内蒙古电力技术  2016, Vol. 34 Issue (05): 56-58,62   PDF    
微纳层状高分子复合材料在风机及风道噪声治理中的应用
张永亮, 李志军     
内蒙古京宁热电有限责任公司, 内蒙古 乌兰察布 012000
摘要: 内蒙古京宁热电有限责任公司的大型风机运行时现场噪声达106~116 dB,噪声污染严重,威胁到了现场工作人员的身体健康,同时容易掩盖现场其他设备的异常运行噪声,增加了设备安全隐患。利用微纳层状高分子复合材料对风机及风道进行了降噪治理,处理后,一次风机、送风机及风道区域的噪声普遍降至80 dB左右,满足了规程要求,彻底解决了噪声污染问题。
关键词: 微纳层状高分子复合材料     噪声     风机     风道     降噪夹克    
Application of Micro-Nano Layered Polymer Composite Materials in Fans and Ducts Noise Controlling
ZHANG Yongliang, LI Zhijun     
Inner Mongolia Jingning Thermal Power Co., Ltd., Ulanqab 012000, China
Abstract: When the large fans were in operation in Inner Mongolia Jingning Thermal Power Co., Ltd., site noise reached 106~116 dB, noise pollution was serious, threatened the field staff's health, was easy to conceal the abnormal operation noises of other equipments, increased the equipment security risks. By use of micro-nano layered polymer composite materials in the fans and air ducts for noise controlling and processing in the primary fans and air-feed fans, the regional noise generally desended to about 80 dB, met the requirements of regulation, completely solved the problem of noise pollution in the power plant.
Key words: Key words: micro-nano layered polymer composite materials     noise     fan     duct     noise reduction jacket    
0 引言

火电厂的送风机、密封风机和一次风机等辅助机械流量高、功率大,机组启动时,冷风道及风机区域噪声对区域内作业工作人员的身心健康造成严重影响。噪声还会对周边的声环境造成影响,掩盖其他设备的异常情况,威胁到机组的运行安全。

研究表明,工作环境噪声达到50 dB即开始对人体造成影响;噪音达到79 dB以上开始干扰交谈,妨碍听清信号,造成人员心烦意乱、注意力不集中,影响工作效率甚至引发事故;长期接触90 dB以上噪音,会造成听力损伤和职业性耳聋,甚至会影响人体其他系统的正常生理功能[1-4]

本文研究的新型高分子隔音材料全部敷设固定在产生噪声的风道及风机外表面,外部使用彩钢板防护;吸声材料采用无缝对接、隔声材料同层敷设采用搭接工艺,能够保证声音不从缝隙中传出。实际使用效果表明,可以将高强度噪声降到标准要求的85 dB以下[1]

1 机组介绍

内蒙古京宁热电有限责任公司(以下简称为京宁热电)由北京能源(集团)有限公司投资建设,项目规划装机容量为4台350 MW供热机组,分2期建成。一期工程建设2台350 MW超临界间接空冷燃煤机组,同步建设除尘、脱硫、脱硝设施,年耗煤量约为2568 kt,年生产用水约2.431×107 m3,年发电量约3.5×109 kWh,供热面积1.1×107 m2

2 存在的问题 2.1 存在的问题

京宁热电一期工程2台机组配备大型风机10余台,风机运行时现场噪声达110 dB以上,噪声污染严重,威胁到了现场工作人员的身心健康,同时容易掩盖现场其他设备的异常运行噪声,增加了设备安全隐患。

2.2 噪声来源

根据现场观察、测试,发现噪声主要来源于风道和风机。风道噪声主要是因风道内存在湍流和紊流状态的气流,产生流致振动噪声和空气动力性噪声[5]。另外,由于风道没有进行减振设计,进一步加剧了流致振动噪声强度。

电动机噪声主要包括机械转动产生的噪声及冷却器进(排)风产生的噪声。轴流风机噪声主要包括机械转动产生的噪声和气流高速流动产生的噪声[5]

3 解决办法

为了解决上述问题,技术人员进行了现场勘查和分析,并采用新型高分子复合隔音材料进行了现场施工处理。

3.1 降噪机理

声音由振动产生,通过波的形式传播[6]。由于新型隔音材料的隔声层具有交替结构,层面之间会产生微量的摩擦和滑移,阻尼棉与微纳层状高分子复合隔音材料各层分子能够产生剪切变形,使分子链接间的摩擦损耗增加,有效地将外部振动能量(声音能量)转化为热能或其他形式的能量消耗掉,从而表现出优异的隔声性能[7]

京宁热电使用的新型高分子复合隔音材料由多种不同面密度的材料叠加复合而成,设计过程中充分利用了声波在通过不同特性阻抗层状界面时产生的多次反射而导致声衰减,有效改变和避免了材料的吻合效应和共振效应[8],属于1种创新的隔音降噪产品。

3.2 施工方案

针对京宁热电项目特点,制订了以下施工方案。

3.2.1 风道

结构件装配方案及外观见图 1

图 1 结构件装配方案及外观

(1)最内层(第1层)敷设1层吸音层,厚度为50 mm,材料为玻璃纤维棉。

(2)第2层为减振层+隔音层,厚度为22 mm,材料为微纳层状高分子复合隔音降噪结构件。由于本项目风机风道振动强、噪声大,故采用了双层隔音降噪结构件进行降噪处理。

(3)第3层为吸音层,厚度为50 mm,材料为玻璃纤维棉。

(4)外护层(第4层)为紧固层,厚度为1 mm,材料为铝皮。

3.2.2 风机

对于4台轴流风机及离心风机,治理时采用由声学材料制作而成的吸音隔音降噪夹克(如图 2所示),装设于设备表面及轴流风机的入口管道和出口管道。吸音隔音降噪夹克材料采用进口优质弹性隔音声学材料制作而成,电动机轴与轴流风机轴的连接处亦使用吸音隔音降噪夹克进行处理。

图 2 吸音隔音降噪夹克外观
4 治理效果 4.1 治理前的噪声数据

表 1表 2分别为噪声治理前京宁热电1A一次风机及风道、1A送风机及风道区域的噪声测试数据。

表 1 1A一次风机及风道降噪处理前噪声数据

表 2 1A送风机及风道降噪处理前噪声数据
4.2 治理后的噪声数据

表 3表 4分别为噪声治理后京宁热电1A一次风机及风道、1A送风机及风道区域的噪声测试数据。

表 3 1A一次风机及风道降噪处理后噪声数据

表 4 1A送风机及风道降噪处理后噪声数据

对比降噪处理前、后的数据可以看出,京宁热电一次风机、送风机及风道区域的噪声普遍由110 dB左右降至80 dB左右,治理效果显著。

5 结语

采用微纳层状高分子复合材料,对内蒙古京宁热电风机及风道进行了降噪治理,施工完毕后的测试数据表明,一次风机、送风机及风道区域的噪声普遍由110 dB左右降至80 dB左右,彻底解决了噪声污染问题。该处理方案不但能够大幅降低噪声强度,还可以美化厂区环境,有效保障机组的安全稳定运行[9],治理措施可应用于电厂(或类似工厂)所有表面温度在60 ℃以下的风机、风道等设备的降噪工作中。

参考文献
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[2] 卫生部职业卫生标准专业委员会.GBZ/T 189.8-2007工作场所物理因素测量噪声[S].北京:中国标准出版社, 2008.
[3] 卫生部职业卫生标准专业委员会.GBZ 1-2010工业企业设计卫生标准[S].北京:人民卫生出版社, 2010.
[4] 卫生部职业卫生标准专业委员会.GBZ 2.2-2007工作场所有害因素职业接触限值第2部分:物理因素[S].北京:人民卫生出版社, 2007.
[5] 张广明, 王旭光, 苏宏兵, 等. 燃油电厂噪声控制设计[J]. 陕西电力 , 2014, 42 (10) :85–88.
[6] 袁园. 干涉消声技术在变电站噪声控制中的应用研究[J]. 陕西电力 , 2015, 43 (12) :80–83.
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[8] 徐晓锋.基于管道隔振的供暖设备振动噪声控制研究[D].沈阳:沈阳工业大学, 2009. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10142-2010063369.htm
[9] 狄巍.水源热泵机组减振降噪技术研究[D].沈阳:沈阳工业大学, 2009. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10142-2010063484.htm