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羅茨風機如何減少振動及噪音

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人氣:-發表時間:2018-03-30 09:17【

羅茨鼓風機屬容積式風機,機體內腔無須潤滑油,高效節能,低噪音,使用壽命長,結構緊湊,體積小,重量輕,操作方便,廣泛應用于各行業,例如石化、建材、電力、冶煉、化肥、礦山、 港口、輕紡、食品、造紙、水產養殖和污水處理、環保產業等。

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圖1 羅茨鼓風機

羅茨風機在運行中會難免出現一些振動大及噪音大的問題,結合某化工羅茨風機目前存在管系振動較大,導致所連接換熱設備本體材料破損,以及羅茨風機廠房存在巨大噪音危害人體健康等問題,通過對振動及噪音產生原因進行分析幾種可行的解決辦法,主要分為以下三點:羅茨風機的振動分析及具體特征、羅茨風機所接管道的振動分析及解決方案 、羅茨風機噪音過大的解決方案 。

1.羅茨風機的振動分析及具體特征:

引起羅茨鼓風機振動大的因素較多,主要原因有以下幾種:

(1)地腳螺栓松動,主要表現在垂直方向振動較大。

(2)聯軸器找正不合格,表現有三點:一是軸向振動 較大,二是與聯軸器靠近的軸承振動較大,三是振動程度與負荷關系較大。

(3)風機基礎剛度差,故障特征為:一是振動頻率為工頻,振動時域波形為正弦波,二是垂直方向振動速度異常。

(4)與風機連接的管道配置不合理,主要是與風機連接的防振接頭老化,管道與風機形成共振。

(5)同步齒輪嚙合間隙大,齒面接觸精度不夠,也可導致水平振動超標。

(6)轉子不平衡,振動表現為:一是水平方向振動較大,且振動頻率與轉速同頻,二是振動大小與機組負荷無關。

(7)軸承損壞及軸系零件松動,主要表現在:一是軸 承溫度高并有異響,二是水平、軸向、垂直振動都有異常。

2 羅茨風機所接管道的振動原因及解決方案:

羅茨風機的工作特點是葉輪端面和風機前后端蓋之間及風機葉輪之間者始終保持微小的間隙,在同步齒輪的帶動下風從風機進風口沿殼體內壁輸送到排出的一側,引起吸氣排氣呈間歇性和周期性變化,管內氣體呈脈動狀態。管內氣體參數如壓力、速度、密度等不斷隨位置變化,而且隨時間做周期性變化,這種現象稱為氣流脈動。脈動氣體遇到彎頭、 異徑管、控制閥等元件后將產生隨時間變化的激振力,受此激振力的作用,管道產生振動。管道產生振動的振源主要是管內氣體的壓力脈動,由于壓力脈動始終存在,因此羅茨風機在允許范圍內存在某種程度的振動是正常現象,但應該避免發生劇烈振動,否則可能導致管道破壞。

2.1引起管道發生劇烈振動的主要原因有兩個:

(1)氣體的壓力脈動過大,導致激振力過大;(2)管道發生結構(機械) 共振。管道發生結構(機械)共振的原因是管道結構固有頻率與機器激振力頻率過于接近,使管道振動急劇增大。要減 少管道的振動,必須避免管道發生結構共振。為防止結構共振必須進行管系固有頻率分析,工程上把0.8-1.2倍的固有頻率范圍稱為共振區,設計要求激振力頻率不能落在共振區之內。由于機器的激振頻率是不可更改的,所以要求通過調整管系的固有頻率以避開共振。固有頻率與系統的剛度有直接的關系,剛度越大固有頻率越高,管系固有頻率的調整主要通過調整系統的剛度來完成。影響管系剛度的因素主要有管道走向、管徑、壁厚和管道支承狀況。

2.2振動的建議排除措施

管系振動會引起管系和管架的疲勞損壞、建筑物誘發振動以及噪聲等,大的振動還將使隔熱材料損壞,儀表指示錯誤、管道和設備的疲勞失效等問題,針對某化工公司羅茨風機管道振動的問題目前建議采用的方法是:

首先,業主聯系羅茨風機廠家對風機本身可能存在的振動因素進行逐一排除,保證不因為設備本身的問題產生劇烈振動。

采取避免發生管道結構(機械)共振的措施進行管系動態分析,避免共振現象。增加管道的剛度達到對管系固有頻率的調整避開機器振動的頻率。

修改支架的型式增加對管路振動進行有效的抑制,而不能只采用承重設計,還須采用防振管卡,保證管道與管卡充分接觸。

增加管道與換熱器的柔性減振連接措施,避免將管道的振動傳遞給換熱設備導致設備金屬材料的疲勞損壞。圖2和圖3分別反映了修改前后的管道走向及支架設計,在管道自身柔性滿足相關要求的前提下,盡量采用增加管道的剛度的措施以避免管道結構固有頻率與機器激振力頻率過于接近,使管道振動急劇增大。


圖2 某化工廠羅茨風機出口現有配管 3.30.jpg

圖2 某化工廠羅茨風機出口現有配管

圖3 采取防振消音措施后的配管走向3.30.jpg

圖3 采取防振消音措施后的配管走向

3 羅茨風機噪音過大的解決方案

 3.1羅茨風機噪聲的形成

羅茨風機噪聲主要來源于機械噪音、電磁噪音以及氣流噪音等三方面。機械噪音是機械內部的齒輪、軸承的運轉以及機身的震動加上摩擦與沖擊產生的。氣流噪音則是由于風機里風葉的旋轉對空氣產生擠壓并且帶動氣流形成渦輪狀所產生。在這幾個因素當中,以氣流噪音的強度最高,對人體的危害最大。

3.2羅茨風機降噪的治理原則和方法

通過對羅茨風機的使用,了解噪聲所在的源頭部位,使風機噪聲的調查與測量更具目的性,科學性,針對羅茨機房的現有情況,可以以下的方法控制羅茨風機的噪聲污染:

 3.2.1設置圍護結構

在機組的周圍設置圍護機構,可以有效的阻攔風機的噪聲傳到室外,使噪聲限制在一定的范圍內。這種方法不管是在新建廠房還是在治理噪聲的時候都是簡單易行的。機組的圍護結構通常使用厚重的材料,比如240厚的磚墻,200厚的加氣混凝土砌塊等,盡量避免設置直接的通風口或者其他傳聲口,以提升圍護結構的封閉性與隔聲能力。當然,也可以采用全封閉的風機隔聲間,并在隔聲間的內壁加裝60毫米厚的微孔泡沫塑料;墻壁間隙和風道位置填充毛氈,以吸收噪聲。

3.2.2設置消聲器

在風機進氣管道和排氣管道上安裝消聲器是風機噪聲治理中一個有效的措施,它可以有效的降低氣流噪音。我們可以采用隔音棉內襯的消音器型式,不銹鋼絲網也可以代替隔音棉。

羅茨風機在使用中普遍存在振動大、噪音高等問題,嚴重影響到使用安全及人員的健康,我們可以通過上述的方案解決羅茨風機生產運營中實際存在的問題。

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