螺杆式压缩机消音器选型与设计探讨.pdf

动设备
石油化工设备技术,2014,35(2)?21?
Petro-chemical Equipment Technology
螺杄式压缩机消音器选型与设计探讨
沈江涛
(中石化上海工程有限公可,上海200120)
摘要:介绍了螺杆式压縮机的两种常用消音器:抗性消音器与阻性消音器,对消音器实例进行了设计
计算,探讨了螺杄式压缩机消音器的设计选型。螺杆式压縮机的消音器设计中,压缩机的噪音源特性是一个
重要因素,対不同机组的噪音特性,可以考虑采用不同形式的消音器。阻性消音器或阻抗复合消音器,适用
于排气噪音频卒偏高的场合,抗性消音器适用于窄带噪声和中低频噪声的控制。
关键词:螺杆式压编机消音器选型设计
随着人们环保意识的増强,工厂的工业噪声主要包括吸、排气噪声和气体动力噪声。由于螺
控制也显得格外重要。根据相关标准《工业企业杆式压缩机在运行中做高速周期性的吸排气动
噪声卫生标准》中的规定,工业生产车间以及作业作,且排气侧排气流道较小,气体压力高,排气噪
场所的工作地点噪声标准应≤85dB。对于环保声成为最主要的噪声源。在排气过程中,高压气
要求逐渐提高的石化企业,降低设备噪声是一
体经压缩后瞬间释放,形成周期性的涡流喷注噪
必须面对的问题。由于螺杆式压缩机的转速较声,同时还伴随着管路振动,故而排气压力的脉动
高,特别是干式无油螺杄式压缩机,产生的噪声较是引起噪声和振动的主要因素。进、出口消音器
大。因此必须采取适当的降噪手段,控制其噪声。是控制螺杆式压缩机的进、排气噪声最有效的措
在噪声机理中,声源及传播噪声的媒介是两大必施。目前,在螺杆式压缩机上经常使用的消音
要因素;故噪声的控制也主要围绕这两种因素器有阻性消音器、抗性消音器以及阻抗复合式消
进行
音器
1)消除声源。
1.1阻性消音器
从噪声发生的机理和规律出发,消除声源的
阻性消声器是利用多孔吸声材料来吸收降低
源头,这是控制噪声的最基本和有效的途径。如:噪声的结构型式。吸声材料按照一定方式在管道
提高螺杄武乐缩机的转子及壳体加工及装配的精中排列固定在气流通道的内壁上,当声波进入阻
度,采用具有较好性能的转子型线、设计内部流道性消音器时,一部分声能碰到多孔材料,在孔隙中
结构合理的壳体、合理的管道选择均可有效降低摩擦而转化成热能耗散掉,使得消音器的声波减
和消除声源;
弱。阻性消音器就好象电学上的纯电阻电路,
2)切断传播。
吸声材料类似于电阻。一般来说,阻性消音器对
切断噪声的传播途径。如:在压缩机进、出口中高频的噪声消卢效果较好、对低频的噪声消声
设置消音器、采用整体隔音罩等来减弱噪音;
效果较差。
3)声场接受点防护,比如建厂房,带耳塞等。
理论计算公式
由于消音器结构简单,使用灵活,投入经济,
△L=y(a)×L
是一种最为经济实用的消声设备,因此在螺杆式
压缩机上使用广泛。本文将介绍螺杆压缩机上常
用的消音器型式,以及消音器的选型与计算。
收稿日期:2013-01-26。
1螺杆式压缩机消音器选型
作者简介:沈江涛,男,1984年毕业于华东石油学院石油化
工机槭专业,学士,长期从事技术质量管理工作,高级工
在螺杄式压缩机的运行中,机械噪声和气体
程师
噪声是两种主要存在的噪声形式。其中气体噪声
Email:shenjiangtaossec(@,sinopec.com
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石油化工设备技术
2014年
式中:F一消声器气流通道断面周长,m;
回反射。选取适当的管和室进行组合。就可以滤
S一消声器的气流通道截面积,m2;
掉某些频率成分的噪声,从而达到消声的目的。
L一一消声器的有效长度,m;
抗性消声器,一般适用于窄带噪声和中低频
y(a)--与材料的吸声系数有关的消声系数。噪声的控制,比较适合于在高温、潮湿、气流速度
可以看到消音量△L与材料吸声性能和周较大、洁净度要求高的场所使用。常用的抗性消
长/截面比值有关,采用方形的消音器筒体比圆形声器包括的形式:扩张室式、共振腔式、干涉型
效果要好,筒体越长越好。
抗性消音器(膨胀式消声器)是扩张式消音器
y(a)是一个与材料的吸声系数有关的消声最常用的结构型式,其消声机理主要是用过管道
系数,如表1所示,不锈钢纤维棉这种材料的吸音中声波,在截面突变(扩大或缩小)处发生反射衰
系数又与吸音材料的厚度,容重有关系,另外的规减噪声,见图2。
律就是与噪音源频率成正比,噪音源频率越高,消
音效果越好。
表1不锈钢纤维棉最佳容重下(110kg/m
不同填装厚度时的吸音系数
厚度/mm
频率/z
图2扩张式消音器
200
0,05
0.15
理论计算公式:
250
0.05
0.25
0.10
An=e+4(-)
sink (2
0.09
0.55
式中:m消声器扩张比,m=D
500
0.15
0.30
0
630
0,20
0.40
0.85
L一扩张室长度;
800
0,40
0,65
0.95
k一一波长,ん2ar
1000
0.60
0.75
0,97
1250
0.70
0.95
0.97
由公式(2)可知,扩张比越大,也就是筒体与
进、出口管径的比值越大,消音器的能达到的消音
阻性消声器类型众多,一般可按气流通道的总量越大,另外就是消音量是由sin函数控制,只
几何形状不同进行分类,一些常见的结构如图1有当kl=(2n+1)x/2,消音量最大。
所
也就是说,对于不同频率的噪音消除效果是
不一样的,当扩张比与筒体长度确定后,对于某个
ギー手r频段的噪音,A=T,sm=0,消音量为0,这也
直管式
片式
折板式
迷宫式
是单节扩张消音器最大的缺点。
两种常见的方法用于此类消音器的设计:
蜂窝式
声流试
盘式
消音弯头
1)在扩张室中插入内插管,在扩张室两端各
插入1/2和1/4的管,这样可以有效消除n为奇
图1常见阻性消声器示意
数和偶数时的通过频率低谷,让消声器的频率响
1.2抗性消音器
应特性曲线平直1,见图3。
抗性消声器是由突变界面的管和室组合而成
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的,每一个带管的小室都有自己的固有频率。当
包含有各种频率成分的声波进入第一个短管时,
只有在第一个网孔固有频率附近的某些频率的声
波,才能通过网孔到达第二个短管口;而另外一些
频率的声波则不可能通过网孔,只能在小室中来
图3用穿孔管连接的插入管式消声器示意