2023年《安全环境环保技术》之十大工业噪声源控制技术评述.docx

十大工业噪声源控制技术评述 目前影响工人健康、严重污染环境的十大工业噪声源，它们是风机、空压机电机、柴油机、织机、冲床、圆锯机、球磨机、高压放空排气以及凿岩机。 　　这些噪声源设备，普遍使用于各工业部门，产生的声级高，影响面大。我国在控制这些噪声问题方面，虽已积累了相当丰富的经验但仍存在许多实际问题，尚待研究解决。 　　风机、空压机的消声器，国内目前已有较成熟的系列产品。但是在大型消声器，尤其是耐腐蚀、防尘埃、耐水气等特殊类型的消声器方面，尚有许多工作需要深入进行。低噪声风机虽有一些产品出现，但这方面的工作，在我国也仅仅算是一个开端。 　　电机噪声的系列消声隔声罩，在我国也已有生产，但对于大型电机的降噪，以及从声源上降低电机的噪声，也尚待进一步深入下去。 　　在石油输送管道系统以及其它一些地方，大型柴油机噪声问题仍然严重存在，需要解决。研制隔声性能与散热性能元气优{带高效消声器}、使用方便的隔声罩，是问题的关键。 　　近些年来，我国在有梭织机噪声控制上已取得许多经验。不少单位采取各种措施，在单机上可获得10dBA的降噪效果。问题在于这些技术措施目前尚很难全面推广。深入对已取得效果的各项措施进行分析、筛选和改进，并探讨控制织机噪声危害的其它途径，是当务之急。 　　冲床噪声的产生机理及控制途径，近十多年来，在国内有了一些新的突破。冲床噪声影响面大，但目前国内只有少数一些地方开展了降噪工作，许多实际问题尚待解决。 　　圆锯机产生的噪声一般在100dBA以上.木材加工行业发生的断指事故,常与此噪声密切有关.国内自八十年代以来,对圆锯机降噪进行了较系统的研究,其结果说明,通过对锯片开适当的减振槽,在锯片上贴阻尼片以及对机组施用隔声罩待综合措施,可导致圆锯在工作时整机噪声的明显降低. 　　对于球磨机噪声,目前国内有一些部门采用橡胶衬板的方法,或对球磨机筒体采用阻尼隔声层包扎方法,或对球磨机施用隔声罩方法来降噪,取得一定的效果.但同样在使用上,仍然存在不少问题,值得探讨解决. 　　对于高压放空排气噪声,目前,国内多采用多孔扩散消声器或小孔消声器.多孔扩散消声器是根据气流通过多孔装置扩散后速度降低的原理而设计的制造的一种消声器.小孔消声器是根据移频原理设计制造的一种消声器.这两种消声器对降低高压放空排气噪声都很有效.目前国内已有这方面不同规格的产品.值得深入做的工作是,在调研已有相当数量成功的消声器的根底上,将此类型消声器的设计工作进一步标准化. 　　风动凿岩机噪声在矿山井下高达120dBA,甚至更高,对操作工人危害很大.其噪声频谱较宽,主要呈中低频性.主要噪声源是: 　　⒈排气噪声； 　　⒉活塞撞击钎尾及钎头撞击岩石产生的撞击声； 　　⒊风动凿岩机零部件间的撞击、磨擦以及机件振动所产生的机械性噪声。其中排气噪声为主要成分。 　　解决风动凿岩机噪声的途径在于，研制高效的排气消声器，并对机械性噪声采取有效的减振阻尼措施。对于多机凿岩台车，应设隔声操作室。 　　本文逐项评述了上述噪声源产生噪声的机理、控制方法、目前所到达的水平以及存在的问题。 　　随着信号分析处理技术、声强测量技术在我国获得深入应用以及新型降噪材料和新型噪控装置的不断出现，上述十大工业噪声源的控制水平在九十年代可望进入更高的层次。 　　一．风机噪声及其控制技术 　　风机噪声的频谱是复合谱，是叶片通过频率与宽带空气动力性噪声成分的迭加。叶片通过频率由下式确定： 　　fn=Nbn/60赫 　　式中： 　　B-----叶片数 　　N-----通风机的转数，转/分 　　n-----谐音序数：n=1(基频)，n=2(第二谐音) 　　风机噪声的声级，不仅与其风机的结构形式有关，而且还同其工作状态(由全压和风量决定)有关。不同系列、不同型号的风机，其声级是不一样的。同一风机，在不同工况下，其声级也是不同的。风机工作在最高效率点时，声级往往取量低值。 　　为了更好表征风机的噪声性能，出现了比A级这个概念。比A声级是指通风机在单位流量(1米/分)和单位全压(1毫米水柱)下所产生的A声级。同一风机在不同工况下的比A声级是不同的。在最高效率点上，比A声级取量低值。不同系列的风机在额定工况下的比A声级表征了该系列风机噪声级的上下和产品质量的优劣。所以目前国内外多采用比A声级作为风机噪声的限值指标。同一系列不同型号的风机，其比A声级大体相近。风机加工精度愈高，气动性能愈好，比A声级愈低。 　　一般来说，前向叶片离心风机，其比A声级低于2dBA；后向板型叶片离心通风机，低于30dBA机翼型叶片离心风机，低于25dBA；轴流通风机，低于38bBA。在不同工况下，通风机噪声的声级由下式确定： 　　LA=LSA+10LgQPdBA 　　式中: 　　La----风机进气口(或出气口)的A声级,dBA; 　　Lsa----风机进气口(或出气口)的比A声级,dBA; 　　Q----风量,米3/分; 　　P----风机全压,毫米水柱. 　　控制风机噪声的常用方法是在风机的进、出口处安装阻性消声器。对于有更高降噪要求的场合，可以采用消声隔声箱，并在机组与地基之间安置减震器。采取上述方法，一般可获得明显的降噪效果。 　　国内现已有许多噪声控制设备厂，可提供各类风机的消声噪器、消声隔声箱及减震器。风机的噪声问题，从技术上来讲，在我国根本上已可得到有效的控制，而且低噪声风机也已开始出现。 　　但是，对于有特殊要求的风机消声器，如要求防水、防潮、耐高温或防尘等，尚有许多研究工作值得开展。 　　二．空压机噪声及其控制技术 　　空压机也是量大面广的通用机械产品，广泛应用于机械、矿山、冶金、化工及建筑等部门。它产生的噪声级高，影响面宽，也已成为危害工人健康和污染环境的重要噪声源之一。从生产制造部门来说，解决空压机噪声问题可进一步提高产品质量和竞争能力，从使用部门来讲，解决空压机噪声问题，可大大有助于改善环境和减少工人受噪声的危害。 　　空压机噪声需要控制，而且现在国内也已有较成熟的方法来控制它。 　　空压机的噪声是由气流噪声（主要通过进、排气口向外辐射）、机械运动部件撞击、磨擦产生的机械性噪声以及包括电动机或些油机所产生的噪声组成。 　　一般固定用的容积式压缩机，周期性的进、排气所引起的空气动力噪声是整机噪声的主要成分。这种噪声一般比机械噪声高水平5∽10dBA。对于往复式压缩机（容积式）。由于转速较低，整机噪声一般是低频性；对于螺杆式压缩机（容积式），转速较高，整机噪声一般是呈中、高频性；而由柴油机驱动的移动式压缩机，柴油机的噪声那么是主要噪声源，其噪声一般为低、中频性，而且它的噪声级远远超过压缩机本身的噪声。 　　在我国，移动式以排量6、9、12米3/分和固定式L型10、20、40米3分六种产品在各厂矿企业得到广泛的应用。因此考虑解决这六种产品的噪声问题，将在相当程度上解决了空压机的噪声问题。当然，在这六种产品上施用的有效噪声控制措施，也完全适用于其它排量的空压机，并且同样可取得满意的效果。 　　未加降噪措施，固定L型往复式空压机（排量10、20、40米3/分），离机组1米处，噪声级为88∽95dBA；螺杆式空压机（排量10、20米3/分），离机组1米处，噪声级为95∽105dBA；移动式空压机（排量6、9、12米3/分），离机组1米处，噪声平均为100∽105dBA。 　　隔声罩与消声器对空压机噪声的降低将起到显著的作用。当然，对振动较突出的机组，还应采取隔振措施。 　　对10、20、40米3/分的L型固定往复式空压机，在进气口未采用消声器时，进气口辐射的噪声在整机噪声中占主要地位。在进气口安装适当的消声器后，整机噪声一般可降到90dBA，甚至于85dBA以下（1米距离）。如果进一步降低噪声，需要在空压机上复盖隔声罩，方能获得整机噪声的大幅度降低。 　　对10、20米3/分的螺杆式空压机，在目前情况下，只有采用带进、排气口消声器的隔声罩，才有希望将组噪声降到85dBA以下（1米距离）。 　　对6、9、12米3/分的移动式空压机，其主要噪声源是驱动机----柴油机的排气噪声以及柴油机壳体辐射的噪声。些油机的振动也是一个比较严惩的问题。解决的方法：主要是在柴油机排气口采用适当的排气消声器，在压缩机进气口安装进气消声器，在柴油机和压缩机座下安装适当的减振装置以及整个机组采用隔声罩才能使机组的噪声降到85dBA以下。 　　正确设计或选用适当的消声器和隔声罩，是降低现有空压机噪声的关键问题。国内现已有不少噪声控制设备厂家，可提供有效的低频性和低中频性，因此采用搞性消声器较为合理。国内现已出现一种结合扩张室抗性消声器原理制成的文氏消声器，对于控制L型或V型空压机的进气噪声，都有较突出的效果。这种消声器，不但消声值高，而且具有阻损低、结构简单、使用方便等优点。 　　三．电机噪声及其控制 　　电机（包括发电机和电动机）是工农业生产中量大面广的动力设备，据调查，目前国产的中小型电机噪声多在90∽100dBA之间，大型电机噪声均高达100dBA以上，声能分布在125∽500HZ之间（个别出现在1000HZ）。其噪声特性为低、中频性。 　　电机的噪声可粗略地分为两大局部：一局部是由机械振动引起的，其能量与所辐射的声功率直接与电功率有关；另一局部那么是空气动力性噪声，它直接与气流的线速度有关，而线速度那么与电机的转速相关，此外，通风噪声也不容无视。 　　电机的主要降噪措施有三种： 　　1．装置隔声罩 　　如局部隔声罩、箱式隔声罩、组装式隔声罩。 　　2．改变电机冷却风扇结构 　　改变叶片和风叶直径，叶片数量由多变少。 　　3．安装消声器 　　电机进出口消声器，尾部轴向进风消声器。 　　目前国内应用较为广泛的降噪措施是加设隔声罩或隔声罩配装消声器。电机根据其功率可分为大、中、小三个类型。根据其类型结构不同，采用的降噪措施也不尽相同。 　　四．柴油机噪声及其控制 　　柴油机噪声可分为空气动力性噪声、燃烧噪声和机械噪声三局部。 　　空气动力性噪声分为排气、进气和风扇噪声，其中以排气噪声为主。距离排气口0.5米处声级可达115∽128dBA。 　　燃烧噪声的产生机理主要是由于气缸内的压力突变，通过缸体、机体、缸盖，辐射到空间，直喷燃烧室的燃烧噪声常成为柴油机的主要声源。 　　机械噪声那么主要是曲轴、连杆、齿轮等构件的活动部局部相互碰撞和磨擦产生。 　　一般来说，中、小型功率的柴油机（功率不大于1176KW）的噪声级在105∽120dBA。 　　不同类型的柴油机，主声源不同，降噪措施也不一样。 　　常用的降噪措施有以下几种： 　　对于空气动力性噪声，采用消声器最为有效。目前，大批的新式消声器已逐步取代了旧式简单的消声器。我国已生产多种系列的柴油机消声器，供不同型号的柴油机选用。 　　另外，进气消声器可以与滤清器复合一体，组成既能滤清空气又有消声效果的复合消声器；排气消声器也可以设计成为既能消声，又能净化废气的形式，开拓了消声器的功能。 　　由于直喷燃烧室是燃烧噪声的主声源，所以现在已开发出新型的非直喷式燃烧室。另外，改变喷嘴的提前角等措施也取得了很好的效果。 　　噪声的大小与缸径的4次方成正比，与转速3。4∽5。1次方成正比。因此，机械噪声的控制，应在设计阶段就采取措施。比方缩小缸径，提高行程缸径比，降低标定转速，研制低噪声柴油机。 　　此外，在一定程度上减少壳的外表振动也能收到一定的效果，比方采用高阻尼材料、壳上加筋等。对于齿轮噪声，一方面，从齿轮的材料上做文章，用高分子齿轮代替钢制齿轮。另一方面，在齿轮的形状、啮合和精度上下工夫，也能降低噪声。其中高分子齿轮，已在单缸柴油机上试用，效果比较好。 　　在广阔科研工作者的努力下，一批低噪声柴油机正在不断推出。 　　大型柴油机的噪声控制工作，我国尚缺乏深入的研究。 　　目前，我国中小型柴油机噪声控制的研究工作，已到达国际八十年代先进水平。 　　各级管理部门非常重视柴油机的噪声问题，我国柴油机噪声表标准（GBn259—86：中小型柴油机的噪声限值；机电部部标JB/NQ51—87：中小型柴