火力发电厂除灰空压机房噪声的治理

摘要：除灰空压机是火电厂的强噪声源之一，如何有效地控制其噪声对外界的影响，是电厂在环境保护方面应面对的问题。介绍了成都热电厂除灰空压机房噪声治理过程中所采取的措施及治理效果，对电厂类似车间的噪声控制具有一定的参考价值。
　　
　　关键词：空气压缩机；噪声；控制方
　　
　　火力发电厂的除灰空压机是干式正压气力除灰系统供气专用设备，这类空压机噪声频带宽，源强值一般在95～100dB(A)之间，是火力发电厂的强噪声源之一。成都热电厂除灰空压机房安装有10台除灰空压机，运行时强烈的噪声通过车间门窗辐射至外界，对周围环境产生了很大影响。
　　
　　1除灰空压机噪声状况
　　
　　1.1声源噪声特性
　　
　　空压机是一个多声源发声体，其噪声主要为进气噪声、排气噪声、机械噪声、电磁噪声。
　　
　　1.1.1进气噪声
　　
　　随着空压机气缸进气阀门的间断开启，气流在间断吸入气缸的时候，在进气口附近产生压力波动，以声波的形式从进气口辐射出来，从而产生进气噪声。进气噪声约为100dB(A)，进气口噪声比其它部件的噪声要高7～10dB(A)，是空压机的主要噪声源。
　　
　　1.1.2排气口噪声
　　
　　气体从气缸阀门间断地排出时，气流产生扰动所形成的噪声。
　　
　　1.1.3机械噪声
　　
　　空压机运行时很多部件快速旋转和往复运动，产生摩擦、冲击，引起机件振动而产生的噪声，其声级约为90dB(A)。
　　
　　1.1.4电磁噪声
　　
　　由驱动电机的磁场脉动引起的噪声。
　　
　　此外，电机冷却风扇还引起气流噪声。
　　
　　成都热电厂除灰空压机房安装有10台除灰空压机，由于空压机的转速较高（1843r/min），其噪声呈明显的中高频特性，由于各部分声音的叠加，总声级相当高。空压机运行时散发热量大，现有设备均已配置了隔声罩，但运行时隔声罩门多处于开启或半开启状态，隔声罩的作用难以充分发挥。在距设备1m处测定，隔声罩门开启时单台除灰空压机运行噪声高达100dB(A)，且呈宽频特性，其频谱特性见表1。
　　
　　
　　
　　1.2除灰空压机房噪声对外界的影响
　　
　　除灰空压机均已安装了隔声罩，隔声罩门关闭时运行噪声可减少约15dB，但由于车间内四壁均为光滑墙面，混响声十分严重，出现这种混响声可使室内声压级提高10～12dB。
　　
　　该车间所处位置距厂界约50m，厂外居民受到的噪声影响主要来自该车间。通过现场的勘察发现，车间内噪声通过门窗辐射至外部，经附近建筑物反射，声音传播方向发生改变，厂外居民受到的影响除来自车间正门外，建筑物的反射导致噪声汇集叠加，也是一个重要因素。从除灰空压机房的监测结果可以看出（见表2），面向厂界侧的车间大门为普通金属卷帘门，门开启时门外1m处噪声监测结果为83.8dB(A)，关闭大门为79.6dB(A)，由于薄金属门质量小吻合临界频率高，隔声量不足5dB。
　　
　　2除灰空压机房噪声治理方案
　　
　　2.1治理方法及原理
　　
　　从以上分析可以看出，空压机噪声主要集中在250～4k(Hz)的频率范围内，尤以中高频为甚。根据噪声特性，利用隔声、吸声、共振等声学原理，采封堵措施利用外隔、内吸以及消声等方法进行综合治理，能够使受其影响的厂界噪声得到有效控制。
　　
　　由于空压机已正常投运，对设备自身进一步采取降噪措施比较困难，因而对车间采取了以吸声和隔声为主的治理方案，以降低这个总声源的声压级。
　　
　　2.1.1吸声
　　
　　车间墙面为普通粉刷墙面，吸声系数不会超过0.03。在原有吸声量很小的情况下，利用吸声结构或吸声材料提高室内平均吸声系数的方法，可有效降低室内的混响声。
　　　
　　吸声降噪量由下式求得：
　　　
　　2.1.2隔声
　　
　　车间外墙的材料为240mm砖墙，但正门为普通金属防火卷帘门，隔声量十分有限。车间两侧墙面窗户数量众多，占墙面面积的比例较大。从隔声的角度讲，两面勾缝的240mm砖墙，从125至4000Hz的平均隔声量可达53dB(A)，但由于门窗总面积大，而使得整侧墙面隔声量不高。
　　
　　带有门、窗的隔声组合体总隔声量：
　　　　
　　式中：R1——墙体本身（即除门、窗之外的墙面）的隔声量(dB)；
　　R2——门或窗的隔声量(dB)；
　　S1——墙体面积（应扣除门、窗面积）(m)；
　　S2——门、窗面积(m)。
　　
　　对砖混结构的房屋可通过提高门、窗等薄弱环节的隔声量，来降低室内噪声对外界的影响。
　　
　　2.2治理方案设计原则
　　
　　除灰空压机房是产热车间，噪声治理必须充分考虑室内通风量的要求，保护设备不受影响。
　　
　　2.3治理措施
　　
　　为减轻除灰空压机房对周边环境的影响以及不影响设备的正常运行，治理方案中主要采取了以下措施：
　　
　　1)将原有的防火卷帘门及车间侧门均改换成隔声门，隔声门的大小均维持原有门的尺寸，车间正面隔声门采用双开门形式，以保证设备维护时叉车出入正常行驶。
　　
　　2)将面向厂界及居民侧的窗户，采用普通240mm粘土砖封闭以消除直达声对外界的影响，对车间另一侧钢窗予以固定（不可开启），并在其外侧加设一层密闭固定的隔声窗，两层窗的间距为100mm，隔声窗使用8mm厚的玻璃。
　　
　　3)选用平均吸声系数0.7的离心玻璃棉板，采用架设金属龙骨再装填吸声材料的安装方式，将其固定于车间内部墙面及顶部。并以穿孔率大于20%的金属穿孔板和扣板作为墙面及顶部吸声材料的护面装饰材料。此举目的在于降低车间内因混响引起的噪声4～10dB(A)。
　　
　　4)为保证室内通风降温的要求，对封闭的车间采取强制通风措施。在车间正门附近两侧墙面底部开设进风口并安装消声装置，同时于室内值班室一侧装配两台大功率抽风机，采用消声管道将室内热风送出室外。
　　
　　3除灰空压机房噪声治理效果
　　
　　上述方案实施后，车间外噪声已接近环境本地值，室内混响声亦明显减弱。经测试，车间正门外1m处声级由治理前的79.6dB(A)降至54.0dB(A)，降噪量达25.6dB(A)；室内混响声级由治理前的82.0dB(A)降至74.0dB(A)，衰减了8.0dB(A)，效果十分显著（见表3）。
　　
　　4结束语
　　
　　火力发电厂噪声源众多，导致厂界噪声超标的因素较复杂，但距离厂界较近的高噪声车间和设备的影响占主导地位。从环保角度讲，降低这类车间的总体噪声水平，对保护厂外居民是十分必要的。除灰空压机房噪声治理方式及成果，对电厂类似车间的噪声控制具有一定的参考价值。