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)機廠生產(chǎn)的動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機。

機組運行時一次風(fēng)機(型號PAF20.8 －13.3 －2)產(chǎn)生的噪聲大，是鍋爐間最大的噪音源，對周圍環(huán)境影響較大。由于一次風(fēng)機運行噪聲大，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)，因此對噪聲治理進(jìn)行治理勢在必行。

1 噪音來源

技術(shù)人員對3 號爐一次風(fēng)機噪聲進(jìn)行了現(xiàn)場實際測試，測試結(jié)果如表1 所示。

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

2 噪音的類型

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

表1 3 號爐一次風(fēng)機噪聲測量值 dB

風(fēng)機的空氣動力性噪聲按產(chǎn)生機理可分為旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲，由于一次風(fēng)機轉(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)動和空氣流動產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲，同時空氣與風(fēng)道不斷的作用，使風(fēng)道產(chǎn)生振動噪音，風(fēng)機的空氣動力性噪聲就是旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲相互疊加的結(jié)果，對于一次風(fēng)機空氣動力性噪聲的強度最大。風(fēng)機機組的機械噪聲主要是聯(lián)軸器傳動、電機冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的空氣摩擦噪聲等，對于一次風(fēng)機機械噪聲、電磁噪聲被空氣動力性噪聲所掩蓋，表現(xiàn)不明顯〔2〕。

對風(fēng)機的實測數(shù)據(jù)(參見表1)分析表明，風(fēng)機的空氣動力性噪聲(未加消聲器)約比其它部分的噪聲高出20～30 dB，因此對風(fēng)機采取噪聲控制首先應(yīng)先考慮風(fēng)機的空氣動力性噪聲。風(fēng)機產(chǎn)生的空氣動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。對于空氣動力聲傳播，通常采取的技術(shù)措施有吸聲、消聲和隔聲?？刂拼胧┎划?dāng)，通常達(dá)不到預(yù)期的目的，而合理的控制措施則會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，聲波入射到這些材料的表面上會進(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，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，隔聲只對空氣聲傳播有效，而對固體導(dǎo)聲無效。

3.2 降噪措施

本項目的一次風(fēng)機噪音主要是由殼體振動激發(fā)空氣振動，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)機本體噪聲。

1)一次風(fēng)機風(fēng)機風(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，防火等級為A 級，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)驗公式進(jìn)行疊加計算〔5〕:

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

2)一次風(fēng)機出入口風(fēng)道漏風(fēng)處進(jìn)行補焊治理，控制風(fēng)道漏風(fēng)產(chǎn)生噪音。利用停機機會對一次風(fēng)機出、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、出口發(fā)現(xiàn)10 處漏風(fēng)點，對發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)點進(jìn)行全部補焊處理。

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

4)對31，32 一次風(fēng)機取風(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，雖然達(dá)到風(fēng)道的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但從降噪角度出發(fā)強度不足，重新計算后對取風(fēng)口處風(fēng)道進(jìn)行加固。

4 噪音治理效果

本次降噪工作實際施工工期為35 天。2 臺一次風(fēng)機共發(fā)生費用48.8 萬，在一次風(fēng)機周圍選擇5 個固定測量點，具體位置如圖2。施工前后對5點的噪音值噪音進(jìn)行測量，對比結(jié)果如表2，3。

圖2 噪音測量點位置

表2 31 一次風(fēng)機噪音治理前后測量結(jié)果對比 dB

表3 32 一次風(fēng)機噪音治理前后測量結(jié)果對比 dB

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

5 結(jié)論

本次降噪工作針對一次風(fēng)機噪音主要是由殼體振動激發(fā)空氣振動的特點，采取風(fēng)道隔聲包扎、風(fēng)道漏風(fēng)處補焊、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)機手冊〔M〕． 北京:機械工業(yè)出版社，1994．

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

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

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

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