螺杆压缩机低频噪声性能控制研究

刘楠

冰轮环境技术股份有限公司 山东烟台 264000

螺杆压缩机属于容积式压缩机，具有可靠性高、动力平衡好、适应性强等诸多优点，在矿上、化工、动力等工业部门应用广泛。螺杆压缩机噪声源以风机、压缩机主机为主，其低频噪声穿透力强，势必对操作工人的听力、身心带来伤害，因此，研究与控制螺杆压缩机的低频噪声具有重要意义。

1 螺杆压缩机分类和基本结构

螺杆压缩机是我国石油化工行业的主要气体压缩设备之一，其运行状态的好坏直接影响整个压缩机组装置的安全性、可靠性及生产效率，一旦发生故障，极有可能引起整套设备甚至整条生产线的瘫痪，严重降低生产效率并带来巨大的经济损失[1]。螺杆压缩机可分为无油润滑螺杆压缩机和喷油润滑螺杆压缩机两类，其中无油润滑螺杆压缩机为了保障转子间必不可少的间隙，通常采用同步齿轮，其阳转子（主动转子）靠同步齿轮带动阴转子（从动齿轮），转子啮合过程中互不接触，靠有一定间隙的一对螺杆高速旋转，达到密封气体和压缩气体的目的。喷油螺杆压缩机在运行中向转子腔中喷入润滑油，同时转速较低，因此噪声比无油压缩机低。

2 螺杆压缩机低频噪声成因

（1）螺杆压缩机在运行中气体的流动以及吸气、排气时发生共振导致噪声的产生。空气在进入螺杆压缩机的进气管道时，在进气口会产生一定的压力差，这种压力差引发吸气噪声，当排气口与排气管道相接通或被切断时，会有大量的被压缩的气体排出，气体在排放的瞬间会产生很大的脉动和强烈的涡流喷注，从而产生噪声，在工作实践中我们发现由于排气产生的噪声比吸气产生的噪声要严重的多。气流进入螺杆压缩机的进气管和出气管时会产生特别大的压力脉动，此时会产生大量的脉动噪声，另外，压缩机的机壳、定子和转子内由于存在着强大的气柱，气柱会发生共鸣，气柱共鸣现象也是导致低频噪声产生的重要原因[2]。（2）螺杆压缩机机组各部件振动导致机械性噪声的产生。由于机械设备构造的特殊性，所有的机械设备在运转过程中由于受转速、齿轮咬合和各零部件摩擦等因素的影响都会引起固体振动，只要有振动伴随而来的就会有噪声，同样道理，螺杆压缩机在工作运转过程中也和其他设备一样面临着同样的问题，本身螺杆压缩机转子就具有不平衡性，加之转动频率较大，在运转中这种不平衡性就会导致振动产生，另外，螺杆压缩机机组的各部件，如轴承、机壳、支撑装置和固定装置，只要开机运转都会产生振动噪声，以上这些全部都是机械性噪声，我们在进行噪声控制时，必须要采取有针对性的手段和方法，对噪声源进行仔细的辨别和分析，找出机械性噪声的分布特点和范围，从而采取最为恰当的控制措施，不做徒劳无用之功，真正的有的放矢。

3 螺杆压缩机低频噪声性能控制措施

3.1 主动减振

在螺杆压缩机运行过程中，根据所检测到的压缩机振动信号，振动数据经过实时处理，通过一定的控制策略，驱动作动器对压缩机施加外部激励（如力，力矩等），最终达到抑制螺杆压缩机振动，降低机械振动辐射噪声的目的。目前国内主动减振技术还处于机理的研究阶段，离实际应用还有较大距离。但是基于主动减振降噪技术的良好发展前景，以及螺杆压缩机振动产生机理的深入研究，主动减振降噪技术将逐步应用到螺杆压缩机减振降噪领域。

3.2 有源降噪

有源降噪是利用声波的相消干涉原理，通过引入电声装置产生额外的噪声源与不希望的原始噪声进行叠加，从而达到降低或者抑制噪声的目的。有源降噪具有良好的低频降噪效果，最适用于控制低频谐波噪声，目前主要集中应用在耳机和汽车等领域。随着有源技术的发展，以及螺杆压缩机噪声的深入研究，有源降噪将逐步应用到螺杆压缩机降噪领域[3]。

3.3 做好人耳防护工作

无论是哪种类型的噪声在向外界环境传播过程中都会对操作工作人员的身体造成伤害，特别是会影响人的听力。长期在这种环境下工作的人听力往往比较差，除了在噪声源和传播途径上进行噪声控制降低噪声影响和危害外，相关工作人员在对螺杆压缩机进行检修时，需要做好耳朵的防护措施，戴耳罩和耳塞是最直接和有效的方法，这种方法也是最节约成本的方法，但是这种方法仅限于对人耳的防护，并不能特别有效的消除和减弱噪声。

3.4 安装隔声罩

首先在隔声罩材料的选择上，必须要选择隔声效果足够好的材质，一般情况下材质我们会选择薄金属板，由于在洞口、缝隙处噪声容易向外传播，这些地方一直都是降噪的薄弱部分，因此在这些部位处要特别做好相应措施，特别要做好密封工作，但是在做完密封处理后罩内的气温势必也会上升，空气流通也会更加不畅通，为了解决这一问题，最佳的处理方法是使用散热风扇，把散热风扇设置在隔罩的顶部，散热风扇的机型也有特殊要求，直径要小，转速要高，另外，隔声罩内壁使用的吸声材料也必须具备较高的吸声系数。前面我们分析过当螺杆压缩机的电机在运转过程中会产生电磁噪声，当电磁噪声达到一定程度时，整个机组设备都要安装使用隔声罩，在电磁噪声相对较弱时，隔离罩可以只安装在压缩机上。在使用隔声罩时如果隔声罩与螺杆压缩机产生刚性连接，那么也会发生振动，从而产生机械性噪声，为了避免这一状况，隔声罩的底部需要使用柔软度比较高的材料做隔振处理。

4 结语

通过对导致螺杆压缩机产生低频噪声的原因进行深入细致的分析，我们找到了相应的解决措施，这些措施在实际工作中也见到了成效，除了以上技术措施外，我们还可以不断的去提升螺杆压缩机各配件的质量，优化压缩机系统设计，广泛的应用新型材料，这些也可以在很大程度上达到控制噪声的效果，这就需要研发企业不停的去探索，寻找更多途径。