空氣壓縮機(jī)是面粉企業(yè)必備的生產(chǎn)輔助設(shè)備，在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，但空氣壓縮機(jī)是一種強(qiáng)噪聲設(shè)備，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈噪聲惡化了工作條件和生活環(huán)境。

空壓機(jī)噪聲的特點(diǎn)為：噪聲聲級(jí)高，低頻突出，傳播距離遠(yuǎn)，污染范圍大。特別是某些噪聲的頻率與人的內(nèi)臟器官固有頻率相接近，引起共振，使人產(chǎn)生頭暈、惡心、心律過速、高血壓等癥狀，不僅導(dǎo)致人們的工作和生活質(zhì)量下降，而且容易引發(fā)安全事故和人際關(guān)系矛盾。因此，控制空壓機(jī)噪聲不僅是勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)境保護(hù)的重要問題，也是事關(guān)面粉企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的重要問題。

1 空壓機(jī)噪聲聲源的組成及特點(diǎn)

1.1 空壓機(jī)噪聲聲源的組成

空壓機(jī)是一個(gè)多聲源發(fā)聲體，其噪聲主要為進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、機(jī)械噪聲、電磁噪聲。

1.2 空壓機(jī)噪聲的特性

以5L-40/8型、最大轉(zhuǎn)速為600 r/min的空壓機(jī)為例進(jìn)行分析。

1) 進(jìn)氣口噪聲

空壓機(jī)進(jìn)氣口噪聲的基頻f=2n/60(n為空壓機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)）。除了基頻之外，還有2f,3f等諧波，但高頻諧波的聲級(jí)比基頻聲級(jí)要低。圖1為測得的空壓機(jī)進(jìn)氣口噪聲及頻譜，其基頻f=2n/60=20 Hz,噪聲在100-120 dB(A）之間。

從圖中可看出，進(jìn)氣口噪聲是一種寬頻帶連續(xù)譜，呈低頻特性。聲壓級(jí)由低頻逐漸向高頻降低，即低頻強(qiáng)、頻帶寬，總聲壓級(jí)高。進(jìn)氣噪聲一般隨負(fù)荷的增加而增加，也與進(jìn)氣閥的尺寸、調(diào)速機(jī)構(gòu)和氣門通路結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)�？諌簷C(jī)進(jìn)氣口噪聲比其它部件的噪聲要高7-10 dB(A），是空壓機(jī)的主要噪聲源。

2) 排氣口噪聲

排氣噪聲也是一種寬頻帶連續(xù)譜（如圖1）。從圖中可以看出，噪聲頻譜明顯呈中高頻特性，噪聲頻率較復(fù)雜，噪聲在80--90 dB(A)之間。從圖1可見，排氣噪聲峰值1KHz較突出，在峰值左側(cè)，低頻噪聲聲壓級(jí)較弱，在峰值右側(cè)高頻噪聲聲壓級(jí)較強(qiáng)。排氣噪聲的大小與壓縮氣體的流量、壓力、空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，流量越大，壓力越高，轉(zhuǎn)速越高，噪聲越大。

3) 機(jī)械性噪聲

由于產(chǎn)生機(jī)械噪聲的主要原因是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)，因此，該噪聲頻率是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的整數(shù)倍，其基頻與進(jìn)氣噪聲基頻相同，頻譜也呈低頻特性。如表1為測得的機(jī)械噪聲及頻譜，噪聲一般在90-110dB(A）左右。

從表1中可見，機(jī)械性噪聲具有隨機(jī)性質(zhì)，頻譜窄，頻率相對(duì)固定。機(jī)械噪聲由空壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度和零部件的制造精度即機(jī)械性能決定的，并隨空壓機(jī)轉(zhuǎn)速的大小、沖擊的速度、軸承間隙的大小、機(jī)體與基礎(chǔ)的連接狀況變化而變化。

4) 電磁噪聲

電磁噪聲的特點(diǎn)是頻帶寬，聲級(jí)比較穩(wěn)定。電磁噪聲聲功率級(jí)可用下式估算：

2 空壓機(jī)噪聲控制方法

空壓機(jī)噪聲控制一般采用吸聲、隔聲、消聲3種方法及措施。吸聲是指聲波人射到物體表面時(shí)，部分聲能被物體吸收轉(zhuǎn)化為其他形式的能量而降低噪聲。隔聲是將噪聲源封閉起來，把噪聲控制在一個(gè)小的空間內(nèi)，阻隔聲音的傳播。消聲是將多孔材料按一定方式固定在氣流通道內(nèi)壁中，以達(dá)到削弱空氣動(dòng)力性噪聲的目的。目前，國內(nèi)外空壓機(jī)消聲器的結(jié)構(gòu)形式有6種：抗性消聲器、阻抗復(fù)合消聲器、微穿孔板消聲器、抗性微穿孔板復(fù)合消聲器、文丘里消聲器和組行消聲器。在實(shí)際工作中，可根據(jù)噪聲源類型采取一種或幾種措施同時(shí)進(jìn)行控制。根據(jù)噪聲源頻率的特點(diǎn)及噪聲控制要求和現(xiàn)場條件，空壓機(jī)各部分噪聲治理可采取以下實(shí)施。

2.1 進(jìn)氣口噪聲控制

控制空壓機(jī)的進(jìn)氣噪聲，一般可采取安裝消聲器的方法。由于空壓機(jī)進(jìn)氣口的噪聲為低頻特性，宜采用抗性消聲器�？剐韵暺魇峭ㄟ^管道內(nèi)聲學(xué)特征的突變處將部分聲波反射回聲源方向，達(dá)到消聲目的的消聲器。主要適用于降低低頻及低中頻段的噪聲。其形式有：膨脹式、共振式、擴(kuò)張室式、微穿孔板式、千涉式等。固定式空壓機(jī)通常安裝在室內(nèi)地面，但空壓機(jī)的進(jìn)氣口有的在室內(nèi)有的在室外�？諌簷C(jī)進(jìn)氣口在室內(nèi)時(shí)，應(yīng)將進(jìn)氣口的噪聲降到稍低于機(jī)體的噪聲，進(jìn)氣消聲器的消聲量應(yīng)在 15 dB(A）左右；空壓機(jī)進(jìn)氣口在室外時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)房周圍的環(huán)境條件，將空壓機(jī)進(jìn)氣口噪聲降低到環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)的要求，消聲器的消聲量一般應(yīng)在 20 dB (A)以上。為了保證消音器的消音效果，進(jìn)氣消聲器一般應(yīng)采用無纖維、無泡沫塑料等疏松材料的抗性消聲器，抗性微穿孔板復(fù)合消聲器或微穿孔板消聲器等。常見的空壓機(jī)進(jìn)氣抗性消聲器是在進(jìn)氣口的一段管路壁上開一些均勻小孔，并在這段管路上外接其直徑3-4倍的閉合空腔。小孔中空心氣柱與空腔構(gòu)成共振動(dòng)系統(tǒng)，在共振頻率下，空氣柱振動(dòng)速度很大，克服摩擦阻力消耗較大的聲能，形成一個(gè)抗性男振，有龍妙子的卜卿桑聲效果。

有些空壓機(jī)的進(jìn)氣口裝有空氣濾清器，空氣濾清器對(duì)進(jìn)氣口氣流噪聲有一定衰減，但不能滿足降噪要求，故仍需要增加消聲裝置。一般可利用濾清器鋼架設(shè)置消聲百頁進(jìn)行消聲，消聲百頁用鋁合金板制作，主要為了防銹；百頁采用豎向，有利于防塵；消聲百頁中吸聲材料用空心玻璃棉，其吸聲性能好且為憎水材料，適于用在室外。

2.2 排氣口噪聲控制

排氣壓力高、流量大的空壓機(jī)因產(chǎn)生的排氣噪聲較高，在排氣系統(tǒng)需要設(shè)置專用的消聲器進(jìn)行控制。排氣口消聲器要求消聲量大，消聲頻段寬，具有減壓擴(kuò)容，減小排氣放空的壓力落差的作用，以降低排氣放空噪聲。對(duì)于流量小于20 m3/min空壓機(jī)，噪聲不高且主要為高頻，一般可采用阻性消聲器。消聲阻性消聲器的優(yōu)點(diǎn)是能在較寬的中高頻范圍內(nèi)消聲，特別對(duì)高頻聲波有突出的消聲作用。阻性消聲器利用氣流管道內(nèi)不同結(jié)構(gòu)形式的多孔吸聲材料（常稱阻性材料）吸收聲能，降低噪聲的消聲器，是各類消聲器中形式最多、應(yīng)用最廣的一種消聲器，且具有較寬的消聲頻率范圍，在中、高頻率段消聲性能尤為顯著。阻性消聲器有下列幾種類型：管式消聲器、彎頭式消聲器、小室式消聲器式、圓盤式消聲器。但對(duì)于排氣壓力高和流量大的空壓機(jī)，由于噪聲聲壓級(jí)較大，既有中低頻噪聲又有高頻噪聲，僅靠阻性消聲器效果是不理想的，復(fù)合消聲器是解決問題的有效途徑，復(fù)合式消聲器的形式有：阻抗復(fù)合式，阻性及共振復(fù)合式，抗性及微穿孔板復(fù)合式等。復(fù)合式消聲器綜合前種優(yōu)點(diǎn)，由于阻性消聲器雖有優(yōu)良的中高頻消聲性能，而低頻消聲性能則較差，且難以提高，而擴(kuò)張式及共振式消聲器則相反，在低中頻具有較好的消聲性能，高頻消聲效果一般都較差。若將阻性與抗性兩種消聲原理合成一種消聲器，就可在較寬的頻率范圍內(nèi)得到滿意的消聲效果。這種消聲器有共振腔、擴(kuò)張室、穿孔屏等聲學(xué)濾波元件又有孔吸聲材料，對(duì)不同頻率的噪聲均有消聲作用。

2.3 本體噪聲控制

控制空壓機(jī)的機(jī)體噪聲、電動(dòng)機(jī)噪聲，常用考慮采用隔聲加吸聲的控制技術(shù)。措施是給壓縮機(jī)加裝隔聲罩或制隔聲間，以阻止噪聲的傳播。這是因?yàn)閮H用消聲措施無法控制輻射噪聲和機(jī)電噪聲。在空壓機(jī)進(jìn)氣口噪聲下降10--20 dB以后，機(jī)殼的輻射噪聲將變?yōu)橹饕曉�。�?duì)于小型移動(dòng)式空壓機(jī)常采用隔聲罩的控制措施；對(duì)于大型或多臺(tái)數(shù)空壓機(jī)可在機(jī)房及操作間制作隔聲間。為了提高隔聲罩的隔聲效果，通常在其內(nèi)附設(shè)吸聲層。如果隔聲罩內(nèi)沒有吸聲材料，那么，噪聲源通過鋼板連續(xù)反射而不被吸收，罩內(nèi)將形成一個(gè)混響場，導(dǎo)致罩內(nèi)聲級(jí)增大。材料的吸聲系數(shù)越大，它的吸聲能力就越好，吸聲系數(shù)隨頻率、厚度以及密度而變化。

隔聲罩、隔聲間要考慮散熱問題，通常在隔聲體上設(shè)置進(jìn)氣消聲器和排氣消聲器。隔聲設(shè)備要考慮維修的方便性，設(shè)置隔聲門和觀察窗，方便拆卸，并且注意在裝后保證接縫處嚴(yán)密。隔聲門、隔聲窗、進(jìn)氣消聲器與罩體保持隔聲量匹配相近。為提高隔聲罩降噪效果，隔聲罩的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足：隔聲罩板要選擇具有足夠隔聲量的材料制成，如薄金屬板；處理好門、窗、洞口等隔聲薄弱環(huán)節(jié)；內(nèi)壁做強(qiáng)吸聲處理，選擇合適的吸聲材料。

貯氣罐噪聲的消除通常用懸掛吸聲體的辦法。當(dāng)壓縮空氣進(jìn)人罐內(nèi)時(shí)，在罐內(nèi)的吸聲體吸收聲能，從而達(dá)到降噪效果。降低排氣管道噪聲，采用管道包扎的辦法或?qū)⒐艿缆裨诘叵�，采用包扎阻尼的方法是：�?nèi)層選用瀝青油氈裹緊原管道，其阻尼作用可以消弱管道震動(dòng)從而降低管道再生噪音；外層選用3 mm厚的鍍鋅鋼板，中間層選用50mm厚、容重為 150 kg/m3的巖棉氈。隔聲包扎獲得了近20 dB（A)的降噪量。

2.4 控制機(jī)體的振動(dòng)

控制空壓機(jī)噪聲就必須控制振動(dòng)�？諌簷C(jī)的振動(dòng)主要通過基礎(chǔ)和管道系統(tǒng)向外傳遞。振動(dòng)的控制主要是采取隔振控制。主要措施如下：

①使用隔振器。隔振器把空氣壓縮機(jī)與基礎(chǔ)之間形成彈性聯(lián)結(jié)，減少振幅實(shí)現(xiàn)隔振，這是隔振的最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

②采用隔振縫懸浮基礎(chǔ)。隔振縫懸浮地基切斷空壓機(jī)振動(dòng)向土壤傳遞的途徑。隔振縫寬150-200 mm，充干砂，在基礎(chǔ)下面鋪干砂和工業(yè)氈，氈厚20-40 mm,

③采用隔振溝。有些情況可采取地面挖溝，用以切斷沿地面?zhèn)鞑ケ砻娌橹鞯恼駝?dòng)。

2.5 控制管道的振動(dòng)

在空壓機(jī)的噪聲控制中管道通常存在振動(dòng)和輻射噪聲兩個(gè)問題要解決�？諌簷C(jī)管道振動(dòng)原因是空壓機(jī)振動(dòng)傳遞給管道的；另一個(gè)原因是管內(nèi)的氣流脈沖引起振動(dòng)。當(dāng)這振動(dòng)頻率在20-20 kHz時(shí)，就與聲聯(lián)系起來了，就形成了管道的聲輻射�？刂乒艿勒駝�(dòng)與聲輻射的措施如下：

公壁開共振管長度。當(dāng)空壓機(jī)激發(fā)頻率與管件系統(tǒng)的固有頻率相吻合時(shí)引起共振，此時(shí)管的長度為共振管長度。計(jì)算公式如下：

G=(0.8-1.2)Ck/4f (k=1，3，5，…）

式中C一聲速，m/s;f-激發(fā)主頻率，HZ.

②在管道中加設(shè)孔板�？装迨亲枇υ�，可以降低脈沖氣流，孔板的孔徑與管道徑之比D $L/D管= 0.43--0.50�？装搴穸菻=3-5mm�？装灏惭b在脈沖較大的進(jìn)出口處，且空積足夠大的進(jìn)出口處。

③加軟膠管聯(lián)接，將沿管路的振動(dòng)切斷。即將一段金屬管改為膠管，通常長度>0.5 m長即可。

④在管路固定處采取彈性固定，以免振動(dòng)傳遞給支承。

⑤設(shè)置緩沖式消音器。

⑥用減振材料包裹管路，例如，用瀝青布包裹空壓機(jī)管路，可以有效降低輻射噪聲。

3 空壓機(jī)噪聲治理實(shí)例分析

以某面粉廠空壓站5L-40/8型空壓機(jī)為例。原吸氣系統(tǒng)采用孔板消除氣流壓力脈動(dòng)與小孔進(jìn)氣消聲方案；排氣放空系統(tǒng)采用空氣過濾器與小孔排氣消聲器降噪。系統(tǒng)最大噪聲超過100 dB (A)。

采用改進(jìn)空壓機(jī)噪聲治理方案如下：

① 進(jìn)氣口采用抗性復(fù)合消聲器（如圖2)，消聲器的外層選用2 mm厚的鋼板，內(nèi)襯薄層聚氨脂泡沫材料。根據(jù)抗性消聲器的消聲特性，避免在許多通過頻率消聲量為零的缺點(diǎn)，在擴(kuò)張室內(nèi)插人內(nèi)接管。為改善空氣動(dòng)力性能，用穿孔率大于25％的穿孔管，把兩根內(nèi)插管連接起來，形成兩個(gè)擴(kuò)張室，動(dòng)態(tài)特性好、消聲量大。

②在貯氣罐進(jìn)口加裝能消減氣流壓力脈動(dòng)的孔板，用孔板消減氣流脈動(dòng)，不需改動(dòng)管道，費(fèi)用低。

③ 排氣放空口采用阻抗性復(fù)合型消聲器（見圖3)。阻抗復(fù)合消聲器是在圓筒抗性消聲器一端內(nèi)插穿空管而成，以抗性為主，以阻性為主輔。阻性段具有減壓擴(kuò)容，減小排氣放空的壓力落差的作用，從而有效降低低頻噪聲�？剐韵暺鲀�(nèi)、外管間填充厚玻璃棉氈，對(duì)高頻噪聲有較好消聲作用。

通過上述綜合方法治理后，降噪效果顯著，空壓機(jī)進(jìn)氣最大噪聲<70 dB(A），有效降噪31 dB（A）：排氣放空聲最大噪聲<60dB（A），有效降噪28 dB(A）。

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