水泵噪聲治理工藝研究

李志明

（廣東省海洋工程職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 廣州 510320）

1 引言

水泵噪聲是指水泵在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的不規(guī)則的、間歇的、連續(xù)的或隨機(jī)的噪聲。水泵噪聲與日常生活接觸的工業(yè)噪聲、交通噪聲不同，它屬于低頻噪聲（頻率在500Hz以下的聲音）。低頻噪聲的特點(diǎn)就是衰減緩慢、聲波較長(zhǎng)、其衍射波能輕易繞過(guò)障礙物，所以低頻噪聲不易處理。在機(jī)泵房?jī)?nèi)工作，或在機(jī)泵運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)境內(nèi)工作，機(jī)泵產(chǎn)生的噪聲會(huì)給操作人員的工作和生活帶來(lái)較大影響。長(zhǎng)期工作和生活在這樣的環(huán)境中，人們會(huì)感到疲勞，在水泵噪聲刺激下會(huì)使人的心情煩躁，注意力分散，大腦反映遲鈍等，所以，有必要進(jìn)行水泵噪聲治理。

2 噪聲源分析

水泵噪聲就其發(fā)聲部位來(lái)說(shuō)，主要為泵體噪聲、電機(jī)噪聲及管路噪聲三部分。

2.1 泵體噪聲

當(dāng)葉輪被泵軸帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片和被葉片帶動(dòng)的水流之間發(fā)生力的作用，將外加的機(jī)械能傳遞給被拋的水流。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片上的水流質(zhì)點(diǎn)的圓周速度沿半徑方向愈來(lái)愈大，在逐步增大的離心作用下，基本上沿著徑向流過(guò)葉輪，并被甩向葉輪出口，從而使水流獲得動(dòng)能。由于水泵葉輪上的葉片數(shù)有限，在葉輪出口處圓周方向形成的壓力分布不均勻，當(dāng)水周期性地通過(guò)導(dǎo)葉的進(jìn)口或蝸殼室的隔舌部位時(shí)，這個(gè)壓力的高低變化就傳遞到壓水測(cè)，這種壓力脈動(dòng)產(chǎn)生了泵體的噪聲以及泵殼出水管的振動(dòng)。同時(shí)在葉輪、導(dǎo)葉、泵殼的內(nèi)部，漩渦的發(fā)生是不可避免的，特別是在遠(yuǎn)離水泵設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的狀態(tài)下，這種漩渦不規(guī)則地反復(fù)發(fā)生、消失、也會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)。

2.2 電機(jī)噪聲

電動(dòng)機(jī)的噪聲是由空氣動(dòng)力性噪聲、電磁噪聲和機(jī)械性噪聲三部分組成。①空氣動(dòng)力性噪聲：它主要是由電動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇所引起，其噪聲大小及頻譜特性由風(fēng)扇葉片的形狀、尺寸、數(shù)目及轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù)所決定。②電磁噪聲：它是由定子與轉(zhuǎn)子之間交變電磁引力、磁致伸縮引起的。電磁噪聲的大小與電動(dòng)機(jī)功率、極數(shù)有關(guān)。大功率電動(dòng)機(jī)的電磁噪聲占有相當(dāng)?shù)某煞帧＂蹤C(jī)械性噪聲：它是由軸承摩擦、機(jī)體運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡和結(jié)構(gòu)共振所引起的。潤(rùn)滑不好的軸承、偏心較大的電動(dòng)機(jī)及共振機(jī)件等的機(jī)械性噪聲最為突出。一般電動(dòng)機(jī)以空氣動(dòng)力性噪聲為最強(qiáng)，它往往超過(guò)電磁噪聲與機(jī)械性噪聲二者之和。

2.3 管路噪聲

由于管路中都設(shè)有閥門(mén)，當(dāng)水流經(jīng)過(guò)閥門(mén)時(shí)，其流動(dòng)狀況發(fā)生激烈變化，由于閥門(mén)的節(jié)流作用，流體在閥門(mén)前后激烈的混攪、沖擊，同時(shí)壓力也有劇烈的變化，在此變化過(guò)程中有部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷埽栽肼暤男问捷椛涑鰜?lái)；另外止回閥門(mén)的開(kāi)啟與閉合也會(huì)產(chǎn)生機(jī)械性噪聲。

3 水泵噪聲治理工藝

噪聲傳播過(guò)程中有三要素：即聲源、傳播途徑和接受者。對(duì)聲源進(jìn)行控制是最根本的噪聲控制措施，對(duì)聲源的控制一般有用隔聲、吸聲、消聲三種技術(shù)手段。這三種技術(shù)手段又以隔聲措施投資少、效果好。本文以廣東某研究所辦公樓水泵房為例來(lái)介紹水泵噪聲治理工藝。

所內(nèi)現(xiàn)有水泵房?jī)蓚€(gè)，A泵房在食堂旁，有1臺(tái)3kW電機(jī)水泵工作；B泵房在宿舍樓底層，有4臺(tái)4kW水泵。由于其緊鄰宿舍舍區(qū)，已成為所里噪聲污染源，為改善職工生活條件，所里決定對(duì)其進(jìn)行治理。

根據(jù)所里泵房情況，A泵房噪聲治理采用隔聲罩，B泵房噪聲治理將整個(gè)泵房作隔聲間處理。

4 治理措施

4.1 A泵房

A泵房只安裝1臺(tái)3kW電機(jī)的水泵，且緊鄰食堂旁，因此該泵房?jī)H作隔聲罩，并考慮電機(jī)散熱問(wèn)題即可。

（1）隔聲罩。根據(jù)水泵尺寸L×B×H（mm），則隔聲罩尺寸為（L＋400）×（B＋400）×（H＋200）（mm）即可。并預(yù)留一個(gè)進(jìn)風(fēng)口100mm×100mm即可，在另一側(cè)留1個(gè)100mm×100mm抽風(fēng)口。隔聲罩采用30mm×30mm角鐵為框架，0.5mm鋅鐵皮作外罩，內(nèi)附30mm厚巖棉作為吸聲材料，隔聲罩和地面接觸處放置乳膠條，隔聲罩為整體罩，維修水泵時(shí)只需將隔聲罩拿開(kāi)即可。

（2）隔聲罩通風(fēng)。安裝1個(gè)微型風(fēng)扇，供隔聲罩散熱使用，微型風(fēng)扇風(fēng)量為800m3／h即可，隔聲罩內(nèi)溫升為3℃，風(fēng)扇控制可由水泵控制系統(tǒng)中引線即可實(shí)現(xiàn)水泵、風(fēng)扇的開(kāi)和關(guān)。

（3）防振。①水泵進(jìn)出水管均安裝防振膠喉點(diǎn)；②水泵出口處安裝的止回閥改用消聲止回閥；③水泵和地腳螺栓之間連接處放置防振膠墊。

4.2 B泵房

B泵房在宿舍樓底層，共有4臺(tái)配4kW電機(jī)的水泵，其工作方式為二開(kāi)二備，由于該泵房水泵數(shù)量多，且二樓即為職工居家，因此本方案考慮將泵房整體作隔聲間進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）隔音窗。現(xiàn)有泵房外墻安裝有采光窗，其為普通窗戶，因此本方案建議將此窗改用雙層玻璃隔音窗，可將尺寸適當(dāng)改小，并在此留300mm×300mm進(jìn)風(fēng)口。

（2）隔音門(mén)。現(xiàn)有門(mén)為鐵欄桿門(mén)，因此建議將此門(mén)改用隔音門(mén)。

（3）通風(fēng)措施。由于泵房?jī)?nèi)有可能2臺(tái)泵同時(shí)工作，作了隔音處理后，需考慮通風(fēng)設(shè)施，根據(jù)水泵電機(jī)功率，并考慮此泵房面積較大，且有一水池，宜選用通風(fēng)量為1500m3／h的小型風(fēng)機(jī)，機(jī)房?jī)?nèi)最大溫升為3℃；風(fēng)機(jī)控制為任一臺(tái)水泵開(kāi)啟均需開(kāi)風(fēng)機(jī)，泵全部停時(shí)風(fēng)機(jī)才能停開(kāi)。風(fēng)機(jī)需配1個(gè)0.4m×0.4m×1m的排風(fēng)消音箱；進(jìn)風(fēng)口也需設(shè)計(jì)安裝1個(gè)0.4m×0.4m×1m的進(jìn)風(fēng)消音箱。

（4）防振措施。水泵進(jìn)出水管均安裝防振膠喉點(diǎn)；水泵出口處安裝的止回閥改用消聲止回閥；水泵和地腳螺栓之間連接處放置防振膠墊。

5 主要材料和設(shè)備

主要材料和設(shè)備見(jiàn)表1和表2。

表1 A泵房主要材料清單

表2 B泵房主要材料清單

6 工程效果

該工程工期一個(gè)月，工程竣工后，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)噪聲值都符合《GB22337－2008社會(huì)生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》中的室內(nèi)噪聲排放限值規(guī)定，通過(guò)業(yè)主驗(yàn)收。

水泵噪聲治理工程量比較小，但水泵噪聲屬于低頻噪聲，雖然沒(méi)有高頻噪聲的影響那么明顯，往往容易被人們忽視，但長(zhǎng)期的低頻噪聲會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生較大影響，是城市居民健康的潛在殺手。所以，對(duì)于居民區(qū)、辦公樓的水泵噪聲的治理是非常有必要的。

［1］張寶杰.環(huán)境物理性污染控制［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［2］李志杰.泵站聲源、振源分析及噪聲預(yù)防措施［J］.供熱制冷，2007（8），55～56.

［3］王圣光，江世強(qiáng)，單建文，等.水泵系統(tǒng)噪聲與振動(dòng)控制［J］.環(huán)境工程，2012（1）：128～130.