风机噪声

风机噪声（精选7篇）

风机噪声 篇1

摘要：针对楼顶风机的噪声问题, 提出了降噪措施。

关键词：风机,噪声,降噪

某酒店在一楼屋顶上安装了一台风机, 风机是4-72系列、№5A型, 功率为15kW、电机转速为2 900r/min, 距风机1m处的噪声声压约85～90dB (A) 。为符合GB3096-2008《声环境质量标准》中环境噪声限值规定, 噪声声压需要减到55～60dB (A) , 为此采取了以下降噪措施。

一、降噪措施

1. 加橡胶隔振垫。

橡胶隔振垫采用阻尼比为0.02～0.05的橡胶为主材, 并且在接触面上加工成若干圆弧沟, 由若干钢板交错粘接同样的橡胶板组成。通常选用匹配的产品放置在风机底座的四个角下即可。

2. 加软连接。

在风机进、出口的管道上断开20～40mm的距离, 用帆布等材质利用管箍进行连接。

3. 加全封闭的隔声罩。

隔声罩是整个项目中最繁杂的一项, 其要点如下。

(1) 隔声罩的外形尺寸:长2 600mm、宽2 000mm、高1 700mm。隔声罩及设备布置见图1、图2。

(2) 隔声罩的材质。外壳采用0.7～0.9mm厚的镀锌钢板 (防腐性能好) ;夹层采用50mm厚的玻璃棉;内层采用开孔率大于20%的开孔镀锌板。

(3) 隔声罩的地面处理。地面与橡胶隔震垫之间铺设3～5mm的工业毛毡, 吸收传到楼面上的噪声。

(4) 隔声罩的通风设置。可以根据电机的额定功率计算出电机的散热量, 设定进、出气口的空气温度, 按照自然排风的风速, 计算出进、出气口的截面积。

4. 加消音器。

进、出风口上必须安装消音器。消音器可以固定在隔声罩上, 采用阻抗复合型消音器比较好, 如阻性—共振腔复合消音器, 阻性以粘在消音器通道周壁上的泡沫塑料为吸声材料, 消除中高频噪声;共振腔消除350Hz以下的低频噪声, 效果良好。

二、结语

通过采用吸声、隔声、消声、隔振等措施, 有效降低噪音30dB (A) 。

参考文献

[1]张弛.噪声污染控制技术[M].中国环境科学出版社, 2007.

风机噪声 篇2

鼓风机噪声主要由三部分组成：(1)进气口和排气口辐射的气动性噪声;(2)电机、风机壳和管道壁辐射的机械性噪声;(3)由机座基础振动辐射的固体声噪声。噪声值很高，一般会达到110分贝。

鼓风机噪声治理措施概述

1、机壳及电机的噪声可以通过加装隔声罩来解决，将风机置于独立的风机隔声间内，在风机间内进行吸声、隔声处理。

2、在风机排风口外安装消声器，内置消声插片，使噪声在通过特殊构造的消声器时削减。

3、地面层外百叶使用消声百叶窗。

4、风机吊挂采用阻尼弹簧吊架减振器。

南昌佳绿环保根据多年的治理鼓风机的经验，在设计鼓风机隔声罩时要注意一下几点：

1、要选择适当的材料

隔声罩的罩壁材料可采用铅板、钢板、铝板，壁薄、密度大的板材，鼓风机隔声罩的罩壁选用2～3mm钢板。

2、选择适当的形状

要尽量少用方形平行罩壁，以防止罩内空气声的驻波效应，使隔声量出现低谷。

3、金属板面上涂贴阻尼层

鼓风机隔声罩在其罩壁表面粘贴8mm厚阻尼层，通过涂贴阻尼层，以抑制和避免钢板之类的轻型结构罩壁发生共振和吻合效应，减少声波的辐射。

4、隔声罩内表面应当有较好的吸声性能

罩内通常用80mm厚的多孔吸声材料进行处理，吸声系数不低于0.8。

5、做好隔振处理

隔声罩与机器之间不能有刚性连接，通常将橡胶或毛毡等柔性连接夹在两者之间吸收振动，否则会将机器的振动直接传递给罩体，使罩体成为噪声辐射面，从而降低隔声效果。

煤矿通风机产生噪声原因分析 篇3

1 煤矿通风机的噪音形成原因分析

从长期的煤矿生产实践经验来看, 煤矿通风机之所以会产生噪音, 主要的原因有三种, 即空气动力、机械振动和气固耦合等。其中空气动力这一形成原因是最主要的噪音形成原因。以下笔者就来详细的分析这三种噪音形成原因。

1.1 空气动力噪音的形成

空气动力噪声分为旋转噪声和涡流噪声。旋转噪声是由高速旋转的叶片周期性地打击空气质点而产生的冲击压力波, 冲击压力波又以声速传播而产生噪声。这种噪声的强度与叶片数和转速有明显的关系, 叶轮转速愈大, 产生的噪声愈大。涡流噪声是风机高速旋转时, 气流在叶片界面和叶顶间隙处分离时产生的涡流分离使气体产生的压缩和稀疏, 以声波的形式传播所产生的。其频率的大小取决于叶片与气流的相对速度的高低, 由于产生的这种涡流是无规则运动, 使得涡流噪声具有宽广的频率范围。因此使风扇旋转所产生的涡流噪声呈明显的连续谱。

1.2 机械振动噪音的形成

由于在煤矿生产过程中, 工作作业面的环境相对较为恶劣, 并不同在地面建筑内部的通风机使用, 煤矿通风机的工作环境质量较差, 基础设施也较为简陋, 使得通风机在使用的过程中会发出一定的机械振动噪声。再加上机械本身内部运转时所产生的噪声, 两者加在一起, 也会增大煤矿作业面的噪音污染量。机械自身的振动噪音以及其外部与基础设施之间发生振动所引起的噪音也是主要的煤矿通风机噪音源, 并且通风机长期处于振动状态下, 会加快零件之间的磨损, 缩减通风机的使用寿命, 这些都是我们应该注意的问题。

1.3 气固耦合噪声的形成

在通风机中, 空气是靠叶轮旋转而获得能量的, 通风机的动叶与静止部分之间的相对运动, 会引起空气的压力脉动, 从而产生噪声。通风机气固耦合噪声问题基本上属于弹性结构体外部绕流的流动诱发振动而产生噪声, 也就是气固耦合动力学问题, 当叶片由于外界原因以某一固有频率作初始微幅振动时, 将会与周围气流发生能量交换, 既可能由于向气流传递能量而使叶片振动衰减, 也可能从气流中吸取能量而使振动加剧在通风机中, 常见的是叶片颤振现象及其引起的噪声。从流体力学角度来看, 耦合噪声基本上可分为两类:一类可认为流动分离和边界层效应对于噪声发作没有重要影响;另一类的噪声发作机理与流动分离和旋涡密切相关。叶轮机械均以后一类更为常见。同时, 转子与静子的气动干扰、位于进口前力的整流板对转子形成的非定常扰动进气口流场畸变等都是噪声产生的因素。此外, 当叶轮旋转时, 在叶片的出口处, 沿着周向气流的速度和压力都是不均匀的。这种不均匀的气流作用在蜗壳上形成压力随时间的脉动而产生噪声。同时, 由于风舌的存在, 旋转的叶片经过时, 风舌便产生干扰, 使气流作用在叶片上的力也随时间脉动, 而产生噪声

2 煤矿通风机噪声的治理措施建议

尽管煤矿通风机会产生较大的噪音, 影响到工人的身体健康, 干扰其工作状态, 也不利于生产的良好环境形成。但是通风机是煤矿生产中必不可少的重要设备, 是保证煤矿安全的必要设施。为此我们不能将通风机撤除, 而只能通过其他方法来解决噪音问题。在此笔者提出了一些噪声治理措施, 主要有以下几点:

2.1 在通风机的进出口管道上都加装消声器

对于空气动力噪声来讲, 其主要的发生地点是在通风机的进出口处, 这是其源头所在, 若能够将这个源头截断, 则能够很好的解决空气动力噪声问题。为此我们可以在通风机的进出口部位安装一定的在消声装置, 这样就能够很好的降低噪声。但是因为通风机发出噪声的频带非常宽, 并且不能给予其太大的压力损失, 因此就目前的技术而言, 我们主要采用的是利用阻性消声器来降低通风机进出口处的噪音。经过实践证明, 这种阻性消声器在消除噪音方面具有很好的应用效果。不但能够使通风机的通风能力大大增强, 而且降噪效果良好。

2.2 在通风机的外面加装一定的隔声罩

通风机机械振动也是产生噪音的主要原因, 而对于这种噪音问题的解决方法来讲, 除了要购置性能较好的通风机, 并尽量改善其所在环境质量以外, 还可以通过在装置外侧加装隔声罩的方法来解决噪音污染问题。隔声罩本身具有很好的隔音效果, 由吸声层和护面层组成, 但是若架设隔声罩, 就会使通风机产生的热量难以快速排散, 这不利于电动机的长期正常运行。因此还要解决机组的降温和电动机的冷却问题。目前一般都是采用风冷的方法, 来解决噪声, 降低机组温度。利用涂在机组表面的阻尼材料的作用, 把振动所产生的机械能转化成热能, 从而达到降噪降温的目的。

2.3 改造风机房

对于专门的风机机房应结合现场情况将风机房改造成隔声间从而达到的降噪目的, 方法是把风机的房顶结构采用轻质的彩钢板结构, 因为这种机构表面光滑, 吸声系数几乎为零, 反射声大, 同时彩钢板结构的隔声量小, 因此在房顶上安装吸声顶能有效地消除机房内的高频混响噪声, 并且有一定的隔声量, 从而提高房顶的隔声量。密封的风机房上要安装进气口消声器, 以供风机吸气和电动机、机壳等散热之需要。在冷却风机出气管路上也可再装一个消声器以减弱风机出气噪声。

结束语

噪声是破坏环境、危及人们健康的污染源之一。通风机作为国民经济各部门广泛应用的通用机械设备, 具有噪声大的特点。用于矿井通风的主扇是煤矿地面最大的噪声源之一。因此, 研究通风机的噪声特性, 对于进行噪声控制、改善工作环境和保护工人的身心健康都有非常重要的意义。

参考文献

[1]高洪君.煤矿风井噪声治理[J].科技资讯, 2007 (17) .

煤矿主通风机噪声控制对策 篇4

1 风机噪声产生机理

风机在一定工况下运转时, 产生的噪声, 主要包括空气动力性噪声和机械性噪声两大部分, 其中空气动力性噪声是风机的主要噪声, 它分成旋转噪声和涡流噪声。旋转噪声是由旋转的叶片周期地打击空气质点引起空气的压力脉动所产生的。其频率就是叶片每秒钟打击空气质点的次数, 因此它与叶片数和转速有关。旋转噪声的强度大致与圆周速度的5~6次方成比例。涡流噪声是风机旋转时, 高速气流在叶片界面和叶顶间隙处分离时产生的涡流分离使气体产生的压缩和稀疏, 以声波的形式传播所形成的。

其频率取决于叶片与气流的相对速度。因叶片各截面上的圆周速度随半径大小而变化, 气流绕过叶片时各点相对速度必然亦不一样, 同时叶片各点厚度也不同。故从圆心到最大半径速度呈连续变化。因此风扇旋转所产生的涡流噪声呈明显的连续谱。风机的气动噪声就是旋转噪声与涡流噪声相互叠加的结果。风机的机械噪声主要有机壳辐射噪声和驱动电机的电磁声。要对风机的噪声进行有效控制, 首先应控制其噪声源, 然而, 对于噪声高达110d B (A) 以上的煤矿主通风机, 要使风机出风口噪声有大幅度的降低, 通过优化风机结构控制噪声源, 从而达到大的降噪效果是很难实现的。因此必须考虑从传播路径上来控制噪声。由于煤矿主通风机的噪声的辐射部位主要是出气口和机壳。因此, 在传播路径上对风机实施噪声控制时, 应同时考虑出气口和机壳的辐射噪声。

2 传播路径上风机噪声控制的方法

其一, 在风机出气口管道上安装消声器。在风机噪声中, 进、出气口辐射的空气动力性噪声强度最大, 所以, 首先应将这部分噪声降下来。在局扇进、出气口安装消声器是抑制其噪声的最有效措施。由于煤矿主风机在使用时为抽出式通风, 噪声的主要辐射部位在风机的出口, 所以一般在出气口安装各类消声器。目前应用的消声器种类繁多, 主要有:阻性消声器、抗性消声器、微穿孔板消声器和复合式消声器。各类消声器在消声降噪上的特性和对风机气动特性的影响是各个不相同的。目前对煤矿主风机实施降噪时, 通常采用阻性消声器, 阻性消声器主要吸收中高频噪声, 而且降噪效果好。如可以在风机出口扩散弯道上设置消声导流片, 消声导流片内部充满了吸声材料, 具有较好的吸声效果, 同时, 由于消声导流片一般设置在水平风道与扩散塔的转弯处, 可以减少出口气流与扩散塔冲击造成的动压损失, 提高风机工作效率。与气流平行布置的消声导流片数量应适当, 一般不能使风道的通流面积减少过多, 否则会降低风机工作效率。另外, 还可以在水平风道 (离风机出口2m外) 内布置吸声砖, 吸声砖沿风道布置长度一般为3~4m, 为保证通流面积, 应适当增大水平风道的截面积。

其二, 风机机组加装隔声罩。煤矿主风机机壳、电动机、基础振动等部位辐射的噪声也是主要噪声源, 需要采取综合治理措施, 最常用也是最有效的措施是加装风机机组隔声罩。采用加装隔声罩措施就是将整个风机机组用密闭的隔声罩围包起来。隔声是利用隔声结构将噪声隔挡, 减弱噪声的传递。隔声罩是按隔声原理设制的, 它由隔声层阻尼村料、吸声层和护面层组成。这样使隔声罩具有隔声和吸声双重降噪效果, 可大大提高减噪效果。风机加装隔声罩, 主要的困难在于解决机组的温升和冷却问题。风机机组加装隔声罩后, 风机运转和电动机所散发的热量积蓄在罩内, 使温度升高。这对电动机的运行极为不利, 过高的温度会降低电机的绝缘性能和工作效率, 严重时甚至烧毁电机。目前国内外采取的冷却措施均以风冷方法为最普遍。在风机机壳表面涂阻尼材料也有利减振降噪, 阻尼材料具有损耗振动机械能的能力, 将阻尼材料喷刷在机壳表面作成自由层, 当结构发生振动辐射噪声时阻尼层发生变形, 依靠阻尼材料的内摩擦耗能, 将机械能转化为热能, 消散于周围环境中, 可达到降噪目的。

其三, 采取改造风机房的综合治理措施。如果有专门的风机机房, 则可结合现场情况采取将风机房改造成隔声间的降噪方法, 即把风机机组封闭在风机房内使其噪声传不出去, 这样机房内的噪声虽大, 但外界噪声则小多了。密封的风机房上要安装进气口消声器, 以供风机吸气和电动机、机壳等散热之需要。在冷却风机出气管路上也可再装一个消声器以减弱风机出气噪声。若要降低隔声间内的噪声, 可在房间内表面采取吸气处理或悬挂消声体;对风机机壳和输气管采取阻尼措施, 涂贴包裹吸声材料;为隔绝风机基础振动, 减弱固体声的传递, 可在风机下安装减振器或设计专门的隔振基础。许多实例证明, 采取改造风机房的噪声综合治理措施, 结果是令人满意的。

3 结论

浅述煤矿通风机产生噪声的原因 篇5

1 通风机噪声产生的原因

1.1 空气动力产生的噪声。

1.2 机械振动产生的噪声。

1.3 气体和固体弹性系统互相作用产生的噪声, 即耦合噪声。

其中气动噪声和耦合噪声产生的机理尤为复杂。将着重对气动噪声和耦合噪声产生的机理加以分析和研究。

2 通风机内部流动分离与噪声

叶轮高速旋转时, 叶轮机械内部流动分离形式是多样的, 产生机理是复杂的。在通风机中, 叶轮入口、叶轮内部和叶轮出口都存在气流分离现象。气流的分离将引起涡流, 这些涡流由于粘性力的作用, 又会分裂成一系列小涡流, 涡流的移动和破裂, 使气流发生扰动, 在气流中形成压缩和稀疏过程, 由此产生噪声。

现在的叶轮机械常在非常复杂的设计工况或非设计工况下运行, 其内部流动十分复杂。在非设计工况下, 特别是在叶轮机械的流量小于额定流量一定值时, 叶轮机械内部流动尤其是叶轮入口前的流动变化十分明显。这时, 入口处的轴面上形成一个旋回流区, 旋涡的方向与轴面垂直;同时, 还发现一个与叶轮转动方向一致的轴向旋涡。即在旋涡区内, 流体以一定的角速度绕轴旋转, 随着流量的进一步减小, 旋回流区向吸入管上游和吸入管中心扩展, 涡流内部进入混沌状态。

对于一个沿其轴线由稳定发展到破裂的旋涡, 实验测量不出旋涡破裂前涡核附近区域的速度场, 其原因是远前方均匀扩散的微粒子, 绝大多数流进该区域的外部。从理论上描述叶轮机械的内部流动和旋涡的发展, 可以用纳维-斯托克斯方程作为控制旋涡的方程。

纳维-斯托克斯方程由于有粘性, 因而从整体上也是稳定的。同时, 又有偏离定常解v/t=0的局部不稳定因素。再加上非线性相 (V.) V和洛伦兹方程类似, 因此用纳维-斯托克斯方程描述叶轮机械在非设计工况下内部流动出现的随机性结果也是必然的。

以上的讨论揭示了起始稳定的旋涡后来发展至破裂的机理和过程。当旋涡处于稳定状态时 (λ>0) , 涡心附近的流体除了有沿轴向运动的速度外, 其横向速度是由外部指向涡心的。而涡破裂是流体偏离原来的涡轴而向外运动的结果, 这只能发生在 (λ<0) 的区域。旋涡的破裂可能有三种形式:a.其破裂的起点为驻点, 破裂泡的后缘是不闭合的, 即泡型破裂。b.螺旋型破裂, 其后涡心线演变为螺旋线。c.其破裂的起点为驻点, 接着为小破裂泡, 然后转变为螺旋线。所有这些涡的破裂形式都能引起气流压力和流量的脉动, 这种气流参数变化是连续的, 涡流噪声呈现明显的连续频谱性质。由于流动分离和紊流脉动弹性较大, 故旋涡噪声具有很宽的频率范围。

涡流噪声的峰值是很尖锐的, 这也是通风机噪声的一个特征。通风机噪声的背景往往是一个宽频带的连续频谱。

3 气固耦合噪声分析

在通风机中, 空气是靠叶轮旋转而获得能量的。通风机的动叶与静止部分之间的相对运动, 会引起空气的压力脉动, 从而产生噪声。从原则上讲, 在通风机噪声研究中应当把气体和固体弹性系统作为一个统一的动力系统来考虑, 而如何找出两者之间的耦合条件, 在很多情况下都是解决气固耦合问题的关键。在气固耦合作用过程中, 气体的动压力是一种作用于弹性系统的外加载荷, 而气体动压力的数值又取决于弹性系统振动的位移、速度和加速度。从另一方面来看, 气体动压力的作用又会改变弹性系统振动的位移、速度和加速度。这种相互耦合的机制就可以表达为气体对于弹性系统的惯性、阻尼和弹性等诸方面的耦合。

作为流动诱发振动问题, 要从结构动力学与气体动力学两方面来开展研究。从本问题的气动角度来看, 首先应是对于进口边界流动分布规律进行描述, 其次是研究尾流型激振对于振动叶片表面非定常压力分布的影响, 最终获得对于气动阻尼的数值预测。再结合结构动力学模型, 可得到振幅。这是一个二阶的非线性振动系统, 当方程中的非线性项较大而不能看作是摄动时, {q}的变化虽然大体上限制在一定范围内, 但变化却是杂乱无章的。当外加强迫力的频率发生微小变化时, 会引起振动的剧烈变化, 同时也引发强烈的噪声。此现象人们在叶轮机械失速和颤振时已观察到。

通风机气固耦合噪声问题基本上属于弹性结构体外部绕流的流动诱发振动, 从而产生噪声, 也就是气固耦合动力学问题, 当叶片由于外界原因以某一固有频率作初始微幅振动时, 将会与周围气流发生能量交换, 既可能由于向气流传递能量而使叶片振动衰减, 也可能从气流中吸取能量而使振动加剧。在通风机中, 常见的是叶片颤振现象及其引起的噪声。从流体力学角度来看, 耦合噪声基本上可分为两类:一类可认为流动分离和边界层效应对于噪声发作没有重要影响;另一类的噪声发作机理与流动分离和旋涡密切相关。叶轮机械均以后一类更为常见。同时, 转子与静子的气动干扰、位于进口前方的整流板对转子形成的非定常扰动进气口流场畸变等都是噪声产生的因素。此外, 当叶轮旋转时, 在叶片的出口处, 沿着周向气流的速度和压力都是不均匀的。这种不均匀的气流作用在蜗壳上形成压力随时间的脉动而产生噪声。同时, 由于风舌的存在, 旋转的叶片经过时, 风舌便产生干扰, 使气流作用在叶片上的力也随时间脉动, 而产生噪声。

4 结论

4.1 在通风机噪声研究中应当把气体和固体弹性系统作为一个统一的动力系统来考虑。

气体的动压力是一种作用于弹性系统的外加载荷, 而气体动压力的数值又取决于弹性系统振动的位移、速度和加速度。而气体动压力的作用又会改变弹性系统振动的位移、速度和加速度。这种相互耦合的机制可以表达为流体对于弹性系统的惯性, 阻尼和弹性等诸方面的耦合。

4.2 涡流的移动和破裂, 使气流发生扰动, 在气流中形成压缩和稀疏过程, 由此产生噪声。

旋涡的破裂可能有三种形式, 即泡型破裂、螺旋型破裂、泡型和螺旋型的组合破裂形态。

4.3 气固耦合噪声产生的因素很多, 但噪

声发作机理始终与气体的绕流, 流动分离和旋涡所引起的压力脉动密切相关。

4.4 一个发展中的旋涡开始是稳定的, 随

着流动的变化, 旋涡流动对扰动失去稳定, 从而发生破裂。事实上, 扰动在涡核内得以增长, 演化成具有一定强度的非线性大扰动, 使旋涡失去稳定性, 并且最终导致旋涡结构发生突然性的变化, 导致压力脉动而辐射噪声。

摘要：噪声是破坏环境、危及人们健康的污染源之一。通过对通风机噪声产生原因的分析, 为今后通风机减振降噪的研究指明了方向。

张沟煤矿主要通风机噪声治理技术 篇6

1 噪声产生机理及特性分析

通风机运转时产生的噪声主要包括电机噪声、空气动力性噪声、风机机壳噪声和机械性噪声。其中, 空气动力性噪声强度最大, 是通风机噪声主要成分。

1.1 空气动力性噪声

通风机空气动力性噪声是气体在流动过程中产生的, 是气体之间或气体与固体介质之间相互作用的结果, 主要由旋转噪声和涡流噪声组成。

(1) 旋转噪声。风机旋转噪声产生的主要根源是旋转叶片引起周围气流脉动产生的。旋转噪声的强度与叶片的圆周速度的大小有关, 大致与圆周速度的10次方成正比。其频率与风机转速的高低和叶轮直径的大小成正比, 转速越大或直径增大, 相应的其噪声强度越大。另外, 噪声强度还与叶片安装角、叶栅间气流速度、叶片间的气动负荷有关, 特别是当叶片安装角增大至一定值时, 噪声将急剧增加。

(2) 涡流噪声。又称紊流噪声, 主要是由于叶片旋转时, 周围气体在叶片附面层产生旋涡脱离, 围绕叶栅的环量发生变化, 形成稀疏与压缩过程, 从而使叶片表面的升力改变形成涡流[1]。当角速度一定时, 气流绕过叶片时各点相对速度从圆心到最大半径处速度呈连续变化, 故涡流噪声具有明显的连续谱, 其强度与气流速度的6次方成正比。

1.2 机械性噪声

机械性噪声主要是由于风机叶轮转动不平衡导致机体部件产生振动, 轴承磨损和风机进出口的气流脉动引起风机的机壳或管路振动都会形成机械性噪声。风机进出口部位是产生机械性噪声的最主要部位, 其产生的空气动力性噪声最强。因此, 要从其传播途径上采取措施对这部分噪声进行控制[2,3]。

1.3 干涉性噪声

轴流式对旋通风机由于没有导叶, 两级叶轮直接以相反方向旋转, 两级不同转向动叶间的干涉噪声也是主要的噪声源之一。两级叶轮轴向间距很小, 以较高速度反向旋转时, 相对线速度很大, 产生的干涉性噪声也较大。

2 噪声控制途径

2.1 控制噪声源

从通风机噪声产生的机理及其特性可以看出, 最优化的气动性能设计是获得最低空气动力性噪声的根本方法。其通流部位的合理设计与匹配不但可以获得较高的效率, 而且其噪声也可得到控制。这主要是在通风机的设计阶段由生产厂家加以考虑, 作为使用者, 主要从传播途径上采取措施对机械性噪声进行控制和治理。

2.2 控制传播途径

由于噪声是通过空气、设备、建筑物等传播的, 因此可从传播途径采取声学处理的方法进行噪声控制, 如吸声、隔声、隔振和阻尼等来降低噪声。

(1) 加装消声器。消声器是一种既能允许气流通过, 又能有效降低空气动力性噪声的主要技术措施。根据消声原理一般有阻性消声器和抗性消声器两种。阻性消声器主要用来控制中、高频噪声;抗性消声器主要用来控制低、中频噪声。在实际工程中, 为扩大控制噪声频率范围, 一般将二者组合应用, 即为复合式消声器。各种类型的消声器在消声降噪上的特性和对通风机的气动特性的影响程度是不同的, 在通风机的噪声中, 其进出口部位的噪声强度最大。抑制这部分噪声最有效的措施是在通风机的进出气口安装消声器, 对旋式轴流通风机应用较多的是微穿孔板消声器[4]。

(2) 加装隔声罩或风机房。隔声就是把产生噪声的机器设备封闭在一个狭小空间内, 使它与周围环境隔开, 以减少噪声对环境的影响。隔声机房和隔声罩是2种主要设计。对于大功率的对旋式轴流通风机, 在通风机进、出风口加装隔声罩, 降低通风机的空气动力性噪声是最好的方法。隔声罩是将通风机及其附属装置用隔声材料密闭包围起来, 罩内可加泡沫塑料、毛毡、玻璃棉和吸声砖等吸声材料, 以及微穿孔板等吸声结构, 噪声在罩内多次反射, 声能大部分被吸收, 可使噪声降低10~15 d B (A) 。

3 张沟矿噪声治理实践

3.1 方案设计依据及原则

根据张沟煤矿提供的通风机相关资料和有关技术要求, 参照《声环境质量标准》 (GB3096—2008) 和《工业企业厂界噪声标准》 (GB12348—2008) , 风机噪声治理应符合以下原则: (1) 达到《工业企业厂界噪声标准》中Ⅱ类标准的有关要求; (2) 矿井风量不受影响, 风道附加阻力不大于100 Pa; (3) 不得再征用土地、改变机电设备布置; (4) 保证矿井风机的正常运行和维修方便。

3.2 治理方案

轴流风机是矿井重要的安全设备, 治理标准应在保证风机安全运转情况下, 通风量不能有大的变化, 否则可能瓦斯积聚, 造成安全事故。为达到《工业企业厂界噪声标准》中Ⅱ类标准要求, 从安全性、科学性、可行性分析各类治理系统, 对消声器进行了反复筛选, 最终确定采用隔声间加微穿孔板消声器的方法。

(1) 隔声间。设置24.2 m×11.8 m×8.5 m (长×宽×高) 隔声间, 金属框架加彩钢瓦结构, 在顶部安装吸声顶, 墙体采用内外钢板护面, 墙壁采用微穿孔板结构, 内部填充蜂窝式低阻力吸音材料。

(2) 消声器。选择规格为3.0 m×3.0 m×2.8m (长×宽×高) 的出风消声器, 消声器采用片式结构, 材料为蜂窝式低阻力吸音材料, 有阻燃、防腐特性, 外壳为轻质防腐结构。设计流速为7.6~10.0m/s, 设计流量为4 100~5 200 m3/min。

(3) 引风管。安装引风管1个, 将风机出风引向消声器, 以尽量降低系统阻力, 引风管长度0.5m, 连接消声器端固定, 连接风机扩散端自然放置, 和风机扩散器采用软连接, 风机检修时不需拆卸引风管, 只要打开两级间的连接法兰, 拉动二级扩散器, 便可实现两级分离。

3.3 降噪效果检验

3.3.1 降噪措施引起的通风阻力计算

张沟煤矿通风系统原设计风量和阻力参数:系统需风量为62.12 m3/s (3 727 m3/min) , 矿井通风容易期通风总阻力为1 155.22 Pa, 困难期通风总阻力为1 402.852 Pa。

通风摩擦阻力计算公式为:h=a LPQ2/S3。其中, h为通风摩擦阻力;A为井巷摩擦阻力系数;L为井巷长度;P为井巷净断面周长;Q为通风井巷的风量;S为井巷净断面面积。将张沟煤矿通风系统的通风量提高到4 100~5 200 m3/min, 即68.33~86.67 m3/s, 则系统增加的阻力根据公式ΔL2/ΔL1= (a LPQ22/S23) / (a LPQ12/S13) 计算。其中, ΔL2为增加风量后的阻力;Q2为增加后的风量;ΔL1为必需风量下的阻力。代入数据计算得, 风量增加后系统阻力为1 697.45~2 735.56 Pa。

治理措施实施后, 系统增加阻力100 Pa, 当风量在4 100~5 200 m3/min时系统总阻力在1797.45~2 835.56 Pa。查型号为FBCDZ-№25的轴流风机特性曲线知, 流量在4 100~5 200 m3/min时的全压为2 250~3 600 Pa, 风机的全压高于系统总阻力500Pa左右。由此可知, 选用FBCDZ-№25风机有能力提供4 100~5 200 m3/min的风量, 满足该矿井通风系统的技术要求。

3.3.2 治理措施对通风量的影响

采用隔声间加消声器的方法治理煤矿风机噪声时, 消声器有效截面的大小对治理效果十分关键。在其他条件不变的情况下, 系统的阻力与有效通风面积成反比, 随着有效通风面积的增大, 系统阻力呈反比立方的下降。本方案中消声器有效通风截面比风机出口截面大1/3, 其系统阻力对矿井的通风量不会造成大的影响。

根据新郑市环境监测站分析报告, 在风井厂界的2个测点测得的噪声值分别为: (1) 昼间55.3 d B (A) , 夜间45.8 d B (A) ; (2) 昼间54.6 d B (A) , 夜间44.5 d B (A) 。达到了 (GBl2348—2008) 《工业企业厂界噪声标准》的规定。

4 结语

近年来, 轴流式对旋通风机因为风量大、风压高, 在煤矿企业得到广泛应用, 但其较大的噪声也已成为煤矿企业环境的主要污染之一。对通风机噪声控制最根本的方法是从声源上控制, 故设计制造高性能、低噪声的通风机是根本的途径。对已投入使用的通风机, 安装消声器, 加隔音间或装隔声罩, 是降低风机噪声有效措施。

参考文献

[1]王振平.矿井通风、排水及压风设备[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2008.

[2]曹雷, 李意民, 雷蕾.矿用轴流风机噪声分析[J].风机技术, 2011 (4) :13-16.

[3]庞磊, 宋瑞祥.对旋轴流通风机噪声源的识别与分析[J].风机技术, 2009 (2) :6-8.

风机噪声 篇7

1.1 噪声的危害

噪声污染是指发生源发出的噪声超过国家规定的环境噪声标准, 妨碍人们正常生活及活动的现象。噪声对人体健康最显著的影响和危害是使人听力减退和发生噪声性耳聋, 噪声能使人产生紧张焦虑的情绪, 并诱发各种疾病。我国制定的《中华人民共和国环境噪声污染防治法》中则明确规定了城市五类区域的环境噪声最高限值。按照国家标准规定, 住宅区的噪音, 白天不能超过50 dB (A) , 夜间应低于45 d B (A) 。

1.2 噪声治理的原因

刘桥一矿中央风井位于刘桥一矿工人村内, 其厂界周边都是居民区。其中北厂界距居民楼仅10 m左右, 又是噪声源所处位置, 即风机房和扩散口位置。机房和扩散口虽经过治理, 但部分降噪设施已经老化, 降噪效果已不能达到原设计要求, 造成风井厂界噪声超标, 严重影响了工人村居民的正常生活环境。本着对社会负责、对工人负责的态度, 决定对中央风井扇风机噪声进行治理。

2 治理方案的目标和治理依据

2.1 治理目标

治理后风井厂界噪声排放达到GB12348-2008标准中的标准。即白天小于等于50 dB (A) , 夜间小于45 dB (A) 。

2.2 主要噪声源监测值及分析

该风井的主要噪声源为扩散口的空气动力性噪声;风机的空气动力性噪声、电机的电磁噪声和机械噪声等。噪声测点布置如图1所示, 各噪声监测点的等效声压级如表1所示。

注:此监测值均是在原有消音设备运行时的监测值

2.3 电机、风机及扩散口噪声监测点噪声

电机的等效噪声值85.6 dB (A)

风机房的等效噪声值82.0 dB (A)

扩散口消音塔出风口1 m处等效噪声值89.5 dB (A)

通过各监测点的噪声监测数据及频谱特性对比分析可以看出影响厂界的噪声源呈中、低频特性。低频噪声波长在0.9～6 m范围内, 其衍射能力强, 传播远。若只单独采用阻性消声治理, 很难达到GB12348-2008标准中的Ⅱ类厂界噪声排放限值, 更难达到国际标准, 因此治理难度较大。

2.4 治理方案技术分析

中央风井现处于生产运转状态, 原设计的消音塔, 消音效果就是目前监测数据, 超标量较大;从该塔消音降噪的实际监测数据和频谱看, 噪声高频段消音效果较好, 低频段消音效果不明显, 造成现在低频噪声对环境影响突出。

3 降噪技术设计

(1) 扩散口的噪声治理 (空气动力性噪声) :在扩散口的上方安装2台消音塔, 消音塔采取阻、抗 (内附共振腔) 复合式降噪技术措施。消音塔各支系统均分二部分组成:第一部分为阻性消音片, 第二部分为抗式 (共振腔) 消音, 塔体高度不超过2.5 m。

(2) 对风闸、检修口、泄爆井等重点泄漏噪声部位, 采取隔、吸声处理, 使其噪声不会外泄污染环境。

(3) 对机房的噪声治理, 由于机房前期已做过消音, 为节约投资, 原消音壁、门窗不变, 只在机房内做吸、隔声顶, 以消除室内混响, 减少噪声外泄。为保证机房的通风散热, 需在机房内安装3台强制排风消音器和3台进风消音器, 即保证机房的通风散热, 又能保证机房噪声不外泄。

4 方案的先进性

该技术有以下几点先进性: (1) 在扩散口消声器中, 采用阻抗共振复合消声。使消声频带宽, 较好解决了低频失效问题, 使低频段的消声效果较好。 (2) 隔声中采用发泡剂, 解决了在消声器中密封不严的缺点。 (3) 吸声片的外框采用槽钢结构, 寿命长, 吸声片护面板采用镀锌板制作, 其耐腐蚀、使用寿命长。 (4) 吸声片的迎风面做成45°的顺流角以减少风阻, 提高降噪效果, 能较好地改善空气的动力性。 (5) 消声塔采用立式结构, 不存在因自然风流造成的风阻突然增大、风量骤降的隐患。

5 改造后实效