罗茨风机噪声的产生及降噪措施

剖析噪声形成的特性，介绍目前主流的降噪设计和噪声控制技术，参照广西华银铝业有限公司热电厂锅炉脱硫用的MJR450、原料磨用的JTS250-61.2/40KPa、水厂用的BK7018型三叶等罗茨鼓风机的安装及使用情况，给出了有效降低罗茨风机噪声的原则和方法，希望能对改善罗茨风机使用环境有所帮助。

关键词：罗茨风机；噪声；降噪

中图分类号：TQ05文献标识码：A

结合罗茨风机的工作原理，剖析噪声形成的特性，在各种应用实例的基础上提出了控制噪声的各种方法，并提出了降低罗茨风机噪声的根本途径是改进风机的气动设计和进行风机的最佳选择，选用合适的安装及运行方式。

1罗茨风机的工作原理及噪声的产生

罗茨风机分卧式和立式两种。卧式罗茨风机，它由两个渐开腰形转子（空心或实心）、长圆形机壳、两根平行轴组成。机壳可分为带有水冷、气冷和不设冷却装置三类。传动机构是在两轴的同端装有式样和大小完全相同的、且互相啮合的两个齿轮，使主动轴直接与电动机相连，并通过齿轮带动使从动轴作相反方向的转动。每个转子旋转一周，能排挤出两倍阴影体积的空气，因而主动轴每旋转一周就排挤出4倍阴影体积的空气。罗茨风机进、出口合理的布置应为：上端进风下端排风（对卧式而言），这样可以利用高压气体抵销一部分转子与轴的重力，降低轴承压力，减少磨损。罗茨风机属于容积式风机，输送的风量与转数成比例。三叶罗茨风机每转动一次由2个叶轮进行3次吸、排气，与二叶型相比，气体脉动变少，负荷變化小，机械强度高，噪声低，振动也小。可以高速化，不需要内部润滑，而且结构简单，运转平稳，性能稳定，适应多种用途，已运用于广泛的领域。罗茨风机含有机械、电磁、气流等多种噪声源，其辐射噪声的部位主要有：（l）进气口和出气口辐射的空气动力性噪声；（2）机壳及电动机、轴承等辐射的机械性噪声；（3）基础振动辐射的固体声。在这几部分噪声中，进、出口部位辐射的空气动力性噪声（简称气动噪声）最强，其它如机械噪声、电磁噪声等，在风机正常运行条件下都是次要的。根据罗茨风机产生噪声的频谱分析，其特点为低频带宽。风机的气动噪声主要由两部分组成：即旋转噪声和涡流噪声。当工作轮旋转时，叶片出口区内气流具有很大的不均匀性。这种不均匀性气流周期地作用于周围介质，产生压力脉动而形成噪声。风机的噪声具有确定的频率，其旋转噪声的频率为：

式中：N为风机工作轮每分钟转数（rm/in）；Z为叶片数；i为谐波序号（1，2，3，……）。=11为基频，=12，3，4，……为高次谐音。从噪声强度来看，基频最强，其次高频谐音总的趋势是逐渐减弱的。典型罗茨风机的频率特性见图1、

2罗茨风机噪声控制的方法

2.1选择合理的风机形式

同一个系列的风机，风压和风量大，噪声随之增大。风机余量过大不但消耗电能，还必须得有与之对应的管网和运行制度匹配才能降低噪声。同一型号的风机，性能允许的话，选择低转速的风机，当到达一定流量的时候应该降低转速，从而达到降噪的目的。

2.2机械噪声控制方法

2.2.1对于机械噪声，主要是提高装配的精度；以弹性联轴节连接电动机和鼓风机；加强对设备的维修保养，以及加油润滑，拧紧连接的螺栓，更换损坏的零部件等等。

2.2.2降低机身通过地面传导的震动，可以采用单独设置设备基础，在基础周围设置减震沟或减震槽。

2.3气动噪声的一般控制方法

2.3.1安装消声器

一般情况下，从风机进气口和排气口辐射的空气动力性噪声比从其他部位辐射的噪声要高10～20分贝，因此，控制风机噪声时，首先应在进气和排气管道上安装适当的消声器。目前国内外均趋向于采用阻性消声器，而体积较大、消声频道较窄的消声器已很少使用。

2.3.2建立隔声罩

采用隔声罩措施，就是将整个风机机组用密闭的隔声罩围包起来。因风机运行产生的温度较高，其技术关键是采用怎样的冷却措施保证风机的正常运转。目前，国内外均以采用风冷方法为最普遍。主要的冷却形式有：自扇通风冷却法、负压吸风冷却法、罩内空气循环通风冷却法和外加机械通风冷却法等。

2.3.3合理处理管道系统

如果条件允许适当加厚风管，增加管道刚度，减少震动产生的噪声。对风管的弯头或者接头进行柔性处理，减少因气流冲击引发的噪声。在管道穿墙处和与支架接触的地方加装弹性软垫和做柔性管段等措施。在条件允许的情况下降低风速加大管径，有助于降低气流噪声，还能使消声器效果更佳。为了减弱从风机风管上辐射出来的噪声，降低振动频率，可以对管道施行包扎，隔绝噪声由此传播的途径。

2.3.4建筑措施

为风机设置独立的机房，建立消声坑或者排气消声室。

3罗茨风机降低噪声的根本途径

3.1控制风机选型、安装和运行噪声

l）风机的选择、运行方式和安装布置在实际管网系统中，为了保证低的噪声，应选择最佳的风机型式和尺寸，进行正确的安装，保持合理的运行。

2）正确地安装风机，随着流量和压力的增大而增大，安装时应尽量减少不必要的阻力损失。在流道中及叶轮前尽力避免障碍物产生的尾迹吸人到叶轮中而产生噪声。消声器的安装应与叶轮留有一定的安装长度，以避免对叶轮产生影响。

3.2改进风机结构设计

（1）将叶轮做成扭叶叶轮

有前述风机噪声产生的机理分析可知、当士作轮旋转时，叶片出口区内气流有很大的不均匀性，这种不均匀性气流周期地作用于周围介质，产生压力脉动而形成噪声。且气流的不均匀性愈强一噪声愈大。将罗茨风机转子直叶叶轮改为扭叶叶轮，能改善排气的不均匀性，因而能降低噪声。

（2）把机壳内圆周面出风口做成与叶轮顶端素线成一定大小的夹角

气流沿工作轮出口圆周方向的不均匀性，产生了随时间变化的压力脉动，反过来，它又影响叶轮中气流的脉动，产生噪声。把机壳内圆周面出风口做成与叶轮顶端素线成一定大小的夹角，能改善气流的不均匀性。经过改造的罗茨风机具有气流脉动小、噪音低等优良性能，目前已为各罗茨鼓风机厂家所关注。

总之，l）采用消声、隔声、吸声、隔振等方法，虽能取得一定的噪声综合治理成效，但只是从传播途径上采取了措施，相应的增加了投资。2）为了使噪声得到更有效的控制，需从声源上根本解决问题，即选择最佳设计，提高制造精度和装配质量，选用合理的调节方式，并采取有效的减振措施，才能取得令人满意的降噪效果。

参考文献：

[1]马景刚.罗茨风机噪声产生的机理及降噪措施的探讨[J].通用机械，2003（10）：25-27.

[2]蔡业彬，陈再良，方子严.罗茨风机噪声产生的机理及降噪措施[J].化工装备技术，2000（03）：40-44.

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