降低火电厂磨煤机噪音的分析研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇降低火电厂磨煤机噪音的分析研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘 要】针对火电厂锅炉制粉系统中的筒式钢球磨煤机噪音，通过实地测试，根据频谱分析结果，确定噪音发生的频率区间为300 Hz～725 Hz，根据这个频率区间，对磨煤机提出相应的降噪措施。

【关键词】钢球磨煤机；噪音；噪声控制

0 引言

钢球磨煤机适宜研磨细煤粉，特别适宜研磨硬质煤，具有煤种适应性广、单台出力高、维护护方便、维检修周期长等优点，在世界各国电厂中得到了广泛应用。但钢球磨煤机是电厂的高噪音设备。对电厂职工的身心健康遭成了不可估量的损失。因此电厂磨煤机的降噪事在必行，而降噪的基础就是从它产生的机理进行分析，找到可行方案。

钢球磨煤机是一个水平放置的回转圆筒体，当筒体转动时原煤与钢球混合，钢球在离心力和与衬瓦接触时产生的摩擦力的共同作用下，被衬板带到一定高度，受本身重力作用沿抛物线下落将煤击碎。磨煤机钢球与原煤相互间撞击产生的机械性噪声。主要的噪声是筒体转动时钢球与钢球、钢球与筒体衬板、钢球与原煤相互间撞击产生的机械性噪声。筒体是一个强反射面，即声学上的硬壁面，对入射的声波吸收少而反射多，因此声波在筒体内连续反射，形成一个混合声场，噪声高达115～119dB；噪声的频带也很宽，通常在31.5～8000Hz，声压级均超过95dB。

磨煤机降噪这个研究课题在中国的研究时间已经有20-30年的。技术也越来越趋近成熟，但是降噪目标限于国家容许的噪音排放标准。噪音的平均声压级还是达到了85dB以上，这个声压级标准，对人体造成的伤害是很严重的，尤其是长期处于电厂生产第一线的员工深受其害。

1 实测数据分析

1.1 部分测点分布图

测点布置方法是参考国家标准GB 7441-87《电站汽轮发电机组噪声测量方法》，距磨煤机原隔声罩外缘1.0m、离地高1.5m处，前后左右布置8个测点，在离磨煤机进口端9m远的大走廊处布置1个点（9号点），磨煤机的测点布置图如下。

1.2 测量结果汇总

重点对电厂的磨煤机进行了实地的测试，结果如表1。

表1是电厂实地勘测的数据。根据数据可以发现，该电厂的降噪处理的很好，达到了国家的标准，但是噪音依旧对职工的身心造成了很大的伤害。

1.3 数据分析

对电厂磨煤机的噪音进行频谱分析，分析高噪音区域所属的频率区间，为选择性降噪提供条件。

从表2我们可以直观的看出，磨煤机发生的噪音频率区间主要集中在300Hz～725Hz，而且在这个区间的内噪音占到了总噪音的百分之七十以上，因此我们降噪的目标主要集中在这个频率区间。

2 降噪方案

根据钢球磨煤机测得的数据分析结果，产生噪音的区间在300Hz～725Hz之间。我们主要针对这个低频区间进行降噪。现行的降噪方法分为有源降噪和无源降噪两种。有源降噪又称反声、有源噪声抵消、有源降噪、有源吸收等。以主动产生一个声场来抵消另一个现有声场的技术。无源降噪是传统的噪声控制方法，包括消声、吸声、隔声、隔振、阻尼减振及其多种技术综合的方法。

减少钢球冲击产生的振动和降低筒体表面的声辐射，是从噪声根源进行治理的关键。现阶段用于代替钢制衬板的橡胶衬板，虽然阻尼减振性能好，降噪效果显著，但其耐磨和耐高温性能，使用寿命较短。有源控制技术在低频范围、硬件可行性及成本等方面具有无源控制技术无可比拟的优越性，已经成为噪声控制界的一个研究热点。有源噪声控制（ANC）技术在指定区域内人为地产生一个次级声信号有目的地去控制初级信号，这2级声波信号的大小相等而相位相反，可相互抵消，具有较好的降低低频噪声的特性。有源噪声控制在理论上是可行的，但因钢球磨煤机噪声声场环境复杂，噪声源频谱多变，且随时间起伏较大，噪声呈宽频特性，加上控制技术的约束，多年来此领域的研究工作进展不大。应次采用无源降噪是现在现行最简单有效的方法。针对电厂的噪音频率范围，我们从无源降噪的中选择材料。

2.1 吸声材料降噪

西安交通大学开发的PVC/EPR/岩棉发泡复合材料，具有优异的中低频吸声性能，对频率在1600Hz以下噪声的平均吸声系数达0.6。这个针对现行的噪音频率区间是很有效的。岩棉发泡复合材料以PVC树脂，EPR和岩棉为主要原材料用发泡方法制种中低频吸声性能优良的新型泡沫吸声材料。它具有成本低，工艺简单的特点。

岩棉发泡复合材料从成本上来说这种材料的造价低廉，易于成型等优点。它的生产是用聚氯乙烯，乙丙橡胶。岩棉发泡复合材料采用化学发泡法制备，具体步骤如下：将聚氯乙烯、乙丙橡胶、岩棉、发泡剂和增塑剂等原料按配方比例要求混合均匀，在开放式炼塑机上混炼，温度控制120±5℃的范围内，时间控制在10min；将混炼好的物料切成圆片状放人模具中，置于烘箱中发泡，温度控制在196±2℃，时间为8min。发泡完成后取出模具，脱模即得所需试样材料。

因次从各个方面综合考虑，认为把岩棉发泡复合材料加入隔声罩的效果是最佳的，可以降低噪音8-12dB。此外，还有武汉华声环保设备有限责任公司和中船重工七零一研究所开发的无机发泡颗粒，经高温焙烧成板状，厚度为50mm，该板是一种吸声隔声两用材料，吸声系数大于0.6，也是一种良好的吸声材料。这两种材料对电厂的噪音再次降低有很好的帮助。

2.2 采用非球形钢制研磨体

可以采用非球形钢制研磨体，钢球磨煤机噪声与钢球直径的三次方成正比，对同样质量的研磨体，在保持原有冲击力不变的情况下，将钢球改为24面体、18面体等棱形钢制研磨体，利用其棱、角特有的切割与破碎能力不但可提高磨煤效率，而且可降低噪声5dB～8dB。这种方法是很好的，从声源上降低噪音，而且成本几乎为零。我们可以很好的借鉴使用。

2.3 衬瓦螺旋线布置

钢球磨煤机衬板呈水平直线布置，随着筒体转动，逐排推升钢球和物料到达一定高度下抛，致使动负荷瞬间剧增，波动很大，同时，随着下抛动作，瞬时撞击能量达到极值，噪声频谱出现峰值。周而复始，动负荷和噪声都出现周期性的变化。国内外学者提出衬板的螺旋线布置方式代替水平直线布置。降低动负荷波动，可减少电耗30%左右，削低了动负荷和噪声峰值，使球磨机运转平稳，撞击过程平稳，不影响出力，这项改进措施可降噪8dB～12dB。

以上方法可以从不同的角度进行降噪处理，尤其是西安交通大学开发的岩棉发泡复合材料，更有针对性的对300Hz～725Hz的低频噪音进行吸收，如果在火力发电厂中进行使用，降噪效果会更好，职工的身心也可以得到很好的保障。

3 结论

本文通过实地测试测得的数据，根据频谱分析得出电厂的主要噪音区间在500Hz～725Hz之间，提出降低电厂噪音的措施，分别为：采用吸声材料降噪、采用非球形钢制研磨体和采用磨煤机衬瓦螺旋线布置的方法。重点对西安交通大学开发的PVC/EPR/岩棉发泡复合吸声材料做了简要介绍，因为为这种吸声材料主要吸收的是低频噪音，对600Hz～800Hz这个频率的吸收噪音效果是最佳的。

【参考文献】

[1]李耀中.噪声控制技术[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2]王祥龙，王华，赵勇.钢球磨煤机新型衬瓦的经济分析[J].发电设备，2003（5）.

[3]李彦林，王桂荣，朱敏，等.钢球磨煤机噪声治理[J].噪声与振动控制，2003（6）.

[4]徐声钧，陈绪煌，姜勇.新型隔音塑料板材的性能[J].湖北工学院学报，1998， 13（3）.