摘要:除灰空壓機(jī)是火電廠的強(qiáng)噪聲源之一,如何有效地控制其噪聲對外界的影響,是電廠在環(huán)境保護(hù)方面應(yīng)面對的問題。介紹了成都熱電廠除灰空壓機(jī)房噪聲治理過程中所采取的措施及治理效果,對電廠類似車間的噪聲控制具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:空氣壓縮機(jī);噪聲;控制方
火力發(fā)電廠的除灰空壓機(jī)是干式正壓氣力除灰系統(tǒng)供氣專用設(shè)備,這類空壓機(jī)噪聲頻帶寬,源強(qiáng)值一般在95~100dB(A)之間,是火力發(fā)電廠的強(qiáng)噪聲源之一。成都熱電廠除灰空壓機(jī)房安裝有10臺除灰空壓機(jī),運(yùn)行時(shí)強(qiáng)烈的噪聲通過車間門窗輻射至外界,對周圍環(huán)境產(chǎn)生了很大影響。
1除灰空壓機(jī)噪聲狀況
1.1聲源噪聲特性
空壓機(jī)是一個(gè)多聲源發(fā)聲體,其噪聲主要為進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、機(jī)械噪聲、電磁噪聲。
1.1.1進(jìn)氣噪聲
隨著空壓機(jī)氣缸進(jìn)氣閥門的間斷開啟,氣流在間斷吸入氣缸的時(shí)候,在進(jìn)氣口附近產(chǎn)生壓力波動(dòng),以聲波的形式從進(jìn)氣口輻射出來,從而產(chǎn)生進(jìn)氣噪聲。進(jìn)氣噪聲約為100dB(A),進(jìn)氣口噪聲比其它部件的噪聲要高7~10dB(A),是空壓機(jī)的主要噪聲源。
1.1.2排氣口噪聲
氣體從氣缸閥門間斷地排出時(shí),氣流產(chǎn)生擾動(dòng)所形成的噪聲。
1.1.3機(jī)械噪聲
空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)很多部件快速旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生摩擦、沖擊,引起機(jī)件振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲,其聲級約為90dB(A)。
1.1.4電磁噪聲
由驅(qū)動(dòng)電機(jī)的磁場脈動(dòng)引起的噪聲。
此外,電機(jī)冷卻風(fēng)扇還引起氣流噪聲。
成都熱電廠除灰空壓機(jī)房安裝有10臺除灰空壓機(jī),由于空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速較高(1843r/min),其噪聲呈明顯的中高頻特性,由于各部分聲音的疊加,總聲級相當(dāng)高??諌簷C(jī)運(yùn)行時(shí)散發(fā)熱量大,現(xiàn)有設(shè)備均已配置了隔聲罩,但運(yùn)行時(shí)隔聲罩門多處于開啟或半開啟狀態(tài),隔聲罩的作用難以充分發(fā)揮。在距設(shè)備1m處測定,隔聲罩門開啟時(shí)單臺除灰空壓機(jī)運(yùn)行噪聲高達(dá)100dB(A),且呈寬頻特性,其頻譜特性見表1。
1.2除灰空壓機(jī)房噪聲對外界的影響
除灰空壓機(jī)均已安裝了隔聲罩,隔聲罩門關(guān)閉時(shí)運(yùn)行噪聲可減少約15dB,但由于車間內(nèi)四壁均為光滑墻面,混響聲十分嚴(yán)重,出現(xiàn)這種混響聲可使室內(nèi)聲壓級提高10~12dB。
該車間所處位置距廠界約50m,廠外居民受到的噪聲影響主要來自該車間。通過現(xiàn)場的勘察發(fā)現(xiàn),車間內(nèi)噪聲通過門窗輻射至外部,經(jīng)附近建筑物反射,聲音傳播方向發(fā)生改變,廠外居民受到的影響除來自車間正門外,建筑物的反射導(dǎo)致噪聲匯集疊加,也是一個(gè)重要因素。從除灰空壓機(jī)房的監(jiān)測結(jié)果可以看出(見表2),面向廠界側(cè)的車間大門為普通金屬卷簾門,門開啟時(shí)門外1m處噪聲監(jiān)測結(jié)果為83.8dB(A),關(guān)閉大門為79.6dB(A),由于薄金屬門質(zhì)量小吻合臨界頻率高,隔聲量不足5dB。
2除灰空壓機(jī)房噪聲治理方案
2.1治理方法及原理
從以上分析可以看出,空壓機(jī)噪聲主要集中在250~4k(Hz)的頻率范圍內(nèi),尤以中高頻為甚。根據(jù)噪聲特性,利用隔聲、吸聲、共振等聲學(xué)原理,采封堵措施利用外隔、內(nèi)吸以及消聲等方法進(jìn)行綜合治理,能夠使受其影響的廠界噪聲得到有效控制。
由于空壓機(jī)已正常投運(yùn),對設(shè)備自身進(jìn)一步采取降噪措施比較困難,因而對車間采取了以吸聲和隔聲為主的治理方案,以降低這個(gè)總聲源的聲壓級。
2.1.1吸聲
車間墻面為普通粉刷墻面,吸聲系數(shù)不會(huì)超過0.03。在原有吸聲量很小的情況下,利用吸聲結(jié)構(gòu)或吸聲材料提高室內(nèi)平均吸聲系數(shù)的方法,可有效降低室內(nèi)的混響聲。
吸聲降噪量由下式求得:
2.1.2隔聲
車間外墻的材料為240mm磚墻,但正門為普通金屬防火卷簾門,隔聲量十分有限。車間兩側(cè)墻面窗戶數(shù)量眾多,占墻面面積的比例較大。從隔聲的角度講,兩面勾縫的240mm磚墻,從125至4000Hz的平均隔聲量可達(dá)53dB(A),但由于門窗總面積大,而使得整側(cè)墻面隔聲量不高。
帶有門、窗的隔聲組合體總隔聲量:
式中:R1——墻體本身(即除門、窗之外的墻面)的隔聲量(dB);
R2——門或窗的隔聲量(dB);
S1——墻體面積(應(yīng)扣除門、窗面積)(m);
S2——門、窗面積(m)。
對磚混結(jié)構(gòu)的房屋可通過提高門、窗等薄弱環(huán)節(jié)的隔聲量,來降低室內(nèi)噪聲對外界的影響。
2.2治理方案設(shè)計(jì)原則
除灰空壓機(jī)房是產(chǎn)熱車間,噪聲治理必須充分考慮室內(nèi)通風(fēng)量的要求,保護(hù)設(shè)備不受影響。
2.3治理措施
為減輕除灰空壓機(jī)房對周邊環(huán)境的影響以及不影響設(shè)備的正常運(yùn)行,治理方案中主要采取了以下措施:
1)將原有的防火卷簾門及車間側(cè)門均改換成隔聲門,隔聲門的大小均維持原有門的尺寸,車間正面隔聲門采用雙開門形式,以保證設(shè)備維護(hù)時(shí)叉車出入正常行駛。
2)將面向廠界及居民側(cè)的窗戶,采用普通240mm粘土磚封閉以消除直達(dá)聲對外界的影響,對車間另一側(cè)鋼窗予以固定(不可開啟),并在其外側(cè)加設(shè)一層密閉固定的隔聲窗,兩層窗的間距為100mm,隔聲窗使用8mm厚的玻璃。
3)選用平均吸聲系數(shù)0.7的離心玻璃棉板,采用架設(shè)金屬龍骨再裝填吸聲材料的安裝方式,將其固定于車間內(nèi)部墻面及頂部。并以穿孔率大于20%的金屬穿孔板和扣板作為墻面及頂部吸聲材料的護(hù)面裝飾材料。此舉目的在于降低車間內(nèi)因混響引起的噪聲4~10dB(A)。
4)為保證室內(nèi)通風(fēng)降溫的要求,對封閉的車間采取強(qiáng)制通風(fēng)措施。在車間正門附近兩側(cè)墻面底部開設(shè)進(jìn)風(fēng)口并安裝消聲裝置,同時(shí)于室內(nèi)值班室一側(cè)裝配兩臺大功率抽風(fēng)機(jī),采用消聲管道將室內(nèi)熱風(fēng)送出室外。
3除灰空壓機(jī)房噪聲治理效果
上述方案實(shí)施后,車間外噪聲已接近環(huán)境本地值,室內(nèi)混響聲亦明顯減弱。經(jīng)測試,車間正門外1m處聲級由治理前的79.6dB(A)降至54.0dB(A),降噪量達(dá)25.6dB(A);室內(nèi)混響聲級由治理前的82.0dB(A)降至74.0dB(A),衰減了8.0dB(A),效果十分顯著(見表3)。
4結(jié)束語
火力發(fā)電廠噪聲源眾多,導(dǎo)致廠界噪聲超標(biāo)的因素較復(fù)雜,但距離廠界較近的高噪聲車間和設(shè)備的影響占主導(dǎo)地位。從環(huán)保角度講,降低這類車間的總體噪聲水平,對保護(hù)廠外居民是十分必要的。除灰空壓機(jī)房噪聲治理方式及成果,對電廠類似車間的噪聲控制具有一定的參考價(jià)值。