能源环境保护防治技术煤粉风机噪声的治理吴慧敏(唐山市丰南区环保局,河北唐山063300)噪声污染十分严重,现场测试噪声值为98dB(A),通过治理降至76dB(A),办公楼区域门窗玻璃低频振动消失。
煤粉车间制粉工段新上中速磨制粉工艺,自2002年12月投入运行以来,其主排风机噪声污染十分严重,虽然在2003年3月在排气筒上部安装一直径1200mm阻式消音器,但排气筒出口(30m高)现场测试噪声值仍为98dB(A),且为明显的、强烈的低频振动,200m外的办公楼噪声值78dB(A),门窗、玻璃都有强烈振感办公室人员感到明显不适,严重地影响正常工作和休息。
1原因分析1.1制煤粉工艺流程工艺流程图见,粒径不等的(20mm以下)块煤由给料机送入中速磨,经过研磨,变成煤粉,风机把废热气体(干燥煤粉用)抽入中速磨,废热气体与煤粉混合变成流化气体由中速磨被吸至除尘器,除尘器收集煤粉,煤粉进入收粉仓供高炉喷煤使用,经除尘器净化后气体由风机出口后面的排气筒(钢制、厚度10mm、直径1.02m、高35m)排入大气。
中速磨除f器h收粉仓煤粉制备工艺流程图整个工艺中高压风机为主动力设备,既要提供生产所需风量,又要克服设备和管路的阻力损失,风机进口到中速磨废气进口为全程负压。
正是由于煤粉制备系统,阻力损失大,故设计部门选用高压风机作为主排风机,即M9*2616.5D高压风机,额定风量96030m3/h,风压13.950kPa配用电机650kW.且为了进一步降低系统阻力选用了高效脉冲反吹布袋除尘器。
1.2制粉工作状态根据生产所需,实际风机风量确定为40 000~45000m3/h,风机出口压力11kPa中速磨气体入口压力一0.3kPa中速磨阻力损失7.2kPa布袋阻力损失2kPa管道阻力损失1. 5kPa制粉2噪声产生分析由上述工作状态和现场观察,可以确定除尘器处于中阻范围,中速磨阻降也比较稳定,风机本体工作平稳且振动不大,但通过计算实际系统风量是风机额定风量的46%~52%(4.479.6030~4.5/9.6030),相差比较大,问题的根源我们初步断定很可能与此有很大关系,因为此时风机工作位于风机的气流喘振区(根据实际经验一般实际风量是额定风量的40%~60%时风机容易发生喘振),极易引起风机和排气筒振动。如果机械振动与气流振动频率接近(一般低频),就会引起振幅更大的共振,这种振动传到排气筒(钢制)出口,就会引起周围空气强烈低频振动,噪声源附近的房间还会出现驻波。
现场观察风机地基牢固,风机本体结构好,管道密封较好,气流的振动没有在风机本体显示出来,反而因风机进出口管道(钢制)刚性连接,故气流喘振引起的噪声由风机顺排气筒一直传到排气筒出口后才释放很强的能量。排气筒刚性振动与风机气流振动促成低频的节拍振动。
从现场观察来看,由排气筒排出的白色气体有明显扰动性,气压忽大忽小,很不稳定。风帽与排气筒固定处不严(没有焊接)也产生一些气流扰动。风帽与排气筒剧烈抖动。排气筒直径为1020m,实际气流速度为15~ 17m/s对配属高压风机的管道来说属于较高风速,不利于降噪。
3治理措施方案选择降低系统压差,提高系统风量,调整风机处于*佳运行状态,使系统风量达到80000m3/h以上。风机在*佳状态运行,可有利于降噪。但系统能力限制,管道较细,提高风量,系统阻降很大,必须加大管道直径,扩大中速磨生产能力,大除尘器滤袋面积,此方案费用较高、且受场地限制,故不可行。
加大排气筒直径至1.6m,排风速度可降至6~7m7s(按目前生产风量计),可大大减少排气筒振动,降低噪声,但此方案受场地限制,不可行。
排气筒加设阻抗式消音器,能有效治理噪音。但将发生很大的资金投入。
⑷排气筒与风帽接口焊严,减少气流出口扰动,排气筒各支撑点加固。
缩小叶轮直径。降低风机额定风量,降低系统风压,使其适用生产系统风量要求,从根本上消除喘振。
排气筒出口加粗且采用小孔排气。对高速气流喷射起降噪作用,但本系统气流中含有煤粉,会堵塞排气小孔,对系统运行不利。
钢制排气筒改为混凝土排气筒,此项费用较高,工期也长。
4方案实施从以上方案中,通过和生产车间结合,我们优选第五种方案,即缩小叶轮直径,降低风机额定风量,根据系统风量、风压要求,我们把叶轮直径缩小了120mm风量选择到65 000m3/h,风压选择10.5kPa这样即可以节约资金,又能减少停产时间。
5实施效果本方案实施后,系统风量仍能达到44000m3/h,风机出口压力10. 1kpa制粉能力仍达到50t/h.排气筒振动明显减小,噪声下降至76dB(A)。
200m外办公楼噪声下降至66dB(A),门窗玻璃无振动,职工反映良好。有效地保护环境,保护职工的身体健康。
6结语从本例噪声治理实例可以看出,对于风机产生的噪声,噪声源是多方面的,尤其是设计部门,一定要消除大马拉小车的保守设计思维,一定要从实际出发,风机运行风量应在其额定风量的80%以上。生产部门要精心操作,减少系统阻力,风机风门全开,给风机运行提供良好条件(风机风量*少不低于额定风量的80%)。
对风机噪音治理,如果只是安装消音设施,不从根本上找出产生噪音的原因,就只能走高额环保资金投入的道路。本实例如果安装消音器须化费15万元,改变叶轮直径只花费0.5万元。对症下药,才能事半功倍。
对于排气筒设计,如果场地允许,工期允许,则应优先采用混凝土排气筒,有利于降噪。