大型压缩机组室外厂房式隔音罩中一些技术问题的探讨

大型压缩机组室外厂房式隔音罩中一些技术问题的探讨

寿王烽 徐建

（ 1.杭州杭氧化医工程有限公司 , 2.浙江省国际技术设备招标有限公司）

摘要：本文通过对压缩机组的噪声特性分析及隔音罩的声学特性及结构进行研究，并应用于40000Nm3/h 制氧技术改造项目(济南杭氧气体有限公司配套山东钢铁股份有限公司莱芜分公司新旧动能转换项目)，对其结构及配置进行技术探讨，为大型压缩机组室外厂房式隔音罩的设计制造及招标采购提供参考。

关键词：压缩机组、室外厂房式隔音罩、隔声量等。

空分系统中的空压机、氧压机、氮压机等压缩机组在工作时产生较大的噪音，噪声值在100-115dB（dB（A））之间，对周围的环境和工作人员的身心健康产生了严重的影响。因此需进行噪声治理，为节省投资又能降低噪声，同时又能加快建设速度，根据空分系统的噪声特性及项目情况通过计算、论证，设计了与之配套的室外厂房式隔音罩（同时省去土建部分及节约施工时间及施工成本）。经使用验证，加装室外厂房式隔音罩后，整个罩外的声压级≤80dB（dB（A））。设备本体距离隔音罩墙体衰减约5-8分贝，隔声罩隔声量≥30dB（A）。

1、压缩机组噪声源分析

项目机组噪声是由空压机、汽轮机、增压机和各类气体管网运行时所产生，其设备噪声频普宽，涉及面广，传播距离远，并且设备运转过程中发声部位较多，是综合性噪声源。机组噪声大体包括以下几个方面：

※空气动力性噪声

主要包括进、排气口噪声和气流流经机体产生的噪声，其中进气口噪声尤为显著。空气动力性噪声可以从机体表面、管路等处辐射出来。

※机械噪声

空压机、汽轮机、增压机很多部位快速旋转产生磨擦、冲击而发出的机械噪声。

※储气罐噪声

气体进入储气罐时，激发储气罐内气体共振，通过罐、管向外辐射出噪声。

※振动噪声

大型强烈的振动产生的噪声，可能通过机座、机架、底盘座传给机罩，使机罩辐射噪声。

※阀门噪声

蒸汽、空气流经过阀门时，产生反向应力波和冲击，因此形成气体紊流，使气体在阀门前后激烈地混搅和冲击，压力也有剧烈的变化，这种压力的变化以声能形式辐射出来，形成阀门噪声。

※气体放空噪声

气体放空时，由于压力发生突变，且气体流速极高，因此形成强烈的放空噪声，气体放空噪声声压级很高。

※冷凝器噪声：声压级高，传播距离远。

2、项目特点

◆空压机组--是三位一体的空分装置，主要由空压机、汽轮机、增压机等组，布置在同一厂房区域内；

◆噪声声压级强、噪声频普宽，涉及面广；

◆汽轮机温度相当高，进气温度约420℃，保温处理后设备周边近130℃；

3、项目设计难点

★设备布置后，隔音厂房外形尺寸特别大，项目需对各类设备特征、基本参数、运行条件及检修条件进行充分了解，设计方便检修的隔声模块。

★因隔音厂房设备对温度控制要求差异较大，厂房内通风散热难以达到相对平衡，易出现局部高温和通风死角。

4、隔声罩的结构及声学设计

4.1文中所述的隔音罩主要由H型钢立柱、行车、可拆卸隔音模块、进、排风消音通风系统、照明系统等组成。隔音罩本体和进、排风消声系统为组装式结构，可重复拆卸安装。其中隔声罩本体部分由四周及顶部五个面组成，在罩体上开设双开隔声门、采光隔音窗、进、排风口等。

外形结构图

4.2隔音罩本体隔音量计算

隔音罩主体主要由隔声板和隔声门、隔声窗等组成。其隔声板选用的钢板厚度δ=2.0mm，钢板内表面涂高分子阻尼层，超细离心玻璃棉（容重不小于48kg/m3，棉长大于30mm），外包无碱玻璃布，再用穿孔板敷面（穿孔率20％-25％）。

隔音罩隔声量计算公式

隔声结构的隔声性能可以按照无规无射条件下质量定律的经验公式来计算。

R=14.5lgmf-26

式中：R——按质量定律计算的隔声结构对应入射频率的隔声量，dB；

m——隔声板的单位面积重量（Kg/㎡）；

f——入射声波的频率。

通过计算顶板、墙板的面密度=34.3Kg/㎡。

各频率的隔声量

计算可知隔音厂房的理论隔声量为：35.4dB（A），考虑到漏声及共振传声等的影响，隔音厂房实际隔声量约为33dB（A）。

4.3进、排气消声器消声量计算

隔音罩的进、排气口如果不设置进、排气消声器，机组噪声将通过进、排气口向外泄漏，隔音罩的隔声效果将会大打折扣。文中设计的进、排气消声器为阻性消声器，其消声量的计算公式如式（1）所示。

ΔL=φ(α₀)·（P/S）·L（dB）

式中△L—消声量dB；

P—消声通道截面积周长m；

S—消声通道截面积m2；

L—消声器消声通道的有效长度m（有效长度≥2m）；

φ（a₀）—与吸声材料的性能、厚度有关的吸声系数。

表1进、排气消声器消声量计算结果

压缩机机组加装隔音罩及进、排气消声器后声压级如表2

5、散热通风量设计

由于隔音厂房内布有多套机组设备，且在运行中都产生较大的热量，而厂房内温度过高会直接影响机组的工作效率，也不便于维护人员进行设备维护、察看，为此隔音厂房设计、制造时必须考虑通风、散热措施，合理布置进、排气消声器位置：冷风从罩底四周进入，热风从罩顶部位置的风机消声器排出，用于空压机、汽轮机、增压机、冷却器运行所产生的热量排放，降低罩内温度。特别针对汽轮机温度过高而设计有强制吹冷风措施，稀释局部温度。

通风量理论计算按下式计算：

L=Q/CP·ρ·△t （m3/h）

式中：Q为风机散热量（Kcal/h）；

CP为空气比热[Kcal/（kg·℃），一般取CP=0.24；

ρ为空气密度（kg/m3），一般可取ρ=1.2；

△t为隔声罩（室外）内外温差（℃），内外温差＜5℃。

本方案则按经验公式计算厂房内通风散热量；

厂房总体积量为5700m3,按每时换气12次设计（考虑事故风量）。

经计算；隔声厂房内总排风量为；6.84万m3/h，排风流速8-10m/s。

隔声厂房内总进风量为；7.0万m3/h，进风流速≤6-8m/s。

试验验证

经安装使用，完全满足设重复拆卸组装、通风散热、采光、检修等要求，同时加快了建设周期，相对土建大大降低了投资费用。

结束语

综上所述，通过对压缩机组及隔音罩的声学特性及结构进行研究，可以得到以下结论：

1、隔音罩设计前，需对压缩机组的噪声源进行分析。

2、隔音罩设计时，需对各构件的性能进行估算，确保构件的隔声性能满足指标要求，并针对薄弱部分进行加强措施；

3、隔声构件加工时，需加强生产工艺，提高加工精度。

4、隔音罩组装时，需加强各构件的密封性，以减少漏声现象的发生。

通过对以上技术问题的探讨，提出了一些个人意见及建议，希望能为大型压缩机组室外厂房式隔音罩的设计制造提供参考，同时也希望能对完善招标采购大型压缩机组室外厂房式隔音罩的技术要求提供帮助。

参考文献

（1）马大猷—噪声与振动控制工程手册

（2）黄才评—环保设备创新设计生产技术与质量检验标准规范实用手册

（3）郑长聚—环境工程手册（环境噪声控制卷）

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