淺議浮選廠鼓風機房的降噪設計

翟慶祥，王聞單

(1.北京礦冶科技集團有限公司，北京 100160；2.昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

對于采用充氣式機械攪拌浮選機的大型浮選廠，一般會專設鼓風機房作為外部氣源。但在以往的鼓風機房設計中，往往忽略了噪聲對于人身的危害。據了解，長期暴露在高噪聲環境下，會引起耳聾、頭暈、記憶力減退等不良癥狀，嚴重者會罹患高血壓、消化系統功能不良等。

國際標準化組織(ISO)對于環境噪聲有明確的要求：車間(不同用途)允許標準基數為85 dB(A)。我國《工業企業噪聲衛生標準》也有規定：工業企業的生產車間和作業場所的工作地點的噪聲標準為85 dB(A)，且噪聲的控制設施與主體工程需同時設計，同時施工，同時投產。因此，分析鼓風機房的噪聲來源及其特點，并有針對性地對鼓風機房進行降噪設計，是十分有益且必要的。

1 風機噪聲來源及特點分析

1.1 風機空氣動力性噪聲

風機空氣動力性噪聲包括旋轉噪聲和湍流產生的噪聲。旋轉噪聲是風機葉片旋轉周期性擊打空氣而引起的氣體壓力脈動噪聲；湍流噪聲主要是風機葉片旋轉時附著在葉片上的空氣不斷滑脫成旋渦而產生的噪聲。空氣動力性噪聲通過進氣口、排氣口、風機殼體3種途徑影響室外環境。

1.2 電機噪聲

電機噪聲主要包括：由旋轉子動平衡不良引起的旋轉噪聲、旋轉子切割磁場引起的電磁噪聲、冷卻風扇的空氣動力性噪聲、軸承摩擦產生的機械噪聲等。

1.3 管道噪聲

進氣管道和排氣管道噪聲，包括在管道中傳遞的鼓風機空氣動力性噪聲和管道再生噪聲，這些噪聲經管道向外敷設。管道再生噪聲分為機械振動噪聲和空氣動力性噪聲作用下受迫振動產生的噪聲；渦流噪聲是氣體在管道中流動受到擾動閥門處均產生渦流噪聲。

1.4 電機和風機運行振動噪聲

風機和配套電機在運行過程中會產生振動，振動噪聲一般以結構傳聲的方式傳播，因其一般為低頻噪聲，故傳播距離遠、衰減小，對人體危害大。

綜合分析，浮選廠鼓風機房的噪聲來源主要是鼓風機機組的運行噪聲、氣體沖洗管道產生的噪聲以及設備振動產生的噪聲。

2 浮選廠鼓風機房的降噪設計

控制噪聲的方法有很多，但總括起來不外乎3大類：①控制噪聲源的噪聲，使噪聲降下來，這是最根本的方法；②在噪聲的傳播途徑上采取控制措施；③在噪聲的接受點上采取防護措施。風機是一個多噪聲源，既有空氣動力性噪聲，又有機械噪聲、電機噪聲等，只有采取綜合治理措施，噪聲才能得到有效控制。

2.1 風機進出口以及防喘振旁路裝設消聲器

經驗證明，風機的進出口安裝適宜的消聲器，可有效地降低風機進出口處空氣動力性噪聲，這也是風機房降噪最常用的一種措施。就其原理而言，消聲器主要分為阻性消聲器和抗性消聲器。阻性消聲器利用吸聲材料的吸聲作用，使聲波“分散”到多孔的吸聲材料里，激發材料中的無數小孔內空氣分子的振動，使聲能變成熱能，達到消聲的目的?？剐韵暺骼媒孛嫱蛔兓蚺越庸舱袂?，使聲阻抗不匹配，于是某些頻率的聲波產生反射、干涉，從而在消聲器的出口側達到消聲的目的。

風機噪聲的頻帶較寬，且要求消聲器的阻力損失小，因此，一般選用阻性消聲器。

2.2 密閉式廠房結構設計

根據國內外大多數浮選廠的實例工程，在具有一定規模的浮選廠內，風機房的廠房設計多采用密閉式結構。密閉式風機房結構，有如一座“大隔聲罩”，有效地將風機的運行噪聲限制在室內，消除了風機房對浮選廠內和周圍環境的噪聲污染。但密閉式廠房在限制噪聲輻射的同時，也將風機運行時產生的熱量牢牢地“鎖”在了室內，致使風機房內環境溫度過高，容易引起風機的意外停車，這類實例屢見不鮮。通常為移除這部分熱量，在設計時需考慮為風機房增設軸流風機等強制排風設施。

2.3 風機和風管的隔振

風機機組在運行時會產生低頻噪聲，低頻噪聲也會通過風管向環境傳遞，因此，減輕風機的振動是控制噪聲的有效方法。一般，在風機制造時其外殼材料可選用鑄鐵材質等，以增加設備自重與外殼厚度，減小自振；在風機進出口設置柔性波紋管，降低風機振動傳遞到風管上產生的輻射噪聲。對于小型鼓風機而言，也可以在基礎的基礎下加設減振器或減震墊。

2.4 為風機增設隔聲罩

如風機房設計為敞開式或半敞開式，可考慮設置專門的隔聲罩。隔聲罩將風機置于其內，隔斷其噪聲向罩外傳播的途徑。隔聲罩罩壁通常選用1～3 mm厚的鋼板，鋼板上粘合一層阻尼層或兩層鋼板之間夾緊一層阻尼層(分別稱為自由阻尼層或約束阻尼層)，阻尼材料可用瀝青阻尼膠浸透的纖維織物或纖維材料(用瀝青浸麻袋布、玻璃布、氈類或石棉絨等)，以避免發生板的吻合效應和板的低頻共振。罩的內側附加吸聲材料，以吸收聲音并減弱空腔內的噪聲。在這層吸聲材料上覆一層穿孔護面板。內壁吸聲，外壁隔聲。

隔聲罩可為每臺風機配置一座，或數臺風機共用一座大型隔聲罩。無疑，增設隔聲罩會增加投資，且也會產生通風換氣不暢的問題，也會給風機的巡查、檢修和風管的布置帶來很大的困難。因此，浮選廠內很少見風機隔聲罩的實例。

需要特別指出的是，無論風機房設計為何種形式，如存在人員長期逗留的值班室，其需設計為隔聲性能好的規范隔聲室。

2.5 風管包覆

浮選廠的風管目前多設計為地面敷設或沿管廊敷設，實際運行中表面有聲強較高的噪聲輻射，可在風管外表面進行阻尼層-吸聲層-隔聲層的復合包扎進行降噪處理。其結構如圖1所示：

如采取上述降噪措施后，仍不能滿足規范要求的，還可考慮選用專用的隔聲門、窗，為風機房的屋面安裝吸聲吊頂或者采用復合吸隔聲板作為墻面，必要時也可將鼓風機房設計為地下或半地下式，或將風管設計為地下敷設。無疑，這些措施的造價很可觀，應謹慎選用。但通常而言，當采用密閉式廠房結構，并且風機進出口及防喘振旁路均安裝消音器時，即可滿足噪聲要求。

圖1 風管降噪包扎示意圖

3 結 語

在設計浮選廠的鼓風機房時應有針對地進行降噪設計，依據現場條件，因地制宜，綜合采用多種降噪措施；設計中不僅要精心地將現有的技術合理組織和應用，也應盡可能采用新技術和新成果，以取得可觀的實效。

同時，鼓風機房的降噪設計上也不應過分保守，過度設計。例如對于不設值班室的鼓風機房，可要求工人在進入鼓風機房內進行短時巡視檢查時，佩帶防護耳塞、護耳罩等來簡化設計，節省造價。