片式消声器在风机排风噪声治理中应用

吕忠明（合肥中亚环保科技有限公司，安徽 合肥 230051）

0 引言

目前，在钢铁、化工、水泥等行业，离心排风机大量应用，排风量从每小时几千到上百万立方米不等，在风机使用过程中，不仅风机的风量、风压、效率等需要满足生产要求，部分企业还对风机的噪声提出了要求，要使其满足《工业企业场区噪声控制设计规范》和《工业企业厂界环境噪声排放标准》及其他相关法规。针对离心风机的噪声特性，应用了在风机排风口加装片式消声器方案，以下对此作一介绍。

1 离心排风机噪声特性

1.1 噪声组成

离心排风机噪声主要包括两部分：（1）气流高速通过管道及旋转的叶轮产生的空气动力噪声；（2）风机壳体、管壁产生的机械噪声。两部分噪声中，以空气动力噪声为主，一般在80～110 dB。机械噪声比空气动力噪声低15～20 dB左右，相比空气动力噪声，机械噪声可以忽略不计。

1.2 噪声频谱特性

离心排风机空气动力噪声属于宽频带噪声，主要范围在125 Hz到8 000 Hz，以中、低频噪声为主，其峰值频率与风机转速及叶片数有关，通常出现在125 Hz到500 Hz倍频带。某5 000 t/d水泥生产线窑头排风机频谱及相应声压数据见表1。

表1 某5 000 t/d水泥生产线窑头排风机频谱及声压级

可见噪声峰值出现在125～500 Hz为主的低、中频范围内，高频噪声相对较小。

2 片式消声器的设计及使用效果

2.1 片式消声器结构

为减少空气动力噪声通过风机排气口向外传递，需在风机排气口加装消声器。

该排风管道直径2.8 m，由于管径较大，采用管式阻性消声器会产生高频失效，因此设计采用片式阻性消声器，其结构见图1所示（其实物和外形图见图2），采用厚度150 mm、容重为20 kg/m3的超细玻璃棉，穿孔率30%、1 mm厚钢板网作为护面层的消声片制作片式消声器，消声片间距a=0.4 m，厚度t=0.15 m，消声器长度3 m，宽和高均为4 m。

图1 片式阻性消声器结构

图2 片式阻性消声器实物和外形

2.2 片式消声器消声量

ΔL—消声量，dB；φ(α0)—消声系数；L—消声器长度，m；a,h—消声片间距和高度，m。

厚度150 mm、容重为20 kg/m3的超细玻璃棉未做表面处理时吸声系数参见图3。

图3 未做表面处理时吸声系数

经表面处理后可得吸声系数α，参考《噪声与振动控制工程手册》可查得对应的对应的消声系数φ(α0)，见表2。

表2 经表面处理后的吸声系数和消声系数

采用片式消声器后各倍频带声压级及总声压级见表3。

表3 采用片式消声器后各倍频带声压级及总声压级

通过设计合理的片式消声器，可使风机排风口噪声得到有效控制，满足《工业企业噪声控制设计规范》中3.0.1条规定的生产车间85dB的噪声限值。

采取噪声治理措施后，经现场测量，实际情况与设计计算结果基本相符，可满足《工业企业噪声控制设计规范》要求。

3 结语

离心排风机噪声在钢铁、化工、水泥等行业大量应用，普遍存在噪声超标的问题，为保护工人健康，实现良好的工作环境，可在综合考虑效果、投资成本等情况下，酌情采用不同的治理措施，而安装消声器则是其中一种简单可靠，投资成本较低，效果良好的办法。