電廠鍋爐羅茨鼓風機的噪聲治理

電廠鍋爐羅茨鼓風機的噪聲治理

山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨風機、羅茨鼓風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。此類產品已廣泛應用于電力、污水處理、環保、化工、鋼鐵、建材、農藥、制藥等行業。產品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

隨著社會的不斷進步和發展，人類對生活質量的要求也不斷提高，噪聲污染給人們帶來的危害等同于污水垃圾，不可小覷。目前，電廠鍋爐的羅茨鼓風機主體及風道振動產生的噪音已嚴重影響電廠周圍居民的生活及工作，電廠鍋爐羅茨鼓風機噪聲的治理已迫在眉睫。
2、鍋爐羅茨鼓風機產生噪聲的原因分析
筆者曾幾次前往電廠現場對鍋爐羅茨鼓風機產生的噪音進行測量，對產生噪音的原因進行分析。經過筆者觀察，羅茨鼓風機和風道是產生噪聲的主要源頭。
首先，羅茨鼓風機本身的振動會產生噪聲，羅茨鼓風機出口及葉片的高氣流速度、羅茨鼓風機上相關部件間的磨合都會產生噪聲，上述噪聲疊加在一起就形成了羅茨鼓風機的主體噪聲。
其次，風道的振動同樣是引發噪聲的根源之一。通常情況下，羅茨鼓風機出口的風速約為40m/s，風道的風速約為15m/s，由于風道內空氣流通沒有規律，風道會因此而振動，風道產生的振動與羅茨鼓風機產生的振動會形成共振；另外，加強筋之間的焊點距離較大，對限制風道的振動帶來不利影響。
最后，由于風道整體沒有得到有效的固定，羅茨鼓風機在振動時造成風道整體有很大的振動，這也是電廠鍋爐羅茨鼓風機產生噪音的主要原因。由于風道內部的空氣流不規則，氣流會在其內部產生壓強，該壓強對風道內部壁面產生的壓力會隨著氣流的變化而變化，這就是造成風道壁面振動的原因。因此風道壁厚的設計是風道產生振動的途徑，若風道壁厚太薄就會造成對風道的穩固造成影響，進而引發風道的猛烈振動。羅茨鼓風機自身的振動會傳遞給風道，因為兩者之間有固定的連接。盡管部分振動會通過金屬波紋補償器來消除但是由于沒有高性能的剛性支撐點，羅茨鼓風機的振動仍然會造成風道的振動。
3、噪聲治理措施
3.1SDR阻尼技術
SDR技術可以實現噪聲的內部吸收并減少噪聲對外部的輻射，經過該技術的處理，噪聲能降低20-25Db（A），而且該技術具有維護方便、造價低等優勢。SDR技術主要是應用金屬薄板作為媒介，金屬薄板通過振動會產生較高的輻射效率。因此，業內技術人員會選擇在金屬薄板部件上附著內阻較高的高分子材料，該材料需要具備較強的粘彈性。所以，當金屬薄板產生振動時，一部分動能會轉化為熱能，這就大大降低了振動，進而降低了振動產生的噪聲。基料、填料、溶劑三部分構成了SDR的阻尼材料。1）基料：主要起到粘合作用，用于各項阻尼材料的粘合，并將其黏貼在金屬薄板上。基料是SDR阻尼材料的主要成分，對阻尼效果起到至關重要的作用。2）填料：填料占據SDR阻尼材料的35%-67%，主要作用是降低成本、減少基料，增加阻尼材料的內損耗能力。3）溶劑：主要是對基料進行溶解，是基料充分融合在一起。阻尼減振結構由自由阻尼結構和附加阻尼結構兩部分組成。自由阻尼結構就是將阻尼材料粘涂在金屬薄板的一面或者兩面。阻尼材料的損耗與材料本身的損耗因素、基板的厚度、基板的彈性有關；在基板上涂抹一層彈性規模較高的阻尼材料就構成了約束阻尼層的結構。
3.2SDR阻尼技術與隔聲罩并用
采取物理隔離的方式，如對羅茨鼓風機本身額外加裝羅茨鼓風機隔聲罩，隔聲罩必須是封閉組合結構，而且便于安裝、拆卸等。隔聲罩降噪原理如下：首先，用隔聲罩將整個羅茨鼓風機及其連接部件全部罩在里面，而且要將隔聲罩穩固，隔聲罩與羅茨鼓風機本身完全分離，這就極大降低了噪聲的傳播。其次，隔聲罩的構成原件均是由優質的吸聲材料、極好的包敷材料和具備最理想的孔徑、穿孔率的穿孔鋼板組成。隔聲罩在隔聲原件的鋼板內部設置了具有阻尼作用的高分子材料涂層，能夠有效的降低羅茨鼓風機和風道共振產生的噪聲。隔聲罩的設計要充分考慮羅茨鼓風機主體的檢修要求，在確保降低外界傳聲效率的同時力求便捷的安裝和拆卸，便于巡檢，同時，應在隔聲罩上安裝照明系統，以備不時之需。
對隔聲罩處的出口風道進行如下處理：
首先，隔離震源。在羅茨鼓風機出風口處將原金屬波紋補償器更改成柔性織物補償器，并在柔性織物補償器后安裝固定支架，達到減輕羅茨鼓風機自身的振動給風道帶來的影響。
其次，改善氣流。將羅茨鼓風機出風口處的擴散管更改為偏心擴散，擴散的方向同羅茨鼓風機葉片旋轉的方向保持一致，對導流板進行重新設計安裝，達到改善風道內空氣流場、減小內部壓力波動的目的。然后，合理配置支吊架，盡可能使支吊架的高度與空氣預熱器入口的高度保持一致。
最后，進一步優化設計，防止共振。即在原風道震裂的地方安裝補償器來釋放應力，對風道加貼阻尼層、隔聲層和吸聲層，并對風道的固定支點重新進行加固。
4、工程應用
4.1SDR阻尼技術在某電廠中的應用
以某電廠為例，鍋爐羅茨鼓風機系統噪聲測試結果見表1。
表I 倍頻程中心頻率處噪聲值 dB（A）
頻率/Hz 31.5 63 125 250 1000 2000 4000 8000
1號送羅茨鼓風機 92.6 96.4 103.7 102.3 100.5 95.5 89.2 83.1
2號送羅茨鼓風機 92.8 96.7 105.4 106.1 99.4 95.6 89.0 84.1
從表1我們可以看出，頻率為125Hz的送羅茨鼓風機出口處噪聲最大，通過應用SDR阻尼技術及隔聲罩之后，鍋爐送羅茨鼓風機的噪聲測試結果見表2。
表2 治理后送羅茨鼓風機系統噪聲值 dB（A）
項目 治理前 治理后 降噪量
1號 最大值 106.3 85.1 21.2
最小值 102.6 80.2 22.4
平均值 104.4 83.1 21.3
2號 最大值 106.5 90.1 16.4
最小值 100.1 80.5 19.6
平均值 104.5 83.9 20.6
從表2我們可以看出，通過采用SDR阻尼技術治理后的送羅茨鼓風機降噪效果明顯，基本降低了20dB（A）以上，能夠實現治理目標，并已經得到了環保部門的認可。但針對本次治理，筆者認為仍有需要改進的地方：一是羅茨鼓風機本身的自帶降噪涂層效果相對有限，在后續的改進過程中還應進一步加強，假如在羅茨鼓風機本體的外壁涂抹一層阻尼材料，然后再加設玻璃棉等降噪效果會更加明顯。此外，為了便于施工管理，本次隔離罩還有縫隙，若能針對不同部位相應確定吸聲材料的厚度，這樣既能確保治理效果又能降低治理成本。
5、結束語
筆者在羅茨風機的噪聲治理過程中主要是將SDR阻尼技術應用于羅茨鼓風機主體及隔聲罩，用吸聲材料涂抹于羅茨鼓風機殼、風道進出口、隔聲罩內壁，使羅茨鼓風機運行中產生的噪聲通過吸聲材料內耗消減，同時由于羅茨風機隔聲罩的隔聲作用，大大降低了噪聲的輻射強度，從而達到降噪的目的。經過實踐證明，采用這種方法對降低電廠鍋爐羅茨鼓風機的噪聲卓有成效，同時可將該方法應用于其他同類大型羅茨鼓風機的降噪處理中，具有一定的現實意義。

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