螺杆压缩机房噪声治理技术应用与分析

摘要:阐述了苏北二氧化碳气田红庄二氧化碳净化站螺杆压缩机房噪声治理的必要性,测量分析了治理前噪声强度与特性、产生的机理,找出了噪声产生的主要原因,采取了较经济的隔声、降噪措施与治理方法,解决了工作场所以及厂界噪声长期超标的实际问题,并对治理前、后的效果进行了对比分析,总结出噪声治理经验。

Abstract: This paper described the necessary of noise control of Subei carbon dioxide gas field hongzhuang carbon dioxide purification station screw compressed room,measured up and analyzed the strength and speciality, the mechanism of noise before controlling, found out the main reason of noise, adapted economical measures and methods to solve the practical problem of overproof noise in at the workplace and made comparative analysis to the effect before and after controlling, summing up experience of noise control.

关键词:螺杆压缩机房;噪声治理;分析

Key words: screw compressed room;noise control;analysis

中图分类号:X707 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)16-0131-03

0引言

降低噪声污染是环保的需要,更是保护职工身心健康的必要措施。红庄二氧化碳净化处理厂螺杆压缩机房噪声危害较为严重,长期接触噪声的操作人员及附近办公楼工作的工作人员,长期遭受噪声的危害,它不但会损伤人的听力,妨碍人们交谈,影响睡眠和休息,干扰正常工作,还会引起神经系统、心血管系统、消化系统的疾病。据统计资料表明:在等效A声级85dB时,对于具有10年工龄的工人,听力损害危险率是3%,90dB时,是10%,95dB以上时,危险率会急剧上升,115dB时,达到71%。同时人体长期在噪声环境中工作还会造成大脑皮层兴奋,导致平衡失调,条件反射异常,脑血管张力遭到损坏。

红庄二氧化碳净化处理站内建有办公楼、主控室、螺杆压缩机房等基础设施;厂区附近有居民。在螺杆压缩机组运行时,其噪声源有多种,主要为空气动力性噪声、电磁噪声、机械噪声、进排气噪声、阀门及管道噪声、冷却风扇噪声及室内混响噪声,其噪声等效声级主要在95dB(A)左右,频率在63HZ―4000HZ时,噪声值较高,其频段较宽,危害性较大。

1螺杆压缩机房噪声测量与分析

螺杆压缩机房位于红庄二氧化碳净化处理厂内东北角处,螺杆压缩机房为砖混结构。泵房东约10米左右为厂区大门,门外有一条4米宽的道路,泵房南约10米左右为办公楼。螺杆压缩机房内有四台均为大连冷冻机股份有限公司生产的JZ2LG-16型螺杆式制冷压缩机组,轴功率80.2KW,制冷量291.3KW,机组转速2980r/min;新增加一台二氧化碳压缩机,型号为LW-2/18-44,轴功率≤98KW,电机型号为:Y315L2-8,功率为110KW,LW:87dB(A)。调查当天(昼间)有三台压缩机组运行,见图1噪声测量示意图。

厂界点南侧两个点测得噪声值为71.0dB(A),厂界点北侧两个点测得噪声值为73.8dB(A)。

测点说明:①测点2、3是在3#压缩机关闭其它开启的情况下测量的,压缩机最多有三台同时工作。②仪器设置:频率计权:A 、时间计权:F 、带宽模式:1/1oct。

通过该站噪声源点的叙述,噪声严重超过了国家规定的噪声污染排放标准要求。直接影响了站内职工和周边居民的身心健康及生活工作环境。

2噪声治理技术方案

2.1方案设计原则红庄二氧化碳净化处理厂螺杆压缩机房噪声治理方案设计遵循以下原则:①该厂压缩机房内通风降温必须符合有关设计规范,治理后不影响净化处理厂的生产、安全等要求;②

治理后能保持原机组的机械声音特性,不影响操作者根据机械运动产生的声音对设备正常运行的判定。③对采用的进排风消声器消声产品符合ISO7235、ISO11820、ISO11691评价标准。④采用的室内吸声降噪产品符合ISO11696评价标准。⑤采用的隔声门、窗等隔声产品符合ISO140.1-10评价标准。⑥选用的声学材料符合国际认证ISO9000、ISO14000,本体无污染,吸声、消声、隔声性能好的新型产品。着重对产生噪声的关键部位、噪声源及传播途径进行重点治理,使大部分噪声在传播途径中得以衰减或消除。以先进的噪声治理理论和多年的实践经验相结合,优选治理方法,降低成本,实现经济效益、环境效益、社会效益的统一。

2.2噪声产生原因分析

2.2.1 噪声值分析通过对现场监测的噪声值进行分析,噪声有以下特点:①机组噪声源多,分布广;②噪声频带宽,大多呈现在中低频段,远传能量强;③95dB(A)左右的噪声源多,且分散;④多台机组造成的叠加噪声量大,其叠加量是两台机组增加3-5dB(A),三台机组增加5-7dB(A),三台机组以上增加7-10dB(A);⑤多台机组同时工作还会出现相互的噪声反射,增大噪声远传量。

2.2.2 压缩机房主要噪声源分析压缩机房的主要噪声源为螺杆压缩机组噪声,噪声主要为空气动力性噪声、电磁噪声、机械噪声、进排气噪声、阀门噪声、管道噪声、冷却风扇噪声及室内混响噪声。其产生噪声的机理为:

2.2.2.1 空气动力性噪声主要是由主机的转子高速回转时产生的噪声,是由周期性排气噪声及涡流噪声等组成,这种气流性噪声通过进排气口以及管壁向周围辐射。噪声一般可达100dB(A)左右。

2.2.2.2 电磁噪声电磁噪声的产生,主要是在电机定转子之间的气隙有电磁力起作用,而且具有旋转脉动的动力波动性,其电磁力使定子铁芯产生振动变形,是电磁噪声的主要来源,其频率范围在100-4000HZ。

2.2.2.3 机械噪声机械噪声是由设备的运动件相对于固定件的摩擦及旋转件的不平衡引起的振动所致,如:电动机、联轴器等产生的噪声。

2.2.2.4 进排气噪声①进气噪声:压缩机组在正常工作的时候需要有足够的新风供应,机组的进风系统基本包括:进风通道和发动机本身的进气系统;因其压缩机组属有增压器的压缩机组,增压器在运行时产生强烈的高频噪声。增压器吸气时产生的气流脉动基频噪声及其各次谐波噪声与进气管口空气的强烈涡流噪声叠加,最高可达130 dB。②排气噪声:压缩机工作时,气缸内的高温高压废气随排气口间断开闭周期性地喷射到排气管内,排气管口排出高温高速的脉动气流,由此产生周期性的排气噪声。排气噪声是压缩机最主要的声源,频谱特性为低频为主的宽频带噪声,噪声级高达105-125dB(A),峰值一般为63-250Hz。排气噪声的主要频率f(Hz):

f=

式中:K为发动机的气缸数;n为发动机每分钟转速(r/min);T为发动机的冲程数。压缩机排气噪声的强度与发动机的功率、转速等因素有关,并随发动机的转速及负荷的变化而变化。一般压缩机排气噪声的总声压级(dB)可近似估算:

Lp=12lgN+30lg-9

式中:n为主轴转速(r/min);N为功率(W)。

2.2.2.5 阀门噪声带有节流或限压作用的阀门是流体传输管道中影响中最大的噪声源,流体通过阀门时,其流动状况发生激烈的变化,由于阀门板的节流作用,流体在阀门前后激烈地混搅、冲击,同时压力也在剧烈地变化,从流体力学观点解释,流体在阀门前具有较高地压力热能,通过阀门的流体加速,使热能转变成为动能,同时有一部分能量转变声能,就以噪声的形式辐射出来。当管道内流体流速足够高时,则在阀门入口出形成大面积扼流,在扼流区域液体流速提高内部静压降低,当流速大于介质的临界速度时,静压低于或等于介质的蒸发压力,则受压流体中形成气泡,气泡随流体流动在阀门扼流区下放,流速渐渐降低,静压升高,气泡相被挤破,引起流体中无规则压力波动,这种现象被称为空化,由此而产生空化噪声,其噪声可沿管道传播的很远,并能激发阀门或管道中可动部件的固有振动并进,这些部件噪声作用于其它相应部件传至管道表面。

2.2.2.6 管路噪声流体经过流断面时,雷诺数判别真流状态,当雷诺数Re

2.2.2.7 冷却风扇噪声压缩机组的排风冷却是通过压缩机房墙体上安装的冷却风扇来完成的,风扇噪声是由旋转的叶片周期性地打击空气质点,引起空气的压力脉动产生噪声。风扇噪声一般可达100dB(A)左右。

2.2.2.8 室内混响噪声室内各声源激发的声能,一部分被墙体吸收,一部分被反射回去与机组发出的直射声发生共振激发后使发电机房内的噪声级提高了;另一部分墙体及门窗透射传入室外。声能吸收的多少取决于室内表面积和吸声系数,现压缩机房为砖混结构,室内的平均吸声系数仅为0.01-0.02,其大部分声能被反射,加剧了室内的声响。

2.3 治理措施及对策鉴于以上噪声机理分析,为最大限度降低噪声,不影响设备维护检修,节约成本,本着“科学、求实、有利、有效”的原则。

2.3.1 对红庄二氧化碳净化厂压缩机房采取加装隔吸声材料进行噪声治理,具体措施为:①压缩机房顶面安装复合阻尼型高效吸声吊顶。②压缩机房墙面安装复合阻尼型高效吸声体。③压缩机房和主控室门更换为高效隔声门。④ 压缩机房和主控室窗户更换双层高效隔声窗。⑤压缩机房墙体下部安装进风消声器。⑥压缩机房墙体上部加装排风消声装置。同时对现有的四台风机加装风机消声器。⑦压缩机组设置隔吸声屏障(按最多开四台)。⑧对过滤器电动机加装通风型电机隔声罩。

2.4 噪声治理方案技术分析

2.4.1 采用复合阻尼型高效吸声体改装压缩机房顶部和墙面

将压缩机房内水泥墙面和顶面安装复合阻尼型高效吸声体。由于声波的透射性,部分声能通过吸声孔板孔隙透射入复合阻尼吸声层对声波进行第一次衰减,经衰减后声波进入密胺泡沫复合吸声材料的孔隙内,使材料的纤维筋络振动而产生摩擦,以及空气的粘滞性和热传导效应使声能转化为热能而损耗。因此墙壁和顶面加装复合阻尼型高效吸声体处理后,可有效的降低室内混响声。墙面及吊顶材料的吸声系数能够有效降低室内的噪声级见表2。

一般公式计算:根据室内处理前水泥墙面的吸声系数R1,和室内处理后吸声体吸声系数R2,计算其相应的吸声量:

ΔL=101gR1/R2dB

所采取的吸声处理可降低噪声8-10dB。

(1)吸声吊顶。在房顶部四周固定边角---安装全牙吊架---安装可调式M8吊筋(上为膨胀丝,下为“G”形吊件)----固定50型镀锌轻钢龙骨(主龙骨)---再成十字型固定镀锌三角龙骨(副龙骨)---装密胺泡沫复合吸声材料---装微孔铝扣板,方型(600X600)白色。安装后吸声效果好,整体外型美观。

(2)吸声墙体。在墙体上固定A2/1.2厚C型钢主龙骨---横向固定副龙骨(固定吸声材料)---安装卡槽式镀锌铝扣板固定架----装密胺泡沫复合吸声材料及滤布----安装微孔长条型铝扣板(150-200宽),白色。安装后吸声效果好,整体外型美观。

2.4.2 门窗改装为高效隔声门窗由于压缩机房是强噪声源,现压缩机噪声达98.1dB(A)以上,且压缩机房的门窗是传播噪声的主要途径。安装高效隔声门、窗。隔声量大于25-30dB(A)。隔声门面板材质为A3/1.5厚冷轧板,内设A3/1.5厚C型钢支架、安装高效阻尼层和高效吸声材料。隔声窗为“80”塑钢型材,玻璃厚度为6+5+4mm 的双层中空玻璃。门窗安装后四周用密封胶密封。因主控室与压缩机房紧连,主控室室内噪声超标严重,故主控室门窗同时更换为隔声门窗。(注:隔声窗安装是在原有窗户外边加装一层双层高效隔声窗)门窗安装牢固且美观大方,开关灵活,玻璃洁净明亮。

2.4.3 装进风消声器由于压缩机房内为动力而产生热源,通风散热是保证设备正常运行的关键,根据通风散热设计要求,在压缩机房下部墙体上安装进风消声器,墙体上部装强制排风消声装置,可适用于压缩房的通风散热和设备正常运行。消声器采用阻性进风式消声器,消声量为20-25dB(A)。

2.4.4 压缩机组处设置移动观察式隔吸声屏障声屏障是一个明显干涉声波传播的阻挡物或部分阻挡物,它可以阻挡声的传播而形成一个声影区,其降噪效果随声程路程差的增大而增加。一个足够高和长的声屏障可以对处于声影区的受声点降噪5～15dB(A)。因了解四台机组最多开三台,故设计时按最多开机台数设置隔吸声屏障,具体数量及布置位置见噪声治理图。

2.4.5 对过滤器电动机加装通风型电机隔声罩过滤器增压用电动机噪声超标,因其在办公楼附近的室外放置,其噪声直接影响到办公楼工作人员的身心健康,加装通风型电机隔声罩后可降低噪声对工作人员的危害,通风型电机隔声罩隔消声量为15-25dB(A)。

3治理效果与分析

螺杆压缩机房采取降噪措施,工程安装结束后,委托当地环境监测站对工作场所进行了噪声检测(昼间),根据检测数据结果,各个点的噪声值降低了10～25dB(A)。压缩机房室内噪声降到75.2dB(A),满足国家《工业企业噪声卫生标准》中规定:“每个工作日接触噪声时间为8h,允许噪声值为85dB(A)”。主控室室内噪声值降低到62.1 dB(A),国家《工业企业噪声控制设计规范》中规定:“高噪声车间设置的值班室,有电话通讯要求时,噪声限制值为70dB(A)”,全部满足工作场所噪声值的职业卫生管理要求。在排除其它噪声源干扰外,厂界南侧两个点噪声值均为47.6dB(A),北侧靠公路一侧48.9dB(A),均满足GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》Ⅱ级标准规定要求,很好的解决了扰民问题。

4结论

(1)本噪声治理工程从监测噪声、分析其特性为切入点,有针对性地采取有效措施,噪声治理效果十分明显。

(2)在工程实施过程中,监控合理选定吸声材料、正确安装、严格密封等关键环节,有效地防止了漏声、共振和吻合效应等现象的出现,达到了预期的降噪效果。

(3)通过以上分析证明,噪声治理方案对螺杆压缩机房的噪声治理是非常可行的,治理效果非常好,设施结构简单、美观、操作简单,治理效果稳定。

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[5]GB12348-2008.《工业企业厂界环境噪声排放标准》.