室外特大型鼓风机组的噪声控制

　　引 言

　　国内北方某大型铝厂焙烧炉使用德国生产的两级增压式特大型鼓风机组向车间有关设备送风。如图1所示,该鼓风机组主机的拖动电机为我国沈阳电机厂生产,其型号为YK1600型,自重9500kg,功率1600kW,额定转速为n=2985r.p.m,额定电流170A,而电压6000V,频率f=50Hz。该鼓风机主轴直接依靠联轴器与电动机输出轴相连,因而其主轴额定转速n=2985r.p.m。该鼓风机组为该铝厂的最关键设备,通常情况下一年四季每天24小时地连续运转。所以,为了减少轴承处摩擦发热,该机组一方面在鼓风机主轴及主电机的轴承部位采用液压泵稀油循环润滑的方式,另一方面还在该轴承壳体内设计有循环水冷却通道,进行轴承的强制冷却,如图1所示。为此,在该特大型鼓风机组上布置了液压油泵和循环水冷却泵站及其附属系统。因该鼓风机风量极大,故吸风口为一个很大的扩张式喇叭形进气管,该进气管口为矩形,其长宽达4.2×3.6m。该鼓风机组的两泵站、主机及进气管在室外的占地面积达8.3×14.52(6.5+8.02)m。鼓风机主机壳高度达2.8m,主电动机高度达3.5m。由于经过两级增压,气压很高,与两级机壳相联的弯曲风道使气流产生严重的紊流现象,从而产生强烈的噪声[1,2],而且高压气流摩擦鼓风机机壳,使得机壳升温达到80e,距离机壳一米处的噪声最高达114dB(A),而国家标准规定该噪声不得大于85dB(A)[1],其超标量29dB(A)。

　　鉴于该鼓风机组噪声超标现象的严重性和及时解决这一问题的迫切性,该企业委托本文作者及其合作者承担这一噪声治理工程项目。经过治理后,使其噪声最大值仅为82dB(A),达到了预定目标。该降噪装置实际使用三年来工作性能一直保持良好。本文就是对本文作者承担并顺利完成这一噪声治理工程项目的体会和总结,和同行们进行交流。

　　1 噪声源及降噪方案的确定

　　1.1 噪声源的确定

　　采用ND6型脉冲精密声级计对该鼓风机组各处的噪声进行测试后的结果如图1所示,其中进风管口A处82dB(A),鼓风机主电动机B处99dB(A),鼓风机外壳中间C处115dB(A),鼓风机外壳D处114dB(A),冷却循环水泵站E处96dB(A),油泵站外出风管口下F处106dB(A)。

　　从该噪声大小分布的图1可看出,噪声最大点为图1中的C点处。该处的噪声主要来自于第一和第二级鼓风机机壳所辐射出的噪声的迭加。如前所述,这主要因为鼓风机机壳内空气被压缩并存在严重紊流使机壳振动向外辐射出噪声[1]。B点处的噪声主要是由主电动机高速运转时的机械噪声及其上的冷却风扇噪声合成[3]。E点处的噪声由冷却循环水泵站系统产生的机械噪声和由主电动机及鼓风机机壳辐射出的噪声共同叠加而成。通常情况下,小功率冷却水泵站系统的噪声很少超过91dB(A),所以由噪声的屏蔽效应可知,E点处的噪声主要由鼓风机机壳辐射而来。而图1中的F点处噪声高达106dB(A),最初以为该噪声是由鼓风机机壳体辐射而来,但后来经对该鼓风机锥形出风管壁0.1m处(距地面高度3.5m处)的噪声实测后发现,该出风管处的噪声高达114dB(A),加之图1中的F测点与鼓风机机壳的距离比距其上方的出风管壁辐射表面远2m多。所以F测点处的噪声主要是由出风管壁14辐射而来。出风管壁向外辐射出这么高的噪声,主要是由于从鼓风机排风管出来的空气经过鼓风机内叶轮强烈地压缩后存在极其严重的紊流现象,这些高压紊流程度严重的压缩空气使管壁产生振动和摩擦而辐射出噪声[4]。正因为该噪声值很大,所以该鼓风机机组在距离出风口6m处设置了一个直径达2m长度达3m的消声器,使得经消声器排出的压缩空气内的噪声大辐度下降,送往车间的压缩空气噪声大大减小,对车间的噪声污染小,并且也使输送压缩空气的管道壁各处辐射的噪声大为降低,对周围环境的污染小,但从鼓风机出风口直管(直径为0.5m)到消声器(直径为2m)采用了一段长度为5.5m的锥形管14相连。从该锥形管壁会向外辐射高的噪声(如前所述为114dB(A)),从而造成图1中的F点处噪声值很高。通过上述分析可知,最大的噪声源为鼓风机壳体和出风锥管壳体向外辐射出的噪声。此外为了减少主机的振动和噪声,将主电动机及鼓风机均安装在一个长宽高为8.3×2.8×1.5m的下面安装有减振元件的质量块Y7之上。