空气压缩机的噪声来源分析
空气压缩机是一种强烈的噪声源,对环境污染具有显著影响。济南钢铁集团氧气厂(简称济钢氧气厂)安装了一台离心式空气压缩机,距离该设备仅有2米,测得的噪声水平达到了114.5dB(A)。
空气压缩机产生的噪声主要包括来自机械运动、电动机运转以及进出管道流动的声音。通过近场法进行频谱测量,我们发现这些声音呈现出中高频特性。
为了有效控制这台空调器发出的声音和电动机发出的振动,我们采用了隔音罩作为降低噪音最合理的手段。隔音罩能够通过插入损失(IL)来衡量其降噪效果,该值可通过以下公式计算:
IL = 10lg(1 + α * 100.1TL) dB
其中 α 是吸声材料的吸声系数; TL 是隔音罩壁平均隔音量,Tl = 10lg(∑Si / (∑Si * 10^(-0.1Tli)) , dB; Si 是构成罩壁第i个部分面积,m²; Tli 是该部分的隔音量,dB。
为了确保隔音效果,我们需要注意以下几点:首先,使用足够厚且具有良好隔热性能的大型复合材料设计30dB(A)以上的内饰与外部结构;其次,对于门窗等薄弱环节进行加固,使之达到30dB(A)或更高标准,并对通风口配备消除器以达到25dB(A)的减少效率;最后,将50mm厚离心玻璃棉毡作为内部吸收材料,并在后方留下50mm厚度空隙以提高低频吸收能力。
由于生产需求不允许停工,因此我们利用原有钢筋混凝土基础板将整体分为上下两部分,便于施工并保持运行状态下的便利性。此外,在底部70%区域采用砖墙,以减少成本,同时顶部设为拆卸式,以便维修时能够轻松抽取冷却系统核心部件。在设计时,还考虑到通风需求,并在顶端设置排风扇及阻抗复合消除器以降低泄漏至内部的声音,同时在底部正对冷却系统的一侧开启一个可以供人员进入检修用的门槛。
为了防止过热问题而影响效能,我们实施了强制通风措施,并在罩顶靠近电机位置配置两个低速排风扇,以及一套位于上方接入阻抗复合消除器以进一步降低内部声音泄露。这不仅起到了“烟囱”作用,而且对于罐内通风也有所帮助。此外,由于夏季可能出现极端温度条件,我们根据室外温度选择是否全开或单开排风扇进行调整。
另外,为确保进气口不产生过多干扰,一些折叠板式阻力消除者被安装用于进一步减少喷射出的声音。消除者的有效通道面积则依据5m/s 风速进行计算确定,以保证最佳效果。
至于进口滤清器虽然能略微降低进入管道中的流量,但仍不足以满足要求。在滤清器前1米处测得96.2 dB(A),因此我们决定利用滤清器上的金属架子制作百叶片并用铝合金板制成百页,以避免锈蚀。百页横向布置并采用竖向穿孔设计,以防尘,同时使用易湿润但适应室外环境性能好的离心玻璃棉作为吸收材料。此外,将百页横截面设计为流线型形状来优化通讯阻力。测试结果表明,这样的百页增加了12 dB(A) 的沉默度提升空间,从而显著地改善了周围环境质量。
最后,对于进、排气管道辐射产生的声音,我们采取了包裹它们以创造一种特殊类型的地震波冲击层,其目的是抑制再生振动从而减少回响。如果正确执行,这种方法预计能够获得20 dB (A) 的额定沉默度提升,从而大幅度地改善整个设备运行期间所造成的环境污染问题。