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    螺杆压缩机低频噪声性能控制研究
    发布时间:2021/9/11  浏览次数:61 次  来源:本站

    摘  要:近些年,螺杆压缩机被广泛地应用到工业生产制造中,尤其是自动化、制冷、矿山和化工等行业应用最为广泛。螺杆压缩机常用于二氧化碳、甲烷和天然气等工艺气体的压缩,螺杆压缩机在性能上具备很多优势,但在运行过程中也有一些弊端,比如在工作运行中容易产生低频噪声,这种低频噪声具有很强的穿透力,对操作人员的身体会产生一定的伤害,特别是损伤听力,本文主要分析了螺杆压缩机在工作运行中产生低频噪声的原因,并积极找出了相应的控制和解决办法,希望这些能够具有一定的借鉴和参考价值。

     

    关键词:螺杆压缩机;低频噪声;控制研究

     

    0  引言

     

    从事工业生产制造的人对于螺杆压缩机都不陌生,螺杆压缩机是容积式压缩机中的一种,最近几年螺杆压缩机在工业领域得到了极为广泛的应用,主要用于各种工艺气体的压缩。螺杆压缩机的内部结构简单,操作时不需要设定特别复杂的程序,能够在各种复杂多变的工作环境下运行,而且工作人员还可以实行远程操控,自动化程度非常高。螺杆压缩机在工作运行时稳定性也很高,安全可靠。螺杆压缩机的应用在很大程度上提高了工业生产的效率,节约了生产成本,推动了我国工业的进步和发展。但是螺杆压缩机由于在工作运行时受到多种因素的影响会产生一些低频噪声,低频噪声不但会对工作人员的身体造成伤害,也会影响到机组的性能,更不符合我国工业节能环保的发展理念,如今,人们的环保意识在不断增强,行业的规范化程度也越来越高,那么如何降低和控制螺杆压缩机低频噪声、发展节能环保工业在当今就显得尤为重要了。螺杆压缩机的研发和制造企业应该增加科研投入,培养一批专业技能水平高,创新能力强的人才,不断的去改进和完善技术,使螺杆压缩机的性能更加稳定,在研发阶段应该充分考虑到所用可能使螺杆压缩机产生低频噪音的因素,以便在生产时能够规避一些问题,有效的降低和低频噪音的产生,工业企业在使用螺杆压缩机进行生产制造时,也应该认真的分析导致噪声产生的原因,辨别噪声源,对低频噪声传播途径加以控制,从而找到有效控制噪声的措施。

     

    1  导致螺杆压缩机产生低频噪声的原因

     

    通过大量的工业生产实践以及对不同型号螺杆压缩机的实验观察,我们发现,从产生机理上来看,概括起来导致螺杆压缩机产生低频噪声的原因主要有以下几个方面:空气动力、机械振动和电磁振动。为了有效的控制螺杆压缩机低频噪声,我们就必须从噪声源入手,从源头抓起,努力降低螺杆压缩机机组振动发生,一方面在噪声传播途径上想办法,另一方面使用一些技术手段或特殊材料进行隔离噪声、吸收噪声和消除噪声。

     

    ①螺杆压缩机在运行中气体的流动以及吸气、排气时发生共振导致噪声的产生

     

    空气在进入螺杆压缩机的进气管道时,在进气口会产生一定的压力差,这种压力差引发吸气噪声,当排气口与排气管道相接通或被切断时,会有大量的被压缩的气体排出,气体在排放的瞬间会产生很大的脉动和强烈的涡流喷注,从而产生噪声,在工作实践中我们发现由于排气产生的噪声比吸气产生的噪声要严重的多。气流进入螺杆压缩机的进气管和出气管时会产生特别大的压力脉动,此时会产生大量的脉动噪声,另外,压缩机的机壳、定子和转子内由于存在着强大的气柱,气柱会发生共鸣,气柱共鸣现象也是导致低频噪声产生的重要原因。

     

    ②螺杆压缩机机组各部件振动导致机械性噪声的产生

     

    由于机械设备构造的特殊性,所有的机械设备在运转过程中由于受转速、齿轮咬合和各零部件摩擦等因素的影响都会引起固体振动,只要有振动伴随而来的就会有噪声,同样道理,螺杆压缩机在工作运转过程中也和其他设备一样面临着同样的问题,本身螺杆压缩机转子就具有不平衡性,加之转动频率较大,在运转中这种不平衡性就会导致振动产生,另外,螺杆压缩机机组的各部件,如轴承、机壳、支撑装置和固定装置,只要开机运转都会产生振动噪声,以上这些全部都是机械性噪声,我们在进行噪声控制时,必须要采取有针对性的手段和方法,对噪声源进行仔细的辨别和分析,找出机械性噪声的分布特点和范围,从而采取最为恰当的控制措施,不做徒劳无用之功,真正的有的放矢。

     

    ③就像其他机械设备装置一样,螺杆压缩机也配有内置驱动装置,在正常工作运转时,内置的电动机受到基波和谐波的双重影响会引起一些振动,由此产生电磁噪声。

     

    2  控制螺杆压缩机产生低频噪声的有效措施

     

    通过在实际工作中的探索和研究,我们找到了螺杆压缩机低频噪声源,并对引发螺杆压缩机低频噪声的原因进行了深入的分析,通过对噪声源本身以及噪声源传播方式的研究,我们总结得出,为了有效的降低和控制螺杆压缩机低频噪声,我们需要在噪声的源头和噪声的传播途径方面加以控制,采取相应的措施,另外,由于噪声具有很强的穿透力,会对操作人员的听力造成损伤,因此除了对噪声控制外,操作人员还应该做好防护措施,做好人耳防护措施。

     

    2.1对螺杆压缩机噪声源和传播途径进行控制

     

    在前面我们已经分析过了螺杆压缩机噪声源包括空气性动力噪声、机械性噪声和电磁噪声,在噪声源上控制主要也就是从这几个方面入手,但在实际操作控制中我们发现,对噪声源进行干预,在一定程度上螺杆压缩机的性能会受到影响,甚至会导致螺杆压缩机一些重要的参数发生改变,这无疑给螺杆压缩机的设计带来了更高的难度,设计人员又需要去攻克和解决这方面的难题,其实螺杆压缩机也并非一个企业独立完成研发和生产,会涉及到很多外协单位,有一部分配件也需要外购,如果参数发生改变那么相应的配件也需要进行调整,这样的话无论是科研经费还是生产制造成本都会大幅增加,考虑到较高的成本,所以这种措施一般要慎重选择,在控制噪声方面这种措施也不是唯一方法,可以结合其他措施共同使用。

     

    ①在螺杆压缩机排气口处安装消声器

     

    在前面我们也分析过了在空气动力噪声中,排气时产生的噪声最为严重,因此想要对噪声进行控制就需要想办法减弱排气脉动,降低排气脉动最佳的方式就是在螺杆压缩机排气口安装消声装置。噪声在螺杆压缩机中的传播主要依靠排气管管壁和机体表面来完成,最大的噪声主要集中在与螺杆压缩机管段最接近的地方,也就是排气口处,相比之下,进气口处的压力差相对较小,产生的噪声远不及排气口处,但是进气口处也会有噪声的产生,为了削弱进出气口的噪声,我们通常会在进气管与机组相接处装置消声器,在排气管与机组相接处也安装消声器,这种方法目前在控制噪声方面应用最为广泛,这种方式下螺杆压缩机的性能和机组的机型都不会受到影响,重要参数也不会发生改变,而且消减、控制噪声的效果比较明显,采用这种控制方式我们不需要对噪声源进行仔细的研究、辨别和分析,这样在工作程序上节约了很多时间,我们早了解噪声的频率即可,在设计上,消声器系统与螺杆压缩机系统可以互相完全独立不受任何的影响,采用消声器控制噪声的方式能够为螺杆压缩机研发单位和生产制造单位节省很多经费开支,也有利于降低噪声控制成本。在消声装置中,抗式消声器在控制和减弱低频噪声方面效果更为突出,它工作的原理是对噪声在传播过程中进行干预,把绝大部分噪声通过管道内壁反射回去,实现声能转移,从而达到消弱噪声的目的。抗式消声器在高温、高湿和气体流动速度较快的环境中都可以广泛使用。

     

    ②为螺杆压缩机安装隔声罩

     

    这种措施的工作原理是把螺杆压缩机的机组置于隔声罩内,让隔声罩内的吸收材料把噪声一部分吸收掉,另外隔声罩的内壁也可以反射回去一部分噪声,这样能够传播到外界环境中的噪声也就所剩无几了,为了达到良好的隔声效果,隔声罩的设计必须要注意很多问题,严格高标准,首先在隔声罩材料的选择上,必须要选择隔声效果足够好的材质,一般情况下材质我们会选择薄金属板,由于在洞口、缝隙处噪声容易向外传播,这些地方一直都是降噪的薄弱部分,因此在这些部位处要特别做好相应措施,特别要做好密封工作,但是在做完密封处理后罩内的气温势必也会上升,空气流通也会更加不畅通,为了解决这一问题,最佳的处理方法是使用散热风扇,把散热风扇设置在隔罩的顶部,散热风扇的机型也有特殊要求,直径要小,转速要高,另外,隔声罩内壁使用的吸声材料也必须具备较高的吸声系数。前面我们分析过当螺杆压缩机的电机在运转过程中会产生电磁噪声,当电磁噪声达到一定程度时,整个机组设备都要安装使用隔声罩,在电磁噪声相对较弱时,隔离罩可以只安装在压缩机上。在使用隔声罩时如果隔声罩与螺杆压缩机产生刚性连接,那么也会发生振动,从而产生机械性噪声,为了避免这一状况,隔声罩的底部需要使用柔软度比较高的材料做隔振处理。

     

    2.2做好人耳防护工作

     

    无论是哪种类型的噪声在向外界环境传播过程中都会对操作工作人员的身体造成伤害,特别是会影响人的听力。长期在这种环境下工作的人听力往往比较差,除了在噪声源和传播途径上进行噪声控制降低噪声影响和危害外,相关工作人员在对螺杆压缩机进行检修时,需要做好耳朵的防护措施,戴耳罩和耳塞是最直接和有效的方法,这种方法也是最节约成本的方法,但是这种方法仅限于对人耳的防护,并不能特别有效的消除和减弱噪声。如果想要达到更好的减弱和控制噪声,还应该从噪声源和传播途径入手,这样会更直接、更有效。通过对导致螺杆压缩机产生低频噪声的原因进行深入细致的分析,我们找到了相应的解决措施,这些措施在实际工作中也见到了成效,除了以上技术措施外,我们还可以不断的去提升螺杆压缩机各配件的质量,优化压缩机系统设计,广泛的应用新型材料,这些也可以在很大程度上达到控制噪声的效果,这就需要研发企业不停的去探索,寻找更多途径。

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