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山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)，贏得了市場好評和認(rèn)可。此類產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農(nóng)藥、制藥等行業(yè)。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。
隨著社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人類對生活質(zhì)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(fēng)機(jī)主體及風(fēng)道振動產(chǎn)生的噪音已嚴(yán)重影響電廠周圍居民的生活及工作，電廠鍋爐羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲的治理已迫在眉睫。
2、鍋爐羅茨鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生噪聲的原因分析
筆者曾幾次前往電廠現(xiàn)場對鍋爐羅茨鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪音進(jìn)行測量，對產(chǎn)生噪音的原因進(jìn)行分析。經(jīng)過筆者觀察，羅茨鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)道是產(chǎn)生噪聲的主要源頭。
首先，羅茨鼓風(fēng)機(jī)本身的振動會產(chǎn)生噪聲，羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口及葉片的高氣流速度、羅茨鼓風(fēng)機(jī)上相關(guān)部件間的磨合都會產(chǎn)生噪聲，上述噪聲疊加在一起就形成了羅茨鼓風(fēng)機(jī)的主體噪聲。
其次，風(fēng)道的振動同樣是引發(fā)噪聲的根源之一。通常情況下，羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口的風(fēng)速約為40m/s，風(fēng)道的風(fēng)速約為15m/s，由于風(fēng)道內(nèi)空氣流通沒有規(guī)律，風(fēng)道會因此而振動，風(fēng)道產(chǎn)生的振動與羅茨鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的振動會形成共振；另外，加強(qiáng)筋之間的焊點距離較大，對限制風(fēng)道的振動帶來不利影響。
最后，由于風(fēng)道整體沒有得到有效的固定，羅茨鼓風(fēng)機(jī)在振動時造成風(fēng)道整體有很大的振動，這也是電廠鍋爐羅茨鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生噪音的主要原因。由于風(fēng)道內(nèi)部的空氣流不規(guī)則，氣流會在其內(nèi)部產(chǎn)生壓強(qiáng)，該壓強(qiáng)對風(fēng)道內(nèi)部壁面產(chǎn)生的壓力會隨著氣流的變化而變化，這就是造成風(fēng)道壁面振動的原因。因此風(fēng)道壁厚的設(shè)計是風(fēng)道產(chǎn)生振動的途徑，若風(fēng)道壁厚太薄就會造成對風(fēng)道的穩(wěn)固造成影響，進(jìn)而引發(fā)風(fēng)道的猛烈振動。羅茨鼓風(fēng)機(jī)自身的振動會傳遞給風(fēng)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(bǔ)償器來消除但是由于沒有高性能的剛性支撐點，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的振動仍然會造成風(fēng)道的振動。
3、噪聲治理措施
3.1SDR阻尼技術(shù)
SDR技術(shù)可以實現(xiàn)噪聲的內(nèi)部吸收并減少噪聲對外部的輻射，經(jīng)過該技術(shù)的處理，噪聲能降低20-25Db（A），而且該技術(shù)具有維護(hù)方便、造價低等優(yōu)勢。SDR技術(shù)主要是應(yīng)用金屬薄板作為媒介，金屬薄板通過振動會產(chǎn)生較高的輻射效率。因此，業(yè)內(nèi)技術(shù)人員會選擇在金屬薄板部件上附著內(nèi)阻較高的高分子材料，該材料需要具備較強(qiáng)的粘彈性。所以，當(dāng)金屬薄板產(chǎn)生振動時，一部分動能會轉(zhuǎn)化為熱能，這就大大降低了振動，進(jìn)而降低了振動產(chǎn)生的噪聲。基料、填料、溶劑三部分構(gòu)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(guān)重要的作用。2）填料：填料占據(jù)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(nèi)損耗能力。3）溶劑：主要是對基料進(jìn)行溶解，是基料充分融合在一起。阻尼減振結(jié)構(gòu)由自由阻尼結(jié)構(gòu)和附加阻尼結(jié)構(gòu)兩部分組成。自由阻尼結(jié)構(gòu)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(guān)；在基板上涂抹一層彈性規(guī)模較高的阻尼材料就構(gòu)成了約束阻尼層的結(jié)構(gòu)。
3.2SDR阻尼技術(shù)與隔聲罩并用
采取物理隔離的方式，如對羅茨鼓風(fēng)機(jī)本身額外加裝羅茨鼓風(fēng)機(jī)隔聲罩，隔聲罩必須是封閉組合結(jié)構(gòu)，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(fēng)機(jī)及其連接部件全部罩在里面，而且要將隔聲罩穩(wěn)固，隔聲罩與羅茨鼓風(fēng)機(jī)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(gòu)成原件均是由優(yōu)質(zhì)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(nèi)部設(shè)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(fēng)機(jī)和風(fēng)道共振產(chǎn)生的噪聲。隔聲罩的設(shè)計要充分考慮羅茨鼓風(fēng)機(jī)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(yīng)在隔聲罩上安裝照明系統(tǒng)，以備不時之需。
對隔聲罩處的出口風(fēng)道進(jìn)行如下處理：
首先，隔離震源。在羅茨鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處將原金屬波紋補(bǔ)償器更改成柔性織物補(bǔ)償器，并在柔性織物補(bǔ)償器后安裝固定支架，達(dá)到減輕羅茨鼓風(fēng)機(jī)自身的振動給風(fēng)道帶來的影響。
其次，改善氣流。將羅茨鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處的擴(kuò)散管更改為偏心擴(kuò)散，擴(kuò)散的方向同羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的方向保持一致，對導(dǎo)流板進(jìn)行重新設(shè)計安裝，達(dá)到改善風(fēng)道內(nèi)空氣流場、減小內(nèi)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(yù)熱器入口的高度保持一致。
最后，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，防止共振。即在原風(fēng)道震裂的地方安裝補(bǔ)償器來釋放應(yīng)力，對風(fēng)道加貼阻尼層、隔聲層和吸聲層，并對風(fēng)道的固定支點重新進(jìn)行加固。
4、工程應(yīng)用
4.1SDR阻尼技術(shù)在某電廠中的應(yīng)用
以某電廠為例，鍋爐羅茨鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)噪聲測試結(jié)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(fēng)機(jī) 92.6 96.4 103.7 102.3 100.5 95.5 89.2 83.1
2號送羅茨鼓風(fēng)機(jī) 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(fēng)機(jī)出口處噪聲最大，通過應(yīng)用SDR阻尼技術(shù)及隔聲罩之后，鍋爐送羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲測試結(jié)果見表2。
表2 治理后送羅茨鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)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(shù)治理后的送羅茨鼓風(fēng)機(jī)降噪效果明顯，基本降低了20dB（A）以上，能夠?qū)崿F(xiàn)治理目標(biāo)，并已經(jīng)得到了環(huán)保部門的認(rèn)可。但針對本次治理，筆者認(rèn)為仍有需要改進(jìn)的地方：一是羅茨鼓風(fēng)機(jī)本身的自帶降噪涂層效果相對有限，在后續(xù)的改進(jìn)過程中還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)，假如在羅茨鼓風(fēng)機(jī)本體的外壁涂抹一層阻尼材料，然后再加設(shè)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(yīng)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(jié)束語
筆者在羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲治理過程中主要是將SDR阻尼技術(shù)應(yīng)用于羅茨鼓風(fēng)機(jī)主體及隔聲罩，用吸聲材料涂抹于羅茨鼓風(fēng)機(jī)殼、風(fēng)道進(jìn)出口、隔聲罩內(nèi)壁，使羅茨鼓風(fēng)機(jī)運行中產(chǎn)生的噪聲通過吸聲材料內(nèi)耗消減，同時由于羅茨風(fēng)機(jī)隔聲罩的隔聲作用，大大降低了噪聲的輻射強(qiáng)度，從而達(dá)到降噪的目的。經(jīng)過實踐證明，采用這種方法對降低電廠鍋爐羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲卓有成效，同時可將該方法應(yīng)用于其他同類大型羅茨鼓風(fēng)機(jī)的降噪處理中，具有一定的現(xiàn)實意義。
產(chǎn)品鏈接：羅茨風(fēng)機(jī)隔音罩
風(fēng)機(jī)隔音罩
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