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罗茨风机如何减少振动及噪音

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人气:-发表时间:2018-03-30 09:17【

罗茨鼓风机属容积式风机,机体内腔无须润滑油,高效节能,低噪音,使用寿命长,结构紧凑,体积小,重量轻,操作方便,广泛应用于各行业,例如石化、建材、电力、冶炼、化肥、矿山、 港口、轻纺、食品、造纸、水产养殖和污水处理、环保产业等。

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图1 罗茨鼓风机

罗茨风机在运行中会难免出现一些振动大及噪音大的问题,结合某化工罗茨风机目前存在管系振动较大,导致所连接换热设备本体材料破损,以及罗茨风机厂房存在巨大噪音危害人体健康等问题,通过对振动及噪音产生原因进行分析几种可行的解决办法,主要分为以下三点:罗茨风机的振动分析及具体特征、罗茨风机所接管道的振动分析及解决方案 、罗茨风机噪音过大的解决方案 。

1.罗茨风机的振动分析及具体特征:

引起罗茨鼓风机振动大的因素较多,主要原因有以下几种:

(1)地脚螺栓松动,主要表现在垂直方向振动较大。

(2)联轴器找正不合格,表现有三点:一是轴向振动 较大,二是与联轴器靠近的轴承振动较大,三是振动程度与负荷关系较大。

(3)风机基础刚度差,故障特征为:一是振动频率为工频,振动时域波形为正弦波,二是垂直方向振动速度异常。

(4)与风机连接的管道配置不合理,主要是与风机连接的防振接头老化,管道与风机形成共振。

(5)同步齿轮啮合间隙大,齿面接触精度不够,也可导致水平振动超标。

(6)转子不平衡,振动表现为:一是水平方向振动较大,且振动频率与转速同频,二是振动大小与机组负荷无关。

(7)轴承损坏及轴系零件松动,主要表现在:一是轴 承温度高并有异响,二是水平、轴向、垂直振动都有异常。

2 罗茨风机所接管道的振动原因及解决方案:

罗茨风机的工作特点是叶轮端面和风机前后端盖之间及风机叶轮之间者始终保持微小的间隙,在同步齿轮的带动下风从风机进风口沿壳体内壁输送到排出的一侧,引起吸气排气呈间歇性和周期性变化,管内气体呈脉动状态。管内气体参数如压力、速度、密度等不断随位置变化,而且随时间做周期性变化,这种现象称为气流脉动。脉动气体遇到弯头、 异径管、控制阀等元件后将产生随时间变化的激振力,受此激振力的作用,管道产生振动。管道产生振动的振源主要是管内气体的压力脉动,由于压力脉动始终存在,因此罗茨风机在允许范围内存在某种程度的振动是正常现象,但应该避免发生剧烈振动,否则可能导致管道破坏。

2.1引起管道发生剧烈振动的主要原因有两个:

(1)气体的压力脉动过大,导致激振力过大;(2)管道发生结构(机械) 共振。管道发生结构(机械)共振的原因是管道结构固有频率与机器激振力频率过于接近,使管道振动急剧增大。要减 少管道的振动,必须避免管道发生结构共振。为防止结构共振必须进行管系固有频率分析,工程上把0.8-1.2倍的固有频率范围称为共振区,设计要求激振力频率不能落在共振区之内。由于机器的激振频率是不可更改的,所以要求通过调整管系的固有频率以避开共振。固有频率与系统的刚度有直接的关系,刚度越大固有频率越高,管系固有频率的调整主要通过调整系统的刚度来完成。影响管系刚度的因素主要有管道走向、管径、壁厚和管道支承状况。

2.2振动的建议排除措施

管系振动会引起管系和管架的疲劳损坏、建筑物诱发振动以及噪声等,大的振动还将使隔热材料损坏,仪表指示错误、管道和设备的疲劳失效等问题,针对某化工公司罗茨风机管道振动的问题目前建议采用的方法是:

首先,业主联系罗茨风机厂家对风机本身可能存在的振动因素进行逐一排除,保证不因为设备本身的问题产生剧烈振动。

采取避免发生管道结构(机械)共振的措施进行管系动态分析,避免共振现象。增加管道的刚度达到对管系固有频率的调整避开机器振动的频率。

修改支架的型式增加对管路振动进行有效的抑制,而不能只采用承重设计,还须采用防振管卡,保证管道与管卡充分接触。

增加管道与换热器的柔性减振连接措施,避免将管道的振动传递给换热设备导致设备金属材料的疲劳损坏。图2和图3分别反映了修改前后的管道走向及支架设计,在管道自身柔性满足相关要求的前提下,尽量采用增加管道的刚度的措施以避免管道结构固有频率与机器激振力频率过于接近,使管道振动急剧增大。


图2 某化工厂罗茨风机出口现有配管 3.30.jpg

图2 某化工厂罗茨风机出口现有配管

图3 采取防振消音措施后的配管走向3.30.jpg

图3 采取防振消音措施后的配管走向

3 罗茨风机噪音过大的解决方案

 3.1罗茨风机噪声的形成

罗茨风机噪声主要来源于机械噪音、电磁噪音以及气流噪音等三方面。机械噪音是机械内部的齿轮、轴承的运转以及机身的震动加上摩擦与冲击产生的。气流噪音则是由于风机里风叶的旋转对空气产生挤压并且带动气流形成涡轮状所产生。在这几个因素当中,以气流噪音的强度最高,对人体的危害最大。

3.2罗茨风机降噪的治理原则和方法

通过对罗茨风机的使用,了解噪声所在的源头部位,使风机噪声的调查与测量更具目的性,科学性,针对罗茨机房的现有情况,可以以下的方法控制罗茨风机的噪声污染:

 3.2.1设置围护结构

在机组的周围设置围护机构,可以有效的阻拦风机的噪声传到室外,使噪声限制在一定的范围内。这种方法不管是在新建厂房还是在治理噪声的时候都是简单易行的。机组的围护结构通常使用厚重的材料,比如240厚的砖墙,200厚的加气混凝土砌块等,尽量避免设置直接的通风口或者其他传声口,以提升围护结构的封闭性与隔声能力。当然,也可以采用全封闭的风机隔声间,并在隔声间的内壁加装60毫米厚的微孔泡沫塑料;墙壁间隙和风道位置填充毛毡,以吸收噪声。

3.2.2设置消声器

在风机进气管道和排气管道上安装消声器是风机噪声治理中一个有效的措施,它可以有效的降低气流噪音。我们可以采用隔音棉内衬的消音器型式,不锈钢丝网也可以代替隔音棉。

罗茨风机在使用中普遍存在振动大、噪音高等问题,严重影响到使用安全及人员的健康,我们可以通过上述的方案解决罗茨风机生产运营中实际存在的问题。

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