空气压缩机房噪声治理

空气压缩机房噪声治理

崔文波

中石化中原石油工程设计有限公司  河南 郑州 457000

摘要：空气压缩机，在生产中发挥着重要作用，但压缩机产生的噪声对人体健康产生很大危害，长期暴露于强噪声环境下，可以引起耳鸣、听力下降、心悸、记忆力减退等多种自觉症状。由于空压机装置所产生的生产性噪声是连续性的，对听力损伤是一种缓慢渐进式的。因此生产场所做好噪声防控、控制消除噪声是防止噪声危害的根本措施。

关键词：噪声；综合治理；空气压缩机；

针对空压机站低频噪声扰民，通过分析频谱，采取设进排气消声器吸声型隔声罩、共振腔式吸声窗等措施，降噪效果优于国家标准，该技术有推广价值。

一、噪声来源和特性

1.电机电磁噪声。5台电机均为380V的鼠笼式交流电机。电机噪声来源于冷却风扇的气流噪声、叶片噪声、转子槽噪声、电磁噪声和机械噪声。电机噪声以低频为主。电机噪声的声压级经计算；

Lp＝10lg（Nn2／R2）＋（8—10）dB

式中N———电机额定功率，N＝550kW

n———电机额定转速，n＝500r／min

R—测点到电机的距离，按规定R＝1m

Lp＝10lg（Nn2／R2）＋（8—10）dB＝68∙8～71∙8dB

2.压缩机本体的机械和空气动力性噪声。压缩机的阀片周期性地撞击阀座和升程限制器，以及曲轴连杆系统运动均产生机械噪声。机械噪声的频谱窄，频率相对固定。空气周期性地吸入排出气缸，以及在中间冷却器、阀室等部位中高速流动，产生较强的动力性噪声，经测试，这部份噪声属低频噪声。

3.管道、冷却器、阀门、储气罐的空气动力噪声。空气从压缩机气缸周期性地冲击式地吸排空气，空气在管道内以较高的速度流动，在管内形成纵波和横波；空气在阀门、弯头、冷却器、储气罐等部位的流向、速度均发生突变，形成涡流，产生动力性噪声。这部分噪声在后冷却器等设备所在的厂房北侧靠居民住宅区的厂房纵墙外尤其强烈。吸气口离厂房地面约10m，产生的噪声无遮挡地向外传播。空压机噪声成明显的低频性，特别是厂房外噪声，频率在125Hz以下的全部低于85dB；主机旁的噪声，频率在500～1000Hz的噪声也超标，分析是因为声波在厂房内反射、叠加所致。低频噪声的波长，长声功率较高，辐射远，是扰民的主要噪声污染源，低频噪声的治理难度很大。

二、治理空压机站噪声污染的技术路线

1.把扰民噪声作为治理的重点。厂房内已经有隔音操作室，工人90％以上的时间在室内工作。经实测，操作室内的噪声仅64dB（A）这低于国家标准所允许的噪声级85dB（A），而附近居民住宅的噪声超标，应该把扰民噪声作为治理的重点。

2.采取综合措施，将噪声声能转化为热能散失掉，从源头解决噪声污染问题。解决扰民噪声可以采用隔声和吸声两种办法。前者受窄缝漏声等因素的影响较大，而现在设备已安装完，要避免已十分困难，效果还不好；后者，用吸声结构和吸声材料，将声能转化为热能散失掉，才能从根本上降低污染。

3.根据现场状况，在后冷却器所在的部位，采用大吸声型隔声罩封闭的办法，在人进出的部位开吸声门，方便工人进出；罩内设手动单梁吊，方便设备检修。

4.在主厂房内设换气设备，降低室内温度，保证电机等设备正常工作。在换气设备上装消声器，不发生二次污染。

三、采用综合措施，设计高效噪声治理设备，解决噪声对环境的污染

1.在吸气管路上设计消声器，降低空气动力性噪声。空气吸入口位置高，噪声频率低，设计高效复合抗性消声器，这种消声器是利用共振结构的阻抗引起声波的反射而消声的。消声器由8个密封空腔组成，空腔的内管上的小孔与气流通道连通形成消声结构。小孔径中的空气柱像柱塞一样在声波的作用下往复振动产生摩擦和阻尼，把声能转化为热能消耗掉。在共振腔的共振频率f0附近时，系统共振，阻抗最大，声波反回声源达到消声，此时振幅最大，消耗的声能也最高，消声效果最佳。在一定的板厚和共振腔的情况下，反复选用孔腔穿孔率，得到最佳f0；此消声器分3段以适用不同频率的噪声。空气吸入消声器的技术性能：

设计消声量ΔL＝46dB

共振频率（3段）：f01＝30Hz f02＝63Hz

f03＝100Hz

阻力ΔP≤100Pa

适应气量100m3／min

2.在排气管上设计阻抗复合消声器，降低排气管的空气动力噪声。可见，厂房内的噪声，除低频噪声超标外1500～1500Hz的噪声也超标。为此，设计了阻抗复合消声器。这种消声器既有共振腔、扩张室、穿孔屏等声学滤波元件又有多孔吸声材料，对不同频率的噪声均有消声作用。排气消声器的主要技术性能；

设计消声量：ΔL＝56dB

适应频率范围：30～8000Hz

工作压力：1MPa

阻力：ΔP≤250Pa

工作温度：≤250℃

3.在室外设计制作大型吸声型隔声罩，吸收声能。在厂房北侧安装吸排气管网、后冷却器、储气罐的部位，沿厂房长度设计一个大的隔声罩，将这些设备全部罩起来。隔声罩采用吸声型，就是用吸声材料和吸声结构吸收声能，将其转化为热能散失掉。隔声罩的固有频率f0设计到远离噪声实际频率。选用3种不同的吸声材料，适应宽频谱，也避免符合效应。隔声罩设计成组合式结构，由立壁和顶盖组成，顶盖浮放在立壁上，方便检修时拆卸。罩内设计有单梁吊，供设备检修时使用。隔声罩立壁的下部是消声进风口；有供工人进出的吸声门，罩内用冷光源照明。隔声罩的技术参数：型式：组合式宽频谱防窄缝漏声吸声型隔声罩，

吸声板厚度：133mm

自身固有频率：2500Hz

设计吸声量：30dB

表层面密度：32kg／m2

适应频率范围：30～8000Hz

4.厂房四周和天窗均改为双层共振腔式吸声窗。在采取了以上消声措施后，扰民噪声大大降低了，但夜间噪声仍超1∙8dB。分析发现是从厂房普通玻璃窗，特别是天窗传播的噪声对居民住宅的污染。为此，在理论计算和试验的基础上，设计了双层共振腔式玻璃窗，这种窗的四周有共振腔，用小孔与双层玻璃之间的空间相通。双层玻璃窗之间的空间的截面积是变化的，可吸收不同频率的声波。主要技术性能；

有效采光面积：740mm×740mm

适应频率范围：30～500Hz

共振频率：60Hz

设计隔声罩量：20dB

5.风机强制通风换气，设轴流风机消声器，避免二次噪声。厂房被封闭后，为解决通风换气问题在厂房纵墙上安装了6台轴流风机，确保每4min换气一次。轴流风机的出口装阻抗复合消声器，设计消声器量为20dB1适应频率范围30～4kHz。

四、不断改进，直至完全解决噪声扰民问题

消声设备安装后扰民噪声降低了，但仍未达标。空压机出口加装消声器，厂房外后冷却器所在部位装吸声罩，采用了消声弯头后，进行了实测，昼间优于国家标准（65dB），但夜间还超标1∙8dB。分析后认为是厂房内的噪声通过天窗和厂房四周的普通单层钢制玻璃平开窗传播的噪声污染所致。为验证这种推断，实测了房顶天窗1m外的噪声。可见，低频声超过90dB1最高达96dB。为此设计安装了如前所述的双层共振腔式吸声窗，最后由攀枝花市环境保护监测站检测，完全达到国家标准GB39096—93《城市区域环境噪声标准》所规定三类环境噪声的规定，即昼间Leg＝65dB（A），夜间Leg＝55dB。实现了预期效果。

总之，空气压缩机站的噪声污染环境，应该治理；测试不同位置的噪声声压级和频谱，准确判断扰民噪声声源，是设计噪声治理设备的基础；制定的噪声治理路线正确，综合措施合理，理论计算准确，结构设计符合要求，解决了噪声对居民住宅的污染；可以在同行业推广应用。

参考文献：

[1]付萍．关于空气压缩机房噪声治理．2019.

[2]赵兴明．空气压缩机房噪声分析与治理.2020.