罗茨鼓风机噪声综合治理实践

邢洪魁

(枣庄矿业集团高庄煤业有限公司，山东 微山 277605)

罗茨鼓风机在生活污水处理系统中应用较为广泛，但其运行时产生的噪声危害相当严重。高强度的噪声，不仅损害人的听觉，而且对神经系统、心血管系统、内分泌系统、消化系统以及视觉、智力等都有不同程度的影响。若长时间在此作业环境中工作，作业人员容易产生噪声性耳聋、头疼发晕、神经衰弱、胃恶及消化不良等诸多职业病，严重危害作业人员的身心健康，极大地降低工作效率[1，2]。因此在使用鼓风机时必须对其进行降噪治理，以最大限度地减少对环境和职工的影响。但传统治理技术一般采用对鼓风机安装隔音罩的方法进行，虽然能达到一定的治理效果，但很难达到预期要求，且常因安装隔音罩而影响鼓风机的散热运行、日常检查维护等，易给鼓风机日常运行带来极大的不安全因素。基于上述原因，枣庄矿业集团高庄煤业有限公司(以下简称高煤公司)打破传统采用隔声罩的单一治理方法，对生活污水处理站使用的5台鼓风机采取吸音、隔音和消音等方法进行了综合治理，达到了预期的效果。

1 罗茨鼓风机的工作原理

罗茨鼓风机是容积式风机的一种，其工作原理为：两个叶轮在电动机的带动下相向转动，由于叶轮与叶轮，叶轮与机壳，叶轮与墙板之间的间隙极小，从而使进气口形成了真空状态，空气在大气压的作用下进入进气腔。使得每个叶轮的其中两个叶片与墙板、机壳构成了一个密封腔，进气腔的空气在叶轮转动过程中，被两个叶片所形成密封腔不断地带到排气腔，又因为排气腔内的叶轮是相互啮合的，从而把两个叶片之间的空气挤压出来，这样连续不停的运转，使空气源源不断地从进气口输送到出气口。鼓风机在运行过程中会产生一系列的高强度噪声。

2 存在的问题

高煤公司生活污水处理站鼓风机房安装有5台罗茨鼓风机，分别为SSR150H型2台，SSR150型2台，SSR200H型1台。其中SSR150H型和SSR150型每天24 h各运行1台，用于生活污水处理站处理生活废水曝气供氧，SSR200H型风机每天运行0.5 h，用于滤池供气反冲洗。其有关参数见表1。治理前，鼓风机未采取任何噪声治理措施，产生的噪声严重影响了工作人员的工作，特别是在机房内工作时，由于噪声大，员工之间无法交流，即使在机房外，也需要大声说话才能听清，而由于操作室紧邻风机房，受噪声影响，操作人员在其内打电话也听不清，影响安全生产，同时由于长期处于这种高噪声工作环境，也影响职工身心健康，职工反映较为强烈，因此要求进行彻底治理。

表1 罗茨鼓风机工作参数

为彻底掌握治理前的噪声排放情况，对鼓风机房内西部、中部、东部、机房外3 m处及操作间噪声排放值进行了监测，见表2。从监测数居来看，各点排放值均较高，特别是鼓风机房外噪声超过了《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2.2—2007)要求，操作间噪声值超过了《工业企业设计卫生标准》(GBZ1—2010)的要求，具体噪声值见表2[3-4]。

3 噪声源及特性分析

为治理鼓风机的噪声污染，首先必须清楚噪声的来源及特性，才能采取科学合理的治理措施，达到降噪减振的目的。罗茨鼓风机是一种强噪声的机电产品，其运行时产生的噪声主要包括进气口和排气口辐射的空气动力性噪声、机壳及轴承辐射的机械性噪声、基础震动辐射的噪声、电动机噪声等[5]。

空气动力性噪声主要是由于风机在一定空气压力下运转时，叶片周期性的打击空气质点时，引起动力脉动而产生的旋转噪声；同时叶轮表面形成大量气体涡流，产生了涡流噪声，其频率分别取决于风机叶片每秒钟击打质点的次数和风机叶片的形状及叶片和气体的相对速度。

机械噪声主要来源于机壳的振动。使机壳发生振动的原因主要有两个：

(1)叶轮的转动不平衡力，通过传动构件转移到机壳上，对机壳产生周期性的激励；

(2)机壳内的涡流强度所决定的压力脉动，常与叶片的基频(即叶片通过频率)有联系，也对机壳产生周期性的激励。

基础震动辐射产生的噪声一般是设备与基础之间固定不牢、存在间隙，缺少减震设施，在设备运行时，设备与基础之间相互击打产生的。

电动机噪声产生主要是由电磁噪声、机械噪声和空气动力噪声。其中电磁噪声主要是电机中周期变化的径向电磁力或不平衡的磁拉力使铁心发生磁致伸缩和振动所引起，机械噪声主要由转子和轴承不平衡引起，空气动力噪声主要由风扇、旋转的转子和气流沿风路流动时形成的气流噪声。

鼓风机房内的噪声是由上述设备运行时产生的直达声和混响声的综合结果的反映，但主要是鼓风机运行时产生的空气动力性噪声和机械噪声，其他基础震动和电机产生的噪声不明显。鼓风机产生的噪声频率以中频为主，低高频次之。

4 治理措施

在了解了噪声的产生来源及特性之后，为了减少投资，原计划对每台鼓风机及电机安装隔声罩进行隔音降噪处理，但考虑到现场空间条件、设备散热和维修以及工作人员正常情况下在机房内工作时间很短的情况，决定不再采用安装隔声罩的方案，而采取对整个鼓风机房进行吸音、隔音、消音等综合治理措施。

4.1 吸音治理

鼓风机房内墙壁四周为普通混凝土砖混结构，表面为普通涂料粉刷，表面光滑，产生的反射混响声加剧了房内噪声。对此，在墙壁及屋顶表面全部采用容重为80 kg/m的岩棉作为吸音材料，岩棉厚度为5 cm，表面用玻璃丝布和穿孔PVC板作为护面层。其中玻璃丝布紧贴穿孔PVC板，穿孔板厚度为4 mm，孔径为5 mm，孔间距为5 mm，开孔率为22.89%。治理后机房内混响声明显降低。

4.2 隔音治理

鼓风机房有2个窗户和1扇门，原安装使用的均为普通单层铝合金玻璃窗和普通铁皮门，隔音效果很差，因此，分别采取了相应的治理措施。

对2个窗户隔音的治理：考虑到隔声窗的隔声效果受玻璃的厚度、层数，层间空气层厚度、窗扇及窗框的密封程度影响很大。为提高隔音效果，避免玻璃吻合效应的影响，采用的隔声窗为中空双层的玻璃，玻璃厚度分别为3 mm和6 mm，规格为2000mm×2000mm，共2扇。同时在窗扇和窗框之间用薄弹性垫进行密封处理。

对1扇门的隔音治理，主要是订做更换了1扇采用不锈钢铁皮(单面厚2 mm)、五合板(单面厚度5 mm)、玻璃棉(总厚度50 mm)和毛毡(单面厚3mm)等材料制作的隔音门，总厚度为70 mm，尺寸为1800mm×1000mm。为提高隔音效果，门与门框采的缝隙用插入式铲口，并粘贴薄橡皮条对四周进行密封处理。

4.3 消音治理

为保持鼓风机房内通风换气，降低室内温度，避免高温环境下风机运行不稳定，影响污水处理设施正常运行，机房设置了2个进气口和3个出风口。但由于没有对进气口、出气口进行消音处理以及对鼓风机供风管路安装消音器，机房外噪声辐射很大。若不进行消音治理，即使实施以上吸音和隔音治理，机房外降噪效果也不佳。为既能保持风机房内空气流通循环、降低室内温度的，又要达到降低噪声的目的，主要采取了如下治理措施：

(1)在机房外侧对5台鼓风机出风口管路均安装规格为φ250mm×1400mm的阻抗复合式消音器。

(2)在风机房底部进气口安装2台规格为1200mm×800mm×650mm的片式阻性消音器，在风机房顶部出气口安装3台规格为φ500mm×1000mm的圆形阻性消音器。

5 实施效果

高煤公司生活污水处理站鼓风机噪声经过上述综合治理措施实施后，对各点进行了监测，从表2监测数据来看，机房内外及操作间各点噪声值治理后均有不同程度的大幅度下降，治理效果明显。其中风机房内噪声由103.3～104.2 dB(A)降至88.6～91.2 dB(A)，降幅为13～15 dB(A)；机房外3 m处噪声由95.6 dB(A)降至79.6 dB(A)，降幅为16 dB(A)；操作间噪声由78.5 dB(A)降至67.4 dB(A)，降幅为11.1 dB(A)。机房外和值班室噪声值均达到了国家规定的不高于85 dB(A)和70 dB(A)的工业企业噪声卫生标准要求。

表2 治理前后噪声对比 dB(A)

6 结 语

从鼓风机噪声的治理效果来看，治理是成功的，机房内外环境明显改善，员工间可以交流，操作间电话通话不再受到影响，利于工作人员正常工作的开展，避免了安全事故的发生，减少了对工作人员听力的损害和语言交谈的影响，职工身心健康得到保障，受到了广大员工的一致好评。但从治理过程中也深刻体会到：在对鼓风机房产生的噪声进行治理时，一定要在分析透噪声的来源和频率特性的基础上，结合现场实际情况采取相应的吸音、隔音和消音等综合治理措施，才能有效降低机房内外的噪声，达到应有的治理效果而又不影响设备的日常运行和维护。