浅谈煤矿通风机产生噪声的原因与控制

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浅谈煤 矿通 风机产 生噪 声 的原 因与控 制
葛 彦 青 ຫໍສະໝຸດ （ 煤 集 团 大平 煤 矿 ） 铁 摘 要： 风机是煤矿 生产 中必不 可少的通用机械 设备 。 煤矿 主风杌在运行 中产 生的噪声 常常是影响工人 健康 和干扰环境安静的祸源。 因此， 为
降低煤矿主风机 噪声， 进行噪声控制 的研 究具有很大的意义。 关键词 ： 井通风机 ； 矿 噪声原 因； 控制
对通风机噪声的控制， 最根本的措施是从声 通风机气固耦合噪声问题基本上属于弹性结构体 ３ 风机棚组加装隔声罩 ２ 源上根治噪声， 即设计制造高性能 、 低噪声 的风机 外部绕流的流动诱发振动 ， 从而产生噪声 ， 也就是 煤矿 主风机机壳 、 电动机、 基础振动等部位 是控制风机噪声的根本途径。 但是， 当前对噪声较 气固耦合动力学问题 ，当叶片由于外界原因以某 辐射的噪声－Ｒ 主要 噪声源， Ｉ ： ￣ 需要采取综合治理 最常用也是最 高的通风机进行合理的结构改造和安装适当的消 固 有频率作初始微幅振动时 ， 将会与周围气流 措施， 发生能量交换 ，既可能由于向气流传递能量而使 隔声罩。采用加装隔声罩措施就是将整个风机机 １矿井通风机的分类 叶片振动衰减 ， 也可能从气流中吸取能量而使振 组用密闭的隔声罩围包起来 。隔声是利用隔声结 矿井通风机按工作范围分三种 ： 用于全矿井 动加剧 。 在通风机 中， 常见的是叶片颤振现象及其 构将噪声隔挡， 减弱噪声的传递。 隔声罩是按隔声 它由隔声层阻尼村料 、 吸声层和护面 或矿井某翼（ 的， 区） 叫主要扇风机 ， 主扇 ； 简称 用 引 的噪声。 起 从流体力学角度来看， 耦合噪声基本 原理设制的， 于矿井某些分支风路中调节风量，帮助主扇工作 上可分为两类 ： 一类可认为流动分离和边界层效 层组成 。这样使隔声罩具有隔声和吸声双重降噪 的， 叫辅助扇风机 ， 简称辅扇； 用于矿井 局部地 区 应对于噪声发作没有重要影响 ； 另一类 的噪声发 效果， 可大大提高减噪效果。风机加装隔声罩， 主 （ 主要是独头掘进井巷） 通风的 ， 叫局部扇风机， 简 作机理与流动分离和旋涡密切相关 。叶轮机械均 要的困难在于解决机组的温升和冷却问题。风机 称局扇。主扇分离心式和轴流式两类 ： ａ 离心式扇 以后—类更为常见 。同时 ，转子与静子的气动干 机组加装隔声罩后， 风机运转和电动机所散发的 使温度升高。 这对电动机的运行 风机 ， 由动轮 ， 螺形机壳 ， 吸风管和扩散器等组成 ， 扰、位于进 口 前方的整流板对转子形成的非定常 热量积蓄在罩内， 动轮又 由固定在轮轴上的轮毂和其 上的叶片组 扰动进气口流场畸变等都是噪声产生的因素。此 极为不利， 过高的温度会降低电机 的绝缘性能和 成。叶片分前倾式、 向式和后倾式三种 ， 径 矿用离 外 ， 当叶轮旋转时 ， 在叶片的出口处 ， 沿着周 向气 工作效氧 严重时甚至烧毁电机。 目前国内外采取 心式主扇多用后倾式。 当动轮旋转时 ， 由吸风 流的速度和压力都是不均匀的。这种不均匀的气 的冷却措施均 以 空气 风冷方法为最普遍 。在风机机壳 管进入动轮的 中心部分 ， 折转 ９ ＂ 沿 叶道甩人 流作用在蜗壳 Ｅ 成压力随时间的脉动而产生噪 表面涂阻尼材料也有利减振降噪。 ０后， 形 阻尼材料具有 螺形机壳， 再经扩散器流出。 ． ｂ 轴流式扇风机 ， 由装 声。 同时， 由于风 的存在， 舌 旋转的叶片经过时 ， 风 损耗振动机械能的能力， 将阻尼材料喷刷在机壳 有叶片的动轮、 圆筒形机壳、 集风器、 整流器、 流线 舌便产生干扰 ， 使气流作用在叶片上的力也随时 表面作成 自由层， 当结构发生振动辐射噪声时阻 而产生噪声。 尼层发生变形， 依靠阻尼材料 的内摩擦耗能， 将 体和扩散器等组成。 为提高风压 ， 有的可安置两段 间脉动 ， 动轮。当动轮旋转时， 翼形叶片带动空气沿轴向流 对风机的噪声进行有效控制， 首先应控制其 机械能转化为热能， 消散于周 围环境 中， 可达到 动， 经扩散器排出。轴流式扇风机叶片 ， 以一定的 噪声源， 然而， 对于噪声高达 ＩＯ Ｂ（ ）以上的 降噪 目的。 ｌｄ Ａ 安装角安设在动轮上，调整安装角可改变风机 煤矿主通风机， 要使风机出风口噪声有大 幅度的 ３ ３采取改造风机房的 综合治理措施如果有 能。 离心式扇风扒结构简单 ， 噪声小， 稳定工作范 降低， 通过优化风机结构控制噪声源， 从而达到 专门的风机机房， 则可结合现场情况采取将风机 即把风机机组封闭 围大， 但风量调节不便 ， 必须用反风道反风。轴流 大的降噪效果是很难实现的。因此必须考虑从传 房改造成隔声间的降噪方法， 这样机房内的噪 式扇风机结构较紧凑 ， 性能调节方便， 调节范围较 播路径 ｔ 来控制噪声。由于煤矿主通风机的噪声 在风机房 内使其噪声传不出去， 尢 可反转反风； 但噪声大 ， 稳定工作范围小。 的辐射部位主要是出气 口和机壳。 因此 在传播路 声虽尢 但外界噪声贝 ／多了。 Ｊ Ｉ、 Ｊ 密封的风机房 匕 要 ２矿井通冈胡产生噪声 的 原因 径上对风机实施噪声控制时， 应同时考虑 出气 口 安装进气口消声器 以供 风机吸气和电动机 、 机壳 等散热之需要。在冷却风机出气管路上也可再装 通风机在一定工况下运转时， 产生 的噪声， 和机壳的辐射噪声。 主要包括空气动力产生的噪声；机械振动产生的 ３煤矿通风机噪声的控制措施 个消声器 以减弱风机出气噪声。若要降低隔声 噪声；以及气体和固体弹性系统互相作用产生的 ３ ． １在风 棚肘 出气 口 管道 Ｅ 安装消声器 间内的噪声， 可在房间内表面采取吸气处理或悬 对 噪声， 即耦合噪声。 其中 气动噪声和耦合噪声产生 在风机噪声中， 进、出气口辐射的空气动力 挂消声体； 风机 机壳和输气管采取阻尼措施 ， 所 首先应将这部分噪声降 涂贴包裹吸声材料； 绝风机基础振动， 为隔 减弱 固 的机理尤为复杂 ， 空气动力性噪声是风机的主要 性噪声强度最大， 以， 噪声。它分成旋转噪声和涡流噪声。 下来。 在局扇进 、 出气口安装消声器是抑制其噪声 体声的传递， 可在风机下安装减振器或设计专 门 ２ １通风机 内 部流动分离产生的噪声 的最有效措施 。由于煤矿主风机在使用时为抽出 的隔振基础。 许多实例证明， 采取改造风机房的噪 结果是令人满意的。 叶轮高速旋转时， 叶轮机械内部流动分离形 式通风， 噪声的主要辐射部位在风机的出口， 所以 声综合治理措施， 前应用的消声 结束语 ： 噪声是破坏环境、 危及人们健康的 式是多样的 ， 产生机理是复杂的。在通风机 中， 叶 般在出气口安装各类消声器。目 轮入口、叶轮内部和叶轮出 口 都存在气流分离现 器种类繁多， 主要有： 阻陛消声器、 抗性消声器、 微 污染源之一 。通风机作为国民经济各部 门广泛应 具有噪声大的特点。 用于矿井 象。 气流的分离将引起涡流， 这些涡流由于粘 陛 力 穿孔板消声器和复合式消声器。各类消声器在消 用的通用机械设备， 的 作用 ， 又会分裂成一系列小涡流 ， 涡流的移动和 声降噪上 的 特性和对风机气动特性的影响是各个 通风的主扇是煤矿地面最大的噪声源之一。因此， 目 对于进行噪声控制 、 改善 破裂， 使气流发生扰动 ， 在气流 中 形成压缩和稀疏 不相同的。 前对煤矿主风机实施降噪盹 通常采 研究通风机的噪声特性， 过程， 由此产生噪声。 用阻 ｌ 生 消声器， 阻性消声器主要吸收中高频噪声， 工作环境和保护工人的身心健康都有非常重要的 扩散弯道上 意义。 现在 的叶轮机械常在非常复杂的设计工况 而且降噪效果好。如可以在风机出 口 或非设计工况下运行 ， 内 其 部流动十分复杂。 在非 设置消声导流片， 消声导流片内部充满 了吸声材 参 考文 献 设计工况下 ， 特别是在叶轮机械的流量小于额定 料， 具有较好的吸声效． 同时， 由于消声导流片 ｎ刘锡 昌， 煤矿风机噪声控制 能源环境保 １ 李吉． １ ３． ９ ５ 流量一定值时，叶轮机械内部流动尤其是叶轮人 般设置在水平风道与扩散塔的转弯处， 以减 护 ． ９ ， 可 ２ １ 煤矿风井噪声治 Ｊ 理【 科技资讯２ Ｏ’ ． Ｊ ． Ｏ７ ７ １ 口 前的流动变化十分明显。 这时 ， 口 人 处的轴面上 少 出口 气流与扩散塔冲击造成的动压损失， 提高 ｆ 高洪君． 形成—个旋 回流区 ，旋涡的方向与轴面垂直 ； 同��