李迎春

廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 530007

水泵機(jī)組降噪技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用研究

李迎春

廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 530007

噪聲污染是四大環(huán)境污染之一。在水泵機(jī)組噪聲成為影響居民工作和生活的主要污染源時(shí)，如何有效控制水泵機(jī)組噪聲成為當(dāng)務(wù)之急。本文通過對(duì)某單位給水泵房降噪具體工程設(shè)計(jì)來研究水泵機(jī)組降噪技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用。

水泵機(jī)組；降噪技術(shù)；實(shí)踐；應(yīng)用；研究

隨著樓層的增高，其內(nèi)部使用的各種水泵功率必然越來越大。這些設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲污染也越來越嚴(yán)重，部分工程水泵運(yùn)行噪音嚴(yán)重影響了周圍人們的正常生活和工作。本文將結(jié)合某單位給水泵房降噪具體工程設(shè)計(jì)來探討水泵機(jī)組降噪技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用。

1 關(guān)于水泵機(jī)組的噪聲及控制

水泵機(jī)組的噪聲主要是指氣體或者液體在輸送過程中產(chǎn)生的空氣動(dòng)力噪聲，電機(jī)機(jī)殼受振動(dòng)激發(fā)的結(jié)構(gòu)噪聲，機(jī)座因振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，以及電動(dòng)機(jī)的噪聲。一般而言，此類噪聲級(jí)峰值主要集中在低倍頻帶，大約在100Hz～450Hz的范圍內(nèi)。該聲源在水泵機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)屬于穩(wěn)態(tài)噪聲。[1]

一般而言，水泵機(jī)組噪聲控制主要根據(jù)噪音傳播原因進(jìn)行針對(duì)性處理?？臻g傳播大多采用建隔音設(shè)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(jìn)行周邊鑿空，加裝橡膠墊、填充石棉等防止噪音、振動(dòng)通過鋼體結(jié)構(gòu)傳播；共振傳播則主要通過解決噪音的產(chǎn)生源頭，或者進(jìn)行周圍結(jié)構(gòu)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(chǎn)生。[2]

2 水泵機(jī)組降噪技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1 水泵機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀

某單位供水系統(tǒng)主要由進(jìn)水前池、水泵房和高位水池組成，泵房內(nèi)水泵機(jī)組通過前池取水，提水至高位水塔，經(jīng)過高位水塔向單位管網(wǎng)供水。泵房占地面積約為50m2，泵站內(nèi)現(xiàn)在安裝3臺(tái)臥式離心泵，2臺(tái)工作，1臺(tái)備用，水泵單機(jī)流量Q=200m3/h，水泵的揚(yáng)程H=36m，水泵功率為25kW，最高效率為75%，電機(jī)轉(zhuǎn)速為2 900r/min。本次項(xiàng)目研究通過現(xiàn)場(chǎng)用TES-1358音頻分析儀檢測(cè)了水泵運(yùn)行時(shí)水泵機(jī)組的噪音和水泵停機(jī)時(shí)的環(huán)境噪音，測(cè)量數(shù)據(jù)（表 1）：

表1 ：泵機(jī)組正常運(yùn)行無任何防護(hù)措施狀態(tài)下噪音值

通過現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)，該水泵房的噪音在室外20m處的噪音達(dá)到了73db，而在泵房的室內(nèi)更是高達(dá)107db?！吨腥A人民共和國城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定了城市五類區(qū)域的環(huán)境噪聲最高限值（表2）。

表2 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)

適用于城市中道路交通干線道路兩側(cè)區(qū)域，穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域。

該水泵工作環(huán)境為1類，噪音標(biāo)準(zhǔn)為夜間45dB，白天55dB。通過實(shí)際測(cè)量泵房周圍20m處的噪音達(dá)到了73dB，不能滿足《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中55dB上限數(shù)值，需要進(jìn)行噪聲治理，減噪量為18dB。

2.2 噪音的成因分析

通過對(duì)該泵機(jī)組運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和分析發(fā)現(xiàn)，水泵房噪聲主要是由水泵工作噪聲和電機(jī)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(yùn)行的噪聲、水泵運(yùn)行引起的管道諧振噪聲、水泵運(yùn)行引起的水流運(yùn)動(dòng)和撞擊噪聲；電機(jī)噪聲主要有空氣動(dòng)力性噪聲、機(jī)械性噪聲和電磁噪聲三部分，且當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，冷卻空氣的氣流噪聲加上風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)的葉片噪聲組成空氣動(dòng)力性噪聲；振動(dòng)噪音主要是由水泵運(yùn)行時(shí)泵體、管、閥系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)產(chǎn)生的，而由于整個(gè)抽水系統(tǒng)利用“硬”聯(lián)接，機(jī)組內(nèi)各承重軸承因磨損而產(chǎn)生了振動(dòng)，因此產(chǎn)生了低頻噪音。

2.3 水泵降噪設(shè)計(jì)

目前國內(nèi)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(hù)措施，間接性地進(jìn)行噪聲防治。[3]

針對(duì)水泵房每天都要運(yùn)行，且泵房周邊都是居民宿舍，本設(shè)計(jì)不對(duì)水泵房進(jìn)行改造。根據(jù)對(duì)水泵機(jī)房噪聲及周邊環(huán)境的分析，其噪聲治理將采用以減振、隔聲、消聲技術(shù)為主，綜合利用吸聲等其它技術(shù)，以屏蔽方式對(duì)機(jī)組噪音進(jìn)行阻隔和吸收。

整個(gè)隔音系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由機(jī)組隔音罩、吸音板、吸音棉三層結(jié)構(gòu)組成。通過聲屏障阻止直達(dá)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(zhì)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(diǎn)的降噪效果。同時(shí)，隔聲屏的結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)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(guān)，從理論上講，它的尺寸越大，聲源到接收點(diǎn)的繞射聲越小，尤以高度愈高效果愈好。但考慮到實(shí)際應(yīng)用的方便，我們?cè)O(shè)計(jì)高度定為1.2m即可。隔聲屏設(shè)計(jì)為可移動(dòng)式。

本次設(shè)計(jì)在鋼板制成的隔音罩內(nèi)貼木纖維吸音板、吸音棉組成三層結(jié)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)如下：

1、對(duì)機(jī)組水泵段和電機(jī)段利用單層鋼板（金屬板δ=1.2mm）做成屏蔽罩對(duì)機(jī)組噪音進(jìn)行阻隔。為了方便水泵機(jī)組檢修，隔音罩分水泵段和電機(jī)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(nèi)部添加一層吸音板（木纖維δ=25mm）對(duì)噪音進(jìn)行阻隔。

3、在吸音板內(nèi)部再添加一層吸音棉（泡沫δ=15mm）對(duì)噪音進(jìn)行吸收。

2.4 水泵基礎(chǔ)的減振降噪設(shè)計(jì)

由于水泵房內(nèi)原水泵基礎(chǔ)為混泥土結(jié)構(gòu)，未采用減振的設(shè)施，水泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，機(jī)組產(chǎn)生了振動(dòng)，此振動(dòng)產(chǎn)生了低頻噪音。本次設(shè)計(jì)改造考慮，在水泵基礎(chǔ)裝設(shè)減振系統(tǒng)，以達(dá)到降低水泵運(yùn)行振動(dòng)產(chǎn)生的噪音、減小水泵機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生共振的噪音的目的。本次改造考慮在水泵原混泥土基礎(chǔ)安裝JC型水泵減震器，降低水泵的振動(dòng)噪音對(duì)周圍環(huán)境的影響。

3 噪聲標(biāo)準(zhǔn)及工程完工后所能達(dá)到的效果分析

在施工過程中對(duì)其三種工作情況分別進(jìn)行了噪音值測(cè)量（表3）：顯然，我們從三種不同工作實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)得知，屏蔽罩（三層結(jié)構(gòu)）對(duì)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(shè)計(jì)應(yīng)用取得了良好成效。

表3 整改前后各部位噪音值對(duì)比表

4 結(jié)論

通過對(duì)該水泵機(jī)組采用隔音罩降噪和減振措施后，水泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)近機(jī)組噪音由原來的105dB降到了76dB；水泵機(jī)組周圍10m左右噪音由82dB降到53dB；水泵機(jī)房內(nèi)噪音降低到25dB，水泵機(jī)房外也降低到15dB。根據(jù)《中華人民共和國城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》，本降噪改造設(shè)計(jì)將噪音降至53dB，滿足《中華人民共和國城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》，達(dá)到了預(yù)期降噪目的，本降噪措施是可行的。

[1]王剛.淺談球磨機(jī)吸聲降噪技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（7）：123

[2]葛劍敏.水泵機(jī)組雙層隔振降噪研究[J].噪聲與振動(dòng)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(wèi)生，2006（12）：470

李迎春，女，1976年出生，湖南邵東人，現(xiàn)為廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系教師，工程師，研究方向：水利水電工程。）