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羅茨風(fēng)機噪聲的綜合治理-羅茨風(fēng)機隔聲罩-羅茨風(fēng)機排氣口消聲器
新聞來源:    點擊數(shù):1061    更新時間:2012-6-17    收藏此頁

摘要:某城市污水處理廠采用射流曝氣活性污泥法處理工藝,送風(fēng)用羅茨風(fēng)機,噪聲污染十分嚴(yán)重。在采取改進隔聲罩設(shè)計、加接消聲器、控制管道再生噪聲、提高風(fēng)機房圍護結(jié)構(gòu)隔聲能力等綜合治理措施后,其噪聲污染已控制到國家允許標(biāo)準(zhǔn)以下。

關(guān)鍵詞:噪聲控制 羅茨風(fēng)機 綜合治理

 

  山東省某處理廠全套引進國外技術(shù)與設(shè)備,采用射流活性污泥法處理工藝。送風(fēng)選用羅茨風(fēng)機,型號為RV73.5L2G,德國制造。主要技術(shù)參數(shù):風(fēng)壓73kPa,風(fēng)量112m3/min,轉(zhuǎn)速960r/min,配套電機功率183kW。風(fēng)機房共安裝了9臺羅茨風(fēng)機,目前正常生產(chǎn)只開2臺,將來二期工程投產(chǎn)后需開4臺。
  雖然工程設(shè)計時已采取了對羅茨風(fēng)機加隔聲罩等噪聲控制措施,但運行后鼓風(fēng)系統(tǒng)噪聲污染仍然十分嚴(yán)重。風(fēng)機房內(nèi)噪聲平均值達118.8dB(A);池靠近送風(fēng)道處的噪聲達111.6dB(A);風(fēng)機房相鄰西廠界噪聲達75.5dB(A),超過所在區(qū)域廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)值(夜間)30.5dB(A)。

  1 羅茨風(fēng)機隔聲罩的改進設(shè)計

  羅茨風(fēng)機是一種強噪聲的機電產(chǎn)品,其噪聲主要包括進氣口和排氣口輻射的空氣動力性噪聲、機殼及軸承輻射的機械性噪聲、基礎(chǔ)振動輻射的噪聲、電動機噪聲[1]
  在原工程設(shè)計中已采取了一定的噪聲控制措施,主要有:給每一臺羅茨風(fēng)機加隔聲罩,罩外壁材料為玻璃鋼,內(nèi)壁材料為穿孔鋼板,中間填玻璃棉。羅茨風(fēng)機進氣口加消聲器、空氣濾清器,它們橫臥于罩內(nèi)。風(fēng)機所需空氣通過一根直徑420mm玻璃鋼管由室外引入隔聲罩內(nèi),室外進氣口加有玻璃鋼材料制作的阻性消聲器,見圖1。

  羅茨風(fēng)機加隔聲罩可有效降低其機殼及軸承輻射的機械性噪聲、電動機噪聲;進氣口加消聲器可有效降低進氣口輻射的空氣動力性噪聲。為了解決機器散熱,利用羅茨風(fēng)機工作時罩內(nèi)形成的負壓吸入外界空氣冷卻,這種降溫方法從技術(shù)上也是合理的。
  水廠投入運行后發(fā)現(xiàn)隔聲罩門不能關(guān)閉,否則跳閘,羅茨風(fēng)機不能正常工作。在隔聲罩門打開的情況下,隔聲罩已基本無降噪作用。分析失敗的原因有三方面:
  ① 氣流組織不合理。原設(shè)計中隔聲罩進氣口和羅茨風(fēng)機進氣口均位于隔聲罩內(nèi)上部,氣流形成短路,位于隔聲罩下部的電動機等部件得不到有效冷卻。
  ② 隔聲罩進氣口截面積較小,進氣阻力較大,增加了羅茨風(fēng)機負荷。
  ③ 隔聲罩為了保證有效隔聲,除密閉性好外,還使用了較厚的玻璃棉材料。它既是吸聲材料,也是保溫材料,因此隔聲罩散熱能力很差。本工程中的鼓風(fēng)機是間歇工作,在非工作時間,罩內(nèi)不形成負壓,罩外空氣不能進入罩內(nèi)起散熱作用,鼓風(fēng)機再工作時環(huán)境溫度將較高。
  為了節(jié)省治理費用,在工程設(shè)計時沒有重新設(shè)計隔聲罩,而是根據(jù)對失敗原因的分析,對原隔聲罩進行了改進,采取的措施從比較圖1(b)與圖1(a)中可看出,主要有:
  ① 將隔聲罩進氣口從罩上方改到下方,使氣流能夠流經(jīng)電動機與羅茨風(fēng)機機體,對它們進行冷卻。
  ② 進氣口截面積從0.126m2增加到0.384m2
  ③ 進氣口由室外進風(fēng)改為室內(nèi)進風(fēng),不僅減少通風(fēng)阻力,而且改善了風(fēng)機房內(nèi)通風(fēng)狀況。
  ④ 進氣口配用了折板式阻性消聲器。
  ⑤ 在罩內(nèi)增設(shè)新的強制通風(fēng)設(shè)施。在隔聲罩上方加一排氣扇,它僅在羅茨風(fēng)機不工作時運行;排氣扇外加裝消聲器,以降低從排氣口泄出的噪聲;在排氣扇與消聲器間設(shè)簡易逆止閥,以防止羅茨風(fēng)機工作時室外氣流由此進入。
  ⑥ 將羅茨風(fēng)機泄壓口由室外移至隔聲罩內(nèi),并配用消聲器,其對外環(huán)境影響可忽略。采取上述措施后,即使在夏季最熱天氣,隔聲罩門也不需要打開,隔聲罩的降噪作用得到保障。工程竣工后測量,罩內(nèi)噪聲為106.8dB(A),罩外進氣口處噪聲已降至82.5dB(A)。

  2 羅茨風(fēng)機排氣口消聲器的設(shè)計

  在原工程設(shè)計中,雖然重視了羅茨風(fēng)機進氣口噪聲控制,但卻沒有重視排氣口噪聲控制,這是噪聲控制失敗的另一個主要原因。羅茨風(fēng)機排氣口噪聲很強,他不僅通過排氣管道向外輻射,而且能夠激起排氣管道產(chǎn)生強烈的再生噪聲。
選擇羅茨風(fēng)機隔聲罩內(nèi)靠近風(fēng)機排氣口處作測點①,選擇羅茨風(fēng)機隔聲罩外匯流管下靠近風(fēng)機排氣管處作測點②。用B&K2230聲級計和B&K1625帶通濾波器測量了A聲級和噪聲頻譜,測量結(jié)果見表1。

表1 羅茨風(fēng)機隔聲罩內(nèi)外噪聲測量值dB
測點 時間 倍頻程頻帶聲壓級 A聲級
63.0Hz 125Hz 250Hz 500Hz 1 000Hz 2 000Hz 4 000Hz 8 000Hz
治理前 110.6 103.6 105.1 108.1 102.4 96.2 90.3 85.8 108.1
治理前 90.4 96.2 111.2 110.7 114.8 111.0 100.0 88.3 116.2
治理后 87.5 88.1 85.2 89.8 80.5 76.7 69.9 64.1 87.8

  隔聲罩有一定的隔聲量,因此罩外測點②的A聲級應(yīng)低于罩內(nèi)測點①,但實際測量值反之,說明罩外有其他強噪聲存在,這就是管道再生噪聲。從噪聲頻譜差別也可看到這一點,罩內(nèi)測點噪聲呈明顯中低頻特性,這是風(fēng)機的頻譜特點[1];罩外測點噪聲呈明顯中高頻特性,這是再生噪聲的頻譜特點。根據(jù)兩個聲級合成計算公式,可推算出再生噪聲達116.1dB(A)。
  管道傳聲是固體傳聲,隨傳播距離增加衰減很小,因此整個管道均向外輻射噪聲,成為典型的線聲源。本工程地面以上管道長達300 m,所以污染情況相當(dāng)嚴(yán)重。由上面分析可知,降低羅茨風(fēng)機排氣口氣流噪聲是本工程另一個重要措施。加裝消聲器是降低氣流噪聲的有效手段,根據(jù)羅茨風(fēng)機噪聲頻譜,設(shè)計了阻抗復(fù)合式消聲器,其結(jié)構(gòu)見圖2。

  

  該消聲器有下列技術(shù)特點:
  ① 為方便制造和維護,消聲器分成阻性、抗性兩段,中間以標(biāo)準(zhǔn)法蘭相連接。
  ② 吸聲材料選用離心玻璃棉氈,為了提高低頻消聲效果,消聲器阻性段離心玻璃棉氈厚度設(shè)計為150mm。
  ③ 消聲器有效長度增加,可提高消聲量。設(shè)計時將原羅茨風(fēng)機排氣口逆止閥到風(fēng)量調(diào)節(jié)閥之間“S”形管道改為“L”形,降低了風(fēng)量調(diào)節(jié)閥高度,從而使消聲器長度增加,消聲器有效長度已達1800mm。
  ④ 消聲器出口直徑大于進口直徑,有效通道截面積增加近1倍,使進入?yún)R流管的氣流速度由原來的23.2m/s降低為12.3m/s,減少了對匯流管的撞擊,達到了降低再生噪聲的目的。
  ⑤采取特別結(jié)構(gòu)措施,保證使用安全。本工程通過氣體壓力高達73kPa,而國內(nèi)定型生產(chǎn)的各類羅茨風(fēng)機消聲器限定通過氣體壓力低于50kPa[2]
  羅茨風(fēng)機排氣口加裝消聲器后,對匯流管還采取了下列再生噪聲控制措施:
  ① 減少管道截面變化。原匯流管由三個不同直徑段組成,現(xiàn)統(tǒng)一為一種直徑,降低了由于管道截面變化引起的渦流噪聲。
  ② 增大管道直徑。原匯流管******直徑800mm,現(xiàn)增至1100mm,降低了風(fēng)速,可降低渦流噪聲,也減少了“T”形口處氣流對管壁的撞擊,從而降低機械振動噪聲。
  ③ 改善管道支撐。匯流管通過鋼箍固定于支架,將原固定于電纜溝蓋板上的支架改為直接固定在地面上。在匯流管與鋼箍間墊橡膠條以增加管道振動阻尼。
  采取上述措施后,測點②噪聲已從116.2dB(A)降至87.8dB(A),在室外主送風(fēng)道入口處再加裝一臺阻抗復(fù)合式消聲器后,池靠近送風(fēng)道處噪聲已由111.6dB(A)降至63.8dB(A)。

3 提高風(fēng)機房圍護結(jié)構(gòu)隔聲量的措施

  處理廠所在區(qū)域廠界噪聲夜間標(biāo)準(zhǔn)為45dB(A),經(jīng)過計算,采取上述措施后還不能達標(biāo)。然而,再對羅茨風(fēng)機本身采取進一步噪聲控制措施,不僅存在技術(shù)困難,而且費用較高,故采取提高風(fēng)機房圍護結(jié)構(gòu)隔聲量的辦法,主要措施為:
  ① 風(fēng)機房門改為隔聲門。原來的門為普通木門,而且門縫較大,實測隔聲量不足10dB(A)。為此,參照J649國家制作了隔聲門,設(shè)計隔聲量25dB(A)。
  ② 風(fēng)機房臨廠界西側(cè)窗戶封砌,東側(cè)窗戶改為隔聲窗,供采光。為了降低治理費用,隔聲窗系在原有窗戶內(nèi)側(cè)再加裝一層固定玻璃窗做成,兩層窗戶間作吸聲處理。
  ③ 在東墻下部進風(fēng)口設(shè)置消聲進風(fēng)柜。進風(fēng)口有效面積根據(jù)二期工程完工后所需進風(fēng)量確定,風(fēng)速控制在6m/s。消聲進風(fēng)柜的消聲片厚度設(shè)計為80mm,片間距為100mm,消聲片可從柜中抽出,以便清掃積塵。
  ④ 在西墻設(shè)兩臺低噪聲排氣扇,并配消聲器。排氣扇是為夏季通風(fēng)降低室內(nèi)氣溫用。
  ⑤ 滿鋪吸聲吊頂。吸聲吊頂不僅降低了風(fēng)機房內(nèi)的混響噪聲,而且提高了隔聲薄弱的屋頂?shù)母袈暳俊?BR>  噪聲治理工程已經(jīng)竣工,市環(huán)境監(jiān)測站在開動4臺羅茨風(fēng)機情況下(今后可能有的******工況)測量,風(fēng)機房內(nèi)噪聲平均值已降至85.5dB(A);廠界噪聲降至43.5dB(A),達到國家有關(guān)噪聲標(biāo)準(zhǔn)。

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