水泵機組降噪技術在實踐中的應用研究

李迎春

廣西電力職業技術學院動力工程系 530007

水泵機組降噪技術在實踐中的應用研究

李迎春

廣西電力職業技術學院動力工程系 530007

噪聲污染是四大環境污染之一。在水泵機組噪聲成為影響居民工作和生活的主要污染源時，如何有效控制水泵機組噪聲成為當務之急。本文通過對某單位給水泵房降噪具體工程設計來研究水泵機組降噪技術在實踐中的應用。

水泵機組；降噪技術；實踐；應用；研究

隨著樓層的增高，其內部使用的各種水泵功率必然越來越大。這些設備運行產生的噪聲污染也越來越嚴重，部分工程水泵運行噪音嚴重影響了周圍人們的正常生活和工作。本文將結合某單位給水泵房降噪具體工程設計來探討水泵機組降噪技術在實踐中的應用。

1 關于水泵機組的噪聲及控制

水泵機組的噪聲主要是指氣體或者液體在輸送過程中產生的空氣動力噪聲，電機機殼受振動激發的結構噪聲，機座因振動產生的噪聲，以及電動機的噪聲。一般而言，此類噪聲級峰值主要集中在低倍頻帶，大約在100Hz～450Hz的范圍內。該聲源在水泵機組正常運行時屬于穩態噪聲。[1]

一般而言，水泵機組噪聲控制主要根據噪音傳播原因進行針對性處理。空間傳播大多采用建隔音設施等方法；管道傳播則在采取加管道橡膠接頭方法外，還在出水管道出水泵房的穿墻位置進行周邊鑿空，加裝橡膠墊、填充石棉等防止噪音、振動通過鋼體結構傳播；共振傳播則主要通過解決噪音的產生源頭，或者進行周圍結構共振頻率的干擾改變（挖空、更換某部分建筑材料等等）來防止噪音產生。[2]

2 水泵機組降噪技術的設計應用

2.1 水泵機組運行現狀

某單位供水系統主要由進水前池、水泵房和高位水池組成，泵房內水泵機組通過前池取水，提水至高位水塔，經過高位水塔向單位管網供水。泵房占地面積約為50m2，泵站內現在安裝3臺臥式離心泵，2臺工作，1臺備用，水泵單機流量Q=200m3/h，水泵的揚程H=36m，水泵功率為25kW，最高效率為75%，電機轉速為2 900r/min。本次項目研究通過現場用TES-1358音頻分析儀檢測了水泵運行時水泵機組的噪音和水泵停機時的環境噪音，測量數據（表 1）：

表1 ：泵機組正常運行無任何防護措施狀態下噪音值

通過現場量測，該水泵房的噪音在室外20m處的噪音達到了73db，而在泵房的室內更是高達107db。《中華人民共和國城市區域環境噪聲標準》明確規定了城市五類區域的環境噪聲最高限值（表2）。

表2 城市區域環境噪聲標準

適用于城市中道路交通干線道路兩側區域，穿越城區的內河航道兩側區域。

該水泵工作環境為1類，噪音標準為夜間45dB，白天55dB。通過實際測量泵房周圍20m處的噪音達到了73dB，不能滿足《工業企業設計衛生標準》中55dB上限數值，需要進行噪聲治理，減噪量為18dB。

2.2 噪音的成因分析

通過對該泵機組運行的現場測量和分析發現，水泵房噪聲主要是由水泵工作噪聲和電機噪聲引起的綜合噪聲源，其中：水泵工作噪聲主要包括水泵本身運行的噪聲、水泵運行引起的管道諧振噪聲、水泵運行引起的水流運動和撞擊噪聲；電機噪聲主要有空氣動力性噪聲、機械性噪聲和電磁噪聲三部分，且當電機工作時，冷卻空氣的氣流噪聲加上風扇高速旋轉的葉片噪聲組成空氣動力性噪聲；振動噪音主要是由水泵運行時泵體、管、閥系統在運行時所產生的振動產生的，而由于整個抽水系統利用“硬”聯接，機組內各承重軸承因磨損而產生了振動，因此產生了低頻噪音。

2.3 水泵降噪設計

目前國內外噪聲治理按照治理途徑不同，基本上可把治理方法分為三大類：一是從聲源上治理；二是在噪聲傳播路徑上采取隔聲、吸聲、消聲措施；三是接受者通過佩戴耳罩等保護措施，間接性地進行噪聲防治。[3]

針對水泵房每天都要運行，且泵房周邊都是居民宿舍，本設計不對水泵房進行改造。根據對水泵機房噪聲及周邊環境的分析，其噪聲治理將采用以減振、隔聲、消聲技術為主，綜合利用吸聲等其它技術，以屏蔽方式對機組噪音進行阻隔和吸收。

整個隔音系統結構由機組隔音罩、吸音板、吸音棉三層結構組成。通過聲屏障阻止直達聲的傳播，隔離透射聲，并使衍射聲有足夠的衰減。隔聲屏選取密質材料，該材料的傳聲損失比隔聲屏繞射減量高出10dB(A)左右，確保接受點的降噪效果。同時，隔聲屏的結構考慮它的隔聲和吸聲的雙重性，在屏板上襯貼吸聲材料，這樣既可提高隔聲屏的隔聲效果，又能降低廠房的混響聲。設計采用隔音板 (金屬板δ=1.2mm)+吸音板（木纖維δ=25mm）+吸 音 棉 （泡 沫δ=15mm）。隔聲屏的尺寸與它的降噪量有關，從理論上講，它的尺寸越大，聲源到接收點的繞射聲越小，尤以高度愈高效果愈好。但考慮到實際應用的方便，我們設計高度定為1.2m即可。隔聲屏設計為可移動式。

本次設計在鋼板制成的隔音罩內貼木纖維吸音板、吸音棉組成三層結構。具體結構如下：

1、對機組水泵段和電機段利用單層鋼板（金屬板δ=1.2mm）做成屏蔽罩對機組噪音進行阻隔。為了方便水泵機組檢修，隔音罩分水泵段和電機段，隔音罩子總長為1.35m，高為1.2m，寬0.63m，頂部做成圓弧狀。

2、在單層鋼板內部添加一層吸音板（木纖維δ=25mm）對噪音進行阻隔。

3、在吸音板內部再添加一層吸音棉（泡沫δ=15mm）對噪音進行吸收。

2.4 水泵基礎的減振降噪設計

由于水泵房內原水泵基礎為混泥土結構，未采用減振的設施，水泵機組運行時，機組產生了振動，此振動產生了低頻噪音。本次設計改造考慮，在水泵基礎裝設減振系統，以達到降低水泵運行振動產生的噪音、減小水泵機組運行產生共振的噪音的目的。本次改造考慮在水泵原混泥土基礎安裝JC型水泵減震器，降低水泵的振動噪音對周圍環境的影響。

3 噪聲標準及工程完工后所能達到的效果分析

在施工過程中對其三種工作情況分別進行了噪音值測量（表3）：顯然，我們從三種不同工作實際測量數據得知，屏蔽罩（三層結構）對噪音高頻部分有較大阻隔和吸收作用，整改后的噪音由原來107dB降低至80dB，本設計應用取得了良好成效。

表3 整改前后各部位噪音值對比表

4 結論

通過對該水泵機組采用隔音罩降噪和減振措施后，水泵機組運行時近機組噪音由原來的105dB降到了76dB；水泵機組周圍10m左右噪音由82dB降到53dB；水泵機房內噪音降低到25dB，水泵機房外也降低到15dB。根據《中華人民共和國城市區域環境噪聲標準》，本降噪改造設計將噪音降至53dB，滿足《中華人民共和國城市區域環境噪聲標準》，達到了預期降噪目的，本降噪措施是可行的。

[1]王剛.淺談球磨機吸聲降噪技術[J].中國新技術新產品，2012（7）：123

[2]葛劍敏.水泵機組雙層隔振降噪研究[J].噪聲與振動控制，2003（4）：7-10

[3]蔣愛華.離心泵噪聲研究的綜述和展望[J].中國輻射衛生，2006（12）：470

李迎春，女，1976年出生，湖南邵東人，現為廣西電力職業技術學院動力工程系教師，工程師，研究方向：水利水電工程。）