楊增超，何陽陽

(德陽東汽電站機械制造有限公司，四川 德陽，618000)

1 前言

電廠噪音源除了汽輪機主機以外，其他輔機設(shè)備也會產(chǎn)生相當大的噪音，并且多個設(shè)備產(chǎn)生的噪音互相影響，如若產(chǎn)生共振就會使噪音增大，進而對廠房內(nèi)環(huán)境進一步產(chǎn)生影響。電廠輔機設(shè)備中給水泵、壓力匹配器、減溫減壓器、羅茨風機、引風機等各種風機、泵設(shè)備都會產(chǎn)生85～110 dB（A）的噪音。故對電廠輔機設(shè)備中的噪音源進行隔音降噪處理勢在必行。

壓力匹配器全稱為可調(diào)式多噴嘴壓力匹配器，是利用氣體噴射原理，以高壓蒸汽通過高速噴射而引射汽輪機部分抽汽或背壓機組排出的較低壓力蒸汽，使之提高壓力至滿足各種不同蒸汽壓力需要的一種高效節(jié)能設(shè)備。但此設(shè)備在正常工作中會產(chǎn)生較大的噪音，且噪音較尖銳，給電廠工作人員帶來很大干擾，見圖1。

圖1 壓力匹配器隔音罩外形圖

2 隔音罩設(shè)計

為了最大可能地降低壓力匹配器的噪音，且壓力匹配器表面會散發(fā)熱量，所以在隔音罩底部安裝進氣消音模塊、頂部安裝排氣消音模塊，如圖1所示。開孔處現(xiàn)場安裝時配割適當大小開孔，并用封板將切口處封齊。

2.1 模塊

因此隔音罩外形尺寸較小，故采用無骨架設(shè)計[1]，模塊厚度設(shè)計為150 mm。采用厚度為1.5 mm冷軋鋼板折彎成圖2形狀，在里層依次鋪設(shè)玻璃纖維棉、防火纖維布以及鍍鋅多孔板，采用自攻螺釘將鍍鋅多孔板與冷軋鋼板連接。

圖2 模塊剖面圖

隔音罩模塊之間采用彈性拉動式鎖扣連接，如圖3、圖4所示。隔音罩模塊與地面連接時，在模塊底部焊接角鋼制作的連接件，采用膨脹螺栓將模塊與地面連接，如圖5所示。

圖3 平行模塊間連接圖

圖4 垂直模塊間連接圖

圖5 模塊與地面連接圖

2.2 進氣、排氣消音模塊

壓力匹配器在正常運行時表面溫度為60℃左右，如若罩殼不設(shè)計通風散熱，則在罩殼安裝后，罩殼內(nèi)部溫度會逐漸上升，進而導致罩殼著火損壞設(shè)備。

2.2.1 進氣、排氣消音模塊設(shè)計

為了進氣、排氣消音模塊通順地進氣與排氣，進氣模塊設(shè)計如圖6所示，排氣模塊設(shè)計如圖7所示，考慮進氣、排氣模塊上要開通風口，且需要消音，所以進氣、排氣消音模塊厚度設(shè)計為300 mm，進氣、排氣消音模塊設(shè)計隔音量為20 dB（A）。

圖6 進氣模塊

圖7 排氣模塊

2.2.2 進氣、排氣消音模塊進風口、排風口面積計算[2]

工業(yè)設(shè)備外表面散熱量按式（1）計算：

式中：

F—設(shè)備外表面積，m2；

α—對流系數(shù)，對流于垂直面α=2.55×10-3，對于水平面 α=2.55×10-3， kW/（m2·K）；

Δt—設(shè)備外表面和室內(nèi)空氣溫度差，℃；

Cf—設(shè)備表面的輻射系數(shù)， kW/（m2·K4）；

tb—設(shè)備外表面溫度，℃；

t'b—周圍物體表面溫度，℃。

消除余熱所需的全面通風量按式（2）計算：

式中：

Q—余熱量，kW；

tp—排出空氣溫度，℃；

tj—送入空氣溫度，℃；

c—空氣比熱， kJ/（kg·℃）。

車間熱壓計算與進、排風口壓力損失的分配按式（3）計算：

式中：

ΔP—車間熱壓，Pa；

ΔPj，ΔPP—分別為空氣通過進、排風口的壓力損失，Pa；

g—重力加速度，m/s2；

ρwf—進風空氣密度， kg/m3；

ρnp—室內(nèi)空氣平均密度，kg/m3，按作業(yè)地帶和排風口處空氣密度的平均值，即：

進風口面積 Fj（m2）和排風口面積 Fp（m2）按式（4）、 （5）計算：

式中：

Fj—進風口面積， m2；

Fp—排風口面積， m2；

ζj—進風窗口的局部阻力系數(shù)；

ζP—排風窗口的局部阻力系數(shù)。

通過計算得到廣東某電廠壓力匹配器所需隔音罩的進風口面積為2.63 m2，排風口面積為1.56 m2。

3 隔音罩模塊力學測試

隔音罩模塊在安裝使用過程中，要求其外形尺寸不變形，模塊表面面板平面度要求達到1 000∶3。此壓力匹配器隔音罩模塊未使用型材骨架，故測試過程主要測試其在頂部加載重物受力情況下，其模塊表面面板平面度。

在一個模塊上（模塊外形尺寸1 500 mm×1 000 mm）等距標注9個點如圖8所示，測試過程中測試這9個點到垂線的距離。

圖8 測試點示意圖

測試過程如下：

（1）將模塊豎直立起，并調(diào)整使其保持絕對垂直，如圖9所示。

（2）在模塊頂部加載重物大約50 kg，并保持50 min （見圖 10）。

（3）使用掉垂線法測試平面度。

（4）在模塊頂部加載重物大約200 kg，并保持50 min， 見圖10。

（5）使用掉垂線法測試平面度（見圖11）。

圖9 模塊保持垂直

圖10 加載重物

圖11 測量模塊表面到垂線距離

表1 平面度測試結(jié)果單位：mm

考慮到壓力匹配器隔音罩模塊上載重不會超過200 kg，故從其測試結(jié)果可以看出平面度完全滿足要求（見表 1）。

4 隔音罩隔音性能測試

4.1 隔音罩理論隔音量

隔音量根據(jù)《環(huán)境噪聲控制工程》中的隔音質(zhì)量定律[3]的經(jīng)驗公式（6）、 （7）計算：

式中：

TL—平均隔音量， dB（A）；

M—隔音模塊的面密度，kg/m2。

除了用經(jīng)驗公式計算隔音量外，還要考慮隔音罩開孔率對隔音量的影響（見圖12）。

圖12 開孔率對隔音量的影響

根據(jù)隔音量經(jīng)驗公式計算得到平均隔音量為32.87 dB（A），在壓力匹配器隔音罩安裝時采用現(xiàn)場配割開孔的形式，盡量減小隔音罩開孔率，安裝后如圖13所示，將開孔處面積測量得到開孔率大約為0.2%。根據(jù)開孔率對隔音量的影響得到理論隔音量為23 dB（A）。

圖13 隔音罩安裝圖

4.2 隔音罩實際隔音量

壓力匹配器隔音罩安裝前后分別在壓力匹配器隔音罩外1 m處，高度在運行平臺1.2 m處，前后左右四個點測量其噪聲，統(tǒng)計結(jié)果見表2。

表2 隔音量測試單位： dB（A）

從測試結(jié)果可以看出實際隔音量與理論隔音量完全相符，平均隔音量為19.55 dB（A），隔音罩安裝后工作人員在廠房內(nèi)明顯感受到噪音降低。汽輪機罩殼降噪要求降低到85 dB（A）以下，從測試值可以看出壓力匹配器安裝隔音罩后噪音完全滿足電廠要求。

5 總結(jié)

（1）通過對壓力匹配器隔音罩的設(shè)計與制作，以及后期模塊受力測試、隔音測試，得到這種隔音罩設(shè)計形式完全行之有效。此隔音罩設(shè)計完全適用于電廠輔機設(shè)備中給水泵、減溫減壓器、羅茨風機、引風機等各種風機、泵設(shè)備，也適用于球磨機等工業(yè)設(shè)備。

（2）無骨架隔音模塊生產(chǎn)便捷、成本低、降噪隔音完全滿足要求。模塊間采用彈性拉動式鎖扣連接，便于快速拆卸安裝。

（3）進氣、排氣消音模塊的設(shè)計，以及進風口、排風口面積計算解決了設(shè)備散熱問題，并達到了隔音效果。