修理廠噪音音處理

1、大屯煤電公司鐵云管理處熱交換站值班室噪聲治理方案山東科技大學(xué)噪聲振動控制研究所泰安北方環(huán)境科技有限公司2011年1月一、概述大屯煤電公司鐵運管理處熱交換站值班室與熱交換站僅僅一墻之隔，熱交換站內(nèi)水泵、電機、熱交換器和各類閥門等在正常取暖季節(jié)里，產(chǎn)生較大噪聲，噪聲對值班人員有一定的影響，因此值班人員希望進行必要的噪聲治理，為此，委托山東科技大學(xué)噪聲控制研究所提出噪聲治理方案。二、主要噪聲源及傳播途徑1、水泵泵發(fā)生的噪聲大致可分為機械噪聲，水力噪聲兩部分，但主要是水力噪聲，由于葉輪對水做功，在葉片正面和北面上壓力與速度造成差異，使流體的流動狀態(tài)發(fā)生變化，并延續(xù)到葉片的后邊緣及排出的液流中，每當(dāng)葉片

2、的后緣經(jīng)過渦舌或?qū)蚱鲗?dǎo)葉的前邊時，延時壓力就會發(fā)生變動，并且一直傳到排出接管中和泵體壁上，以噪聲的形式輻射到空氣中。另外泵體內(nèi)傳遞壓力的不平衡運動，形成部件的沖撞力，從而引起結(jié)構(gòu)振動而發(fā)聲。2、電動機電機噪聲包括電磁噪聲、機械噪聲和冷卻風(fēng)扇噪聲。電磁噪聲是定子和轉(zhuǎn)子各次諧波相互作用而產(chǎn)生的。由于電機定子、轉(zhuǎn)子的諧波的次數(shù)不同，所以相互作用合成的磁力波的次數(shù)也不同，當(dāng)兩個諧波相互作用產(chǎn)生的力波次數(shù)愈低時，它的磁勢幅值也愈大，從而激發(fā)的振動和噪聲也愈強。機械噪聲主要是軸承噪聲，冷卻風(fēng)扇噪聲主要是空氣動力性噪聲。3、蒸汽管路噪聲流體在管內(nèi)流動時, 由于湍流、摩擦、氣穴、顫振等激發(fā)的流通壓強擾動形成

3、的噪聲。一般來說, 管道噪聲因流體介質(zhì)不同而有所不同, 但發(fā)聲機理基本可歸納為以下幾點:湍流噪聲試驗表明, 管道噪聲與流體的流動狀態(tài)密切相關(guān), 而流動狀態(tài)又取決于管徑、流體密度、絕對粘度和流速, 常用無量綱參數(shù)雷諾數(shù)R表征, 其值為： （1）式中 一管徑； 一流速； 一介質(zhì)密度； 一粘滯系數(shù)。當(dāng)時, 流體呈層流狀態(tài), 管道平靜無聲；當(dāng)時時, 流體呈湍流狀態(tài),含有大量不規(guī)則的微小漩渦, 當(dāng)流徑不規(guī)則處, 如障礙物或粗糙內(nèi)表面, 湍流與管壁相互作用, 流動能量分量轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷? 形成湍流噪聲（管道噪聲主要來自于湍流噪聲）, 其聲功率級隨流速的變化關(guān)系為: dB （2）空穴噪聲由于管路設(shè)計不合理, 管

4、內(nèi)有局部障礙物, 在局部受阻形成扼流區(qū)時, 介質(zhì)通過時，流速增加, 當(dāng)流速大于介質(zhì)的臨界速度和靜壓低于飽和蒸汽壓時, 會產(chǎn)生大量的氣泡, 其流經(jīng)障礙物到下游時, 流速減小, 壓力增加, 氣泡相繼破裂, 引起介質(zhì)的無規(guī)則壓力波動, 產(chǎn)生空穴噪聲。其聲功率級與流速的8次方成正比, 頻譜呈寬帶特性, 并伴有類似金屬相撞產(chǎn)生的有調(diào)峰值噪聲。由于空穴效應(yīng), 管道中的流體作為一種彈性介質(zhì)還會軸向振蕩, 發(fā)出顫振嗓聲。綜上所述, 管道嗓聲的發(fā)聲機理和頻譜成份極為復(fù)雜, 其聲傳播通過管壁和流體同時進行。其中管內(nèi)流體中的聲傳播視管道的轉(zhuǎn)向、截面變化和分支情況而有所不同, 但多以縱波進行管壁上的固體聲傳播與材質(zhì)有

5、關(guān), 傳播波形比較復(fù)雜, 特別當(dāng)發(fā)聲頻率超過截止頻率時不論是流體傳遞的聲能還是管壁傳遞的聲能, 最終都是通過管表面向外界輻射噪聲的, 其值為 dB （2）式中：容積流量,；壓力, ；空穴效應(yīng)確定的參數(shù)。4、閥門噪聲管路系統(tǒng)是由管道、閥門、支架等幾部分組成。管路噪聲主要來源于閥門和管道兩部分。而且在一般情況下，閥門產(chǎn)生的噪聲占主要地位。這種噪聲在管路系統(tǒng)傳播，衰減很慢，可以傳送到距離很遠的地方。閥門是調(diào)節(jié)壓力和控制流量的。盡管閥門本省的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但是因為用于不同流量的控制，其產(chǎn)生噪聲的條件是很復(fù)雜的。流體通過閥門時，其流動狀況發(fā)生著激烈的變化，如圖1所示。圖1 閥門前后流體流動狀態(tài)1流體 2

6、 反向壓力波 3閥體 4沖擊波 5、7紊流 6閥座由于閥板的節(jié)流作用，在閥門前后流動紊亂，流體激烈的混攪、沖擊，同時壓力也劇烈的變化。從流體動力學(xué)觀點解釋，流體在閥前具有較高的壓力內(nèi)能，通過閥門時，流體加速，使內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。同時有一部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷埽鸵栽肼暤男问捷椛涑鰜怼ｉy門噪聲以流體動力性噪聲為主。當(dāng)閥門節(jié)流時，在斷面收縮出的流體流速增高，在閥門的下游便會產(chǎn)生強烈的湍流噪聲，其頻譜特性是以中高頻為主的寬帶噪聲。當(dāng)閥門節(jié)流較大時，流體流動達到臨界狀態(tài)，流速接近當(dāng)?shù)芈曀?，還會產(chǎn)生一種強烈的激波噪聲（也叫沖擊波噪聲），這是一種很強的噪聲源。為了減少噪聲強度和防止激波噪聲的發(fā)生，流體通過閥門時

7、要盡量控制其降壓比（閥門前的壓力與閥門后壓力之比），使其不大于臨界壓力比1.89。流體動力噪聲，從理論上說是可以計算的，但計算方法都有其限定條件。作為分析該種噪聲的產(chǎn)生因素，有下列關(guān)系式供參考 （3）式中 W聲動率； N流通通道數(shù)； Cg與截面形狀、大小有關(guān)的系數(shù)； Cf與流體種類、性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)； 閥門前后的壓力差； 閥前壓力。5、固體噪聲由于水泵的工作介質(zhì)為污水，進排水管路為金屬管路，特別是排水管支撐在水池的水泥蓋板上，管路的振動引起水泥蓋板的振動，類似于鼓面，同時水泵和電機的振動通過剛性基礎(chǔ)傳到周圍，這就是在居民樓內(nèi)感到振動伴著噪聲的原因。6、傳播途徑噪聲傳入值班室的主要途徑有2個，一是

8、空氣介質(zhì)傳播，二是建筑物結(jié)構(gòu)傳播。三、噪聲測試1、測試儀器：AWA6270精密脈沖聲級計1/1頻程2、測試結(jié)果：測點LA1/1頻程31.5631252505001k2k4k8k16k16358.456.861.660.461.459.455.749.146.831.8290.571.672.285.079.676.280.283.981.780.366.3 測點說明：1值班室 2熱交換室四、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及治理目標(biāo)1、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 表3 GBZ1-2010工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)地點名稱噪聲聲級dB（A）噪聲車間（觀察）值班室75非噪聲車間辦公室、會議室60主控室、精密加工室702、治理目標(biāo)現(xiàn)值班室現(xiàn)噪聲為

9、62 dB（A），從噪聲數(shù)據(jù)看，噪聲已達到GBZ1-2010工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中噪聲車間（觀察）值班室的要求，但比主控室、精密加工室標(biāo)準(zhǔn)超的不多，但考慮到工作人員長期（24小時），而且夜間值班，值班室噪聲越小越好，因此，建議值班室噪聲按GBZ1-2010工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中非噪聲車間辦公室、會議室要求，即噪聲60dB（A），力爭55dB（A）。五、原則和依據(jù)1、消聲材料及消聲設(shè)備阻燃、防潮、防腐，無二次污染。2、消聲措施實施后不影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和日常維修。3、保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和檢修方便。4、不破壞現(xiàn)有建筑物結(jié)構(gòu)。六、治理措施 1、拆除現(xiàn)有值班室的普通門，設(shè)計安裝隔聲門。2、在值班室和交換站

10、頂部設(shè)計安裝阻性吸聲頂，以消除泵房內(nèi)混響噪聲。3、現(xiàn)交換站存在通風(fēng)不暢，易發(fā)生水蒸氣，為此，在交換站的東墻的南部的上方設(shè)計安裝換氣通風(fēng)消聲器，并實施強制通風(fēng)，通風(fēng)量為800m3/h。4、對水泵實施吊掛式隔振，隔絕水泵的固體聲傳播到值班室。七、聲學(xué)設(shè)計理論 1、隔聲設(shè)計隔聲間墻體隔聲量現(xiàn)有墻體厚240mm，房頂為鋼筋砼屋面。其理論隔聲量見下表隔聲墻體隔聲性能項目倍 頻 程 頻 率 Hz1252505001k2k4k240mm厚磚墻303335414243房 頂41.645.248.852.45659.6隔聲門理論隔聲量見下表隔聲門、隔聲窗性能頻率Hz1252505001k2k4k隔聲門27333

11、2333840隔聲窗293234353637組合墻隔聲量計算計算公式：透射系數(shù)：平均透射系數(shù)：平均隔聲量2、吸聲設(shè)計平均吸聲系數(shù)計算式中：面積；m2； 吸聲系數(shù)。吸聲降噪量計算 式中：作吸聲處理后原機房平均吸聲系數(shù)。 作吸聲處理前原機房平均吸聲系數(shù)。3、消聲設(shè)計消聲量的計算： 式中：消聲器消聲量； 過流濕周； 消聲器的長度； 消聲器的通流面；消聲系數(shù)，見下表：消聲系數(shù)吸聲系數(shù)0.10.20.30.40.50.61.00.10.240.390.550.751.01.5消聲器上限失效頻率： 式中：上限失效頻率； 聲速； 消聲器特征尺寸。消聲器失效頻率的消聲量： 式中：高于上限失效頻率的倍頻程個數(shù)。八、隔振理論1、確定隔振體系的質(zhì)量 式中：P擾力的合力 擾力的圓頻率V允許振動速度2、確定隔振體系質(zhì)心式中：mi隔振體系的某構(gòu)件的質(zhì)量 xi、yi、zi隔振體系的某構(gòu)件的質(zhì)心在x、y、z軸的坐標(biāo)3、確定隔振器的剛度 式中：kx、ky、kzx、y、z軸剛度系數(shù) x、y、zx、y、z軸動力系數(shù)。4、隔振器的扭轉(zhuǎn)剛度 式中：kxi、kzix、z軸剛度系數(shù) aix、aiy隔振器的剛度中心在x和y軸上的坐標(biāo)。1、隔聲門