噪声，又有机械噪声、电机噪声等，只有采取综合治理措施，噪声才能得到有效控制。

2.1 风机进出口以及防喘振旁路装设消声器

经验证明，风机的进出口安装适宜的消声器，可有效地降低风机进出口处空气动力性噪声，这也是风机房降噪最常用的一种措施。就其原理而言，消声器主要分为阻性消声器和抗性消声器。阻性消声器利用吸声材料的吸声作用，使声波“分散”到多孔的吸声材料里，激发材料中的无数小孔内空气分子的振动，使声能变成热能，达到消声的目的。抗性消声器利用截面突变或旁接共振腔，使声阻抗不匹配，于是某些频率的声波产生反射、干涉，从而在消声器的出口侧达到消声的目的。

风机噪声的频带较宽，且要求消声器的阻力损失小，因此，一般选用阻性消声器。

2.2 密闭式厂房结构设计

根据国内外大多数浮选厂的实例工程，在具有一定规模的浮选厂内，风机房的厂房设计多采用密闭式结构。密闭式风机房结构，有如一座“大隔声罩”，有效地将风机的运行噪声限制在室内，消除了风机房对浮选厂内和周围环境的噪声污染。但密闭式厂房在限制噪声辐射的同时，也将风机运行时产生的热量牢牢地“锁”在了室内，致使风机房内环境温度过高，容易引起风机的意外停车，这类实例屡见不鲜。通常为移除这部分热量，在设计时需考虑为风机房增设轴流风机等强制排风设施。

2.3 风机和风管的隔振

风机机组在运行时会产生低频噪声，低频噪声也会通过风管向环境传递，因此，减轻风机的振动是控制噪声的有效方法。一般，在风机制造时其外壳材料可选用铸铁材质等，以增加设备自重与外壳厚度，减小自振；在风机进出口设置柔性波纹管，降低风机振动传递到风管上产生的辐射噪声。对于小型鼓风机而言，也可以在基础的基础下加设减振器或减震垫。

2.4 为风机增设隔声罩

如风机房设计为敞开式或半敞开式，可考虑设置专门的隔声罩。隔声罩将风机置于其内，隔断其噪声向罩外传播的途径。隔声罩罩壁通常选用1～3 mm厚的钢板，钢板上粘合一层阻尼层或两层钢板之间夹紧一层阻尼层(分别称为自由阻尼层或约束阻尼层)，阻尼材料可用沥青阻尼胶浸透的纤维织物或纤维材料(用沥青浸麻袋布、玻璃布、毡类或石棉绒等)，以避免发生板的吻合效应和板的低频共振。罩的内侧附加吸声材料，以吸收声音并减弱空腔内的噪声。在这层吸声材料上覆一层穿孔护面板。内壁吸声，外壁隔声。

隔声罩可为每台风机配置一座，或数台风机共用一座大型隔声罩。无疑，增设隔声罩会增加投资，且也会产生通风换气不畅的问题，也会给风机的巡查、检修和风管的布置带来很大的困难。因此，浮选厂内很少见风机隔声罩的实例。

需要特别指出的是，无论风机房设计为何种形式，如存在人员长期逗留的值班室，其需设计为隔声性能好的规范隔声室。

2.5 风管包覆

浮选厂的风管目前多设计为地面敷设或沿管廊敷设，实际运行中表面有声强较高的噪声辐射，可在风管外表面进行阻尼层-吸声层-隔声层的复合包扎进行降噪处理。其结构如图1所示：

如采取上述降噪措施后，仍不能满足规范要求的，还可考虑选用专用的隔声门、窗，为风机房的屋面安装吸声吊顶或者采用复合吸隔声板作为墙面，必要时也可将鼓风机房设计为地下或半地下式，或将风管设计为地下敷设。无疑，这些措施的造价很可观，应谨慎选用。但通常而言，当采用密闭式厂房结构，并且风机进出口及防喘振旁路均安装消音器时，即可满足噪声要求。