淺析污水處理廠鼓風機房噪聲與振動設計三步曲

1　喘振及防止方法

1.1　喘振

　　在風機運轉過程中，當流量不斷減少到Qmin值時，進入葉柵的氣流發生分離，在分離區沿著葉輪旋轉方向并以比葉輪旋轉角速度小的速度移動，這就是旋轉脫離。當旋轉脫離擴散到整個通道，會使風機出口壓力突然大幅度下降，而管網中壓力并不馬上減低，于是管網中的氣體壓力就大于風機出口處的壓力，管網中的氣體倒流向風機，直到管網中的壓力下降至低于鼓風機出口壓力才停止。接著，鼓風機又開始向管網供氣，將倒流的氣體壓出去，這又使機內流量減少，壓力再次突然下降，管網中的氣體重新倒流至風機內，如此周而復始，在整個系統中產生周期性的低頻高振幅的壓力脈動及氣流振蕩現象，并發出很大的聲響，機器產生劇烈振動，以至無法工作，這就是喘振。

　　從理論上還不能正確計算出喘振工況點，只能在性能測試時根據經驗來判斷是否進入喘振工況。

　　①　聽測風機出氣管道的氣流噪音。接近喘振工況時，出氣管道中氣流發出的噪音時高時低，產生周期性變化。當進入喘振工況時，噪音立即劇增，甚至有爆音出現。

　　②　觀測風機出口壓力和進口流量變化。正常工作時其出口壓力和進口流量變化不大，當進入喘振區時，二者的變化都很大。

　　③　觀測機體的振動情況。進入喘振區時，機體和軸承都會發生強烈的振動。

1.2　防止方法

　　采用出風管放氣。在出風管上設一旁通管，一旦風量降低至Qmin，旁通管上的閥門自動打開放氣，此時進口的流量增加，工作點可由喘振區移至穩定工作區，從而消除了進氣流量小、沖角過大引起失速和發生喘振的可能性。在采用進口導葉片調節風量時，隨著工況變化，導葉旋轉改變通道面積適應新工況的要求，從而避免氣流失速，可有效防止風機喘振。

2　噪聲控制

　　鼓風機的噪聲對污水處理廠的環境影響非常嚴重，噪聲的輻射主要通過風機本體，進、出風管和連接風道。據有關資料介紹，國外有的鼓風機房為減小噪音將鼓風機設在地下，而地上式鼓風機房室內設有吸音板，門、窗全部是密封的，其造價很可觀。結合我國實際情況，針對風機組產生的各種噪聲源，通常采取的措施有：消聲、隔聲、隔振和包覆。

①　消聲

　　裝設消聲器是控制風機噪聲的主要途徑，消聲器是一種阻止聲音傳播而允許氣流通過的裝置，可以大大減弱進、出風口輻射出來的噪聲。東郊污水廠在進風廊道內兩側整個截面設有若干2
m多長的吸音板塊，空氣從板塊間通過，降低了噪聲。而紀莊子污水廠則在進、出風管道上加設消音器。

②　隔聲和吸聲

　　風機進、出風管加設消音器后，其風機殼體的輻射噪聲仍對周圍環境有較大干擾。在條件允許的情況下，可采取隔音措施，設置隔聲室，在室內壁及天棚襯貼多孔性吸聲材料，以消除機組產生的噪聲。

③　隔振

　　振動是噪聲的主要起源，風機組的振動會產生低頻噪聲，故減輕機器振動是控制噪聲的治本辦法。為此，風機的外殼材料宜選用鑄鐵，以增加設備自重與外殼厚度，減小自振。在風機進、出口處設置柔性波紋管減振接頭，降低風機振動傳遞到風道上產生的輻射噪聲，對于小型鼓風機可在機組的基礎下加設減振器。

④　包覆

　　室外出風管道目前大多數設在地面上，實際運行中噪聲很大，可將出風管全部設在地面以下，利用土層吸音或用隔音材料包覆管道。通過綜合控制會使整個鼓風系統噪聲減弱，達到規范的要求。

3　風機冷卻

　　為改善鼓風機房運行管理環境，在選擇鼓風機時需考慮鼓風機的冷卻形式。目前常采用的冷卻方式有水冷(如紀莊子污水廠)和風冷(如東郊污水廠)。通過運行發現，水冷雖然增加了冷卻水系統，但運行環境良好；而風冷的鼓風機，熱量直接排至室內，夏季室溫高達40
℃以上，東郊污水廠只好在每臺鼓風機上加設通風機及排風管道，影響了機房的環境。因此，鼓風機選型時宜選擇水冷式。

　　每座污水廠選擇的鼓風機類型有所不同，設計形式多種多樣，關鍵是要綜合考慮多方面因素，采用切實可行的方法，設計一套完整的供氣系統，保證污水廠的安全運行，同時創造良好的工作環境。