尹寶聚，張偉，李志鵬

(神華國華永州發(fā)電有限責(zé)任公司，湖南 永州425000)

某電廠二期工程總裝機(jī)容量為2 ×1 000 MW。鍋爐廠房采用半封閉的巖棉夾芯彩鋼板結(jié)構(gòu)。一次風(fēng)機(jī)布置在0 m 層的封閉鍋爐廠房內(nèi)，全部采用上海鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)。

機(jī)組運(yùn)行時(shí)一次風(fēng)機(jī)(型號(hào)PAF20.8 －13.3 －2)產(chǎn)生的噪聲大，是鍋爐間最大的噪音源，對(duì)周圍環(huán)境影響較大。由于一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪聲大，加上廠房內(nèi)光滑墻體的反射和設(shè)備的散射，造成廠房內(nèi)的噪聲環(huán)境非常惡劣，近場噪聲最高達(dá)到113.3 dB，影響廠房內(nèi)工作環(huán)境及附近居民生活環(huán)境(距離最近民居80 m)，因此對(duì)噪聲治理進(jìn)行治理勢在必行。

1 噪音來源

技術(shù)人員對(duì)3 號(hào)爐一次風(fēng)機(jī)噪聲進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)際測試，測試結(jié)果如表1 所示。

由表1 分析確認(rèn)，一次風(fēng)機(jī)主要有以下噪聲輻射源:一次風(fēng)機(jī)本體;一次風(fēng)機(jī)進(jìn)、排風(fēng)管道;一次風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口。

2 噪音的類型

根據(jù)風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理分主要有以下3 種不同種類的噪聲:①空氣動(dòng)力性噪聲:由氣體振動(dòng)產(chǎn)生，如通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣式飛機(jī)和火箭等產(chǎn)生的噪聲;②機(jī)械噪聲:由固體振動(dòng)產(chǎn)生，如齒輪、軸承和殼體等振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲;③電磁噪聲:由電磁振動(dòng)產(chǎn)生，如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器等產(chǎn)生的噪聲〔1〕。

表1 3 號(hào)爐一次風(fēng)機(jī)噪聲測量值 dB

風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性噪聲按產(chǎn)生機(jī)理可分為旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲，由于一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、風(fēng)壓大、流速快，空氣在風(fēng)道呈紊流狀態(tài)，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)和空氣流動(dòng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲，同時(shí)空氣與風(fēng)道不斷的作用，使風(fēng)道產(chǎn)生振動(dòng)噪音，風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性噪聲就是旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲相互疊加的結(jié)果，對(duì)于一次風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲的強(qiáng)度最大。風(fēng)機(jī)機(jī)組的機(jī)械噪聲主要是聯(lián)軸器傳動(dòng)、電機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的空氣摩擦噪聲等，對(duì)于一次風(fēng)機(jī)機(jī)械噪聲、電磁噪聲被空氣動(dòng)力性噪聲所掩蓋，表現(xiàn)不明顯〔2〕。

對(duì)風(fēng)機(jī)的實(shí)測數(shù)據(jù)(參見表1)分析表明，風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性噪聲(未加消聲器)約比其它部分的噪聲高出20～30 dB，因此對(duì)風(fēng)機(jī)采取噪聲控制首先應(yīng)先考慮風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性噪聲。風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力性噪聲其頻率表達(dá)式〔3〕分別為:

式中 f 為旋轉(zhuǎn)噪聲的基頻(Hz);n 為葉輪轉(zhuǎn)數(shù);z 為葉片數(shù)。

式中 fi為渦流噪聲的基頻(Hz);K 為斯脫路哈數(shù);V 為氣體與葉片的相對(duì)速度(m/s);D 為氣體入射方向的物體厚度(m)。

3 噪音治理措施

3.1 噪聲控制常用技術(shù)

根據(jù)噪聲的傳播途徑，采取不同的技術(shù)措施達(dá)到控制噪聲的目的。對(duì)于空氣動(dòng)力聲傳播，通常采取的技術(shù)措施有吸聲、消聲和隔聲。控制措施不當(dāng)，通常達(dá)不到預(yù)期的目的，而合理的控制措施則會(huì)取得事半功倍的效果。

1)吸聲技術(shù)。吸聲技術(shù)通常用于降低混響聲，當(dāng)空間安裝、懸掛有吸聲體時(shí)，聲波入射到這些材料的表面上會(huì)進(jìn)入吸聲材料的孔隙，從而引起孔隙中的空氣和材料的細(xì)小纖維振動(dòng)，由于摩擦和粘滯阻力，聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽晃蘸秃纳⒌?，吸聲材料的吸聲性能愈好、面積愈大，降噪效果愈好。對(duì)于一般設(shè)備可取得3～8 dB 的降噪效果，如果原有的吸聲性能很差，則可取得8～12 dB 的降噪量〔4〕。

2)消聲技術(shù)。消聲技術(shù)主要用于降低管道中傳播的噪聲。消聲器就是一種能讓氣流或水流通過，使噪聲衰減的裝置，通常安裝在管道中或進(jìn)、排口上，可有效降低從空氣中或水流中傳傳播的動(dòng)力性噪聲。消聲器的種類很多，按消聲原理大致分為阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗復(fù)合式消聲器、微孔板消聲器、耗散型及特殊型消聲器。

3)隔聲技術(shù)。隔聲就是采用密度重的材料制成構(gòu)件加以阻擋或?qū)⒃肼暦忾]在一個(gè)空間，使其與周圍空氣隔絕，隔聲措施有隔聲間、隔聲罩、隔聲屏、隔聲門和隔聲窗，隔聲只對(duì)空氣聲傳播有效，而對(duì)固體導(dǎo)聲無效。

3.2 降噪措施

本項(xiàng)目的一次風(fēng)機(jī)噪音主要是由殼體振動(dòng)激發(fā)空氣振動(dòng)，并在大氣中形成源源不斷的噪聲輻射。為降低該噪聲源，本方案擬采取隔聲包扎的方式控制管道及風(fēng)機(jī)本體噪聲。

1)一次風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)道采用龍骨+玻璃棉+阻尼材料+彩涂鋼板形式進(jìn)行降噪包扎。如圖1 所示。

圖1 管道包扎結(jié)構(gòu)示意圖

其中:①隔聲包扎龍骨為國家標(biāo)準(zhǔn)角鋼、矩形鋼管、H 型鋼等，鋼材厚度為3 mm 以上，切割、焊接、折弧均依照國家標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范操作;②玻璃棉采用容重為48 kg/m3，防火等級(jí)為A 級(jí)，吸聲系數(shù)≥0.9 ，使用溫度 －120～400 ℃;③阻尼材料厚度為5 mm，阻尼系數(shù)為0.9，使用溫度－50～200 ℃;④隔聲外板采用彩涂鋼板，厚度為0.5 mm，涂層厚度為0.03 mm，覆膜厚度為0.15 mm。

根據(jù)單層隔聲墻隔聲量的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行疊加計(jì)算〔5〕:

式中 M 為材料面密度。計(jì)算得到阻尼包扎隔聲層的隔聲量為22 dB，滿足設(shè)計(jì)要求。

2)一次風(fēng)機(jī)出入口風(fēng)道漏風(fēng)處進(jìn)行補(bǔ)焊治理，控制風(fēng)道漏風(fēng)產(chǎn)生噪音。利用停機(jī)機(jī)會(huì)對(duì)一次風(fēng)機(jī)出、入口風(fēng)道進(jìn)行徹底的排查。在入口風(fēng)道發(fā)現(xiàn)6 處漏風(fēng)點(diǎn)、出口發(fā)現(xiàn)10 處漏風(fēng)點(diǎn)，對(duì)發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行全部補(bǔ)焊處理。

3)一次風(fēng)機(jī)本體出入口膨脹節(jié)進(jìn)行漏點(diǎn)處理，進(jìn)出油管路等漏風(fēng)部位安裝堵板。風(fēng)機(jī)本體出入口膨脹節(jié)全部解體進(jìn)行重新安裝，對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行治理并對(duì)損壞膨脹節(jié)進(jìn)行更換。液壓油管穿越殼體部分安裝堵板，對(duì)堵板與殼體縫隙采用防火泥進(jìn)行封堵。

4)對(duì)31，32 一次風(fēng)機(jī)取風(fēng)口邊緣2 m 進(jìn)行加固及出口風(fēng)道彎頭處風(fēng)道外側(cè)加裝縱向加固肋控制取風(fēng)口振動(dòng)噪音。取風(fēng)口邊緣部分及出口風(fēng)道彎頭處支撐未進(jìn)行加強(qiáng)，雖然達(dá)到風(fēng)道的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但從降噪角度出發(fā)強(qiáng)度不足，重新計(jì)算后對(duì)取風(fēng)口處風(fēng)道進(jìn)行加固。

4 噪音治理效果

本次降噪工作實(shí)際施工工期為35 天。2 臺(tái)一次風(fēng)機(jī)共發(fā)生費(fèi)用48.8 萬，在一次風(fēng)機(jī)周圍選擇5 個(gè)固定測量點(diǎn)，具體位置如圖2。施工前后對(duì)5點(diǎn)的噪音值噪音進(jìn)行測量，對(duì)比結(jié)果如表2，3。

圖2 噪音測量點(diǎn)位置

表2 31 一次風(fēng)機(jī)噪音治理前后測量結(jié)果對(duì)比 dB

表3 32 一次風(fēng)機(jī)噪音治理前后測量結(jié)果對(duì)比 dB

本次噪音治理將31、32 一次風(fēng)機(jī)高噪音值從113.3 dB，至93.5 dB。治理后噪音相對(duì)較高點(diǎn)為3、4、5 測點(diǎn)，這3 個(gè)測量地點(diǎn)緊臨送風(fēng)機(jī)，影響較大，而測點(diǎn)1，2 距離送風(fēng)機(jī)稍遠(yuǎn)，噪音值為92 dB 左右。

5 結(jié)論

本次降噪工作針對(duì)一次風(fēng)機(jī)噪音主要是由殼體振動(dòng)激發(fā)空氣振動(dòng)的特點(diǎn)，采取風(fēng)道隔聲包扎、風(fēng)道漏風(fēng)處補(bǔ)焊、膨脹節(jié)及進(jìn)出油管路等漏風(fēng)部位安裝堵板、取風(fēng)口邊緣2 m 進(jìn)行加固及出口風(fēng)道彎頭處風(fēng)道外側(cè)加裝縱向加固肋方式控制管道及風(fēng)機(jī)本體噪聲。從降噪結(jié)果上看本次降噪工作措施得當(dāng)，以較少的投資達(dá)到了預(yù)期的效果。

〔1〕商景泰． 通風(fēng)機(jī)手冊〔M〕． 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1994．

〔2〕鐘芳源，等． 葉片機(jī)械氣動(dòng)聲學(xué)譯文集〔M〕． 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1987．

〔3〕李意民，史宏超． 通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)及耦合噪聲研究〔J〕． 流體機(jī)械，2000，28(3):20-22．

〔4〕任寶生，張克猛． 風(fēng)機(jī)葉片噪聲的有源消聲研究〔J〕． 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)，1999(2):75-80．

〔5〕吳秉禮． 軸流通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲預(yù)測與治理〔J〕． 流體機(jī)械:1998，26(4):31-35．