风机降噪方法研究论文

一、风机设备降噪目标要求

风机设备多数使用在工厂，对于工业厂区的风机设备降噪要求是在8小时工作时间内，厂房内噪声低于85分别。对于油烟风机或者屋顶风机根据使用环境区域，二类商业办公区域要求低于夜间50分贝，白天低于60分贝，一类住宅医院等区域夜间低于45分贝，白天低于55分贝。

二、风机噪声处理技术方案

1.风机机械噪声处理：机械噪声可以通过提高风机部件之间的润滑度、装配的精度、更换新零件等措施进行处理。

2.风机空气动力型噪声处理：

使用进出风消声器：在风机进出风口噪声普遍比其他位置噪声高10分贝以上，所以在进出风口安装消声器可以有效的降低进出风产生的空气动力型噪声，消声器类型可以选择阻抗复合式消声器，消音量可以达到25分贝以上。

使用风机隔声罩：隔声罩采用了复合隔音板材作为主体，将单台风机或者所有风机都封闭在内，成为风机隔声罩或者隔音房，此方法对于风机的降噪效果好，但是场地要求高。同时隔音房还要配套使用隔声门窗、通风散热系统等等。

风机房改造：在原有的风机房进行隔音改造，可以将风机房改造成完整的隔音房间，也可以采用隔声门窗、屏障、隔声墙等进行噪声阻隔和屏蔽，有助于降低成本。

风机管道处理：风机管道也会产生噪声，包括内部气流冲击噪声以及管道震动噪声，可以使用吸音棉进行包扎，隔绝气流冲击噪声传出，也可以使用阻尼隔音毡隔绝冲击产生的震动。

设备减震：风机工作会产生部分震动，处理措施包括在风机底座铺设浮筑地面或者是安装减震基础，达到降低震动固体结构传声的效果。

(1)加装隔声罩。将风机安置在风机隔声间内，通过隔声罩的作用对风机进行吸声、隔声的处理，从未解决风机的机壳及电机部位的噪音。(2)安装消声器。在消声器中内置消声芯片，再将消声器放在风机的排风口位置，从而适当削弱风机产生的噪音。(3)百叶窗使用消声百叶。(4)风机的吊挂采用阻尼弹簧吊架减振器。

风机运转时的机械噪声是没法降下来的！但是可以通过隔声、消声和吸声等手段控制噪声的传播！风机底座减振、进出风口的软接，进出风加消声器！此外，可以建一座隔声房，将风机与外界隔开，可以防止噪声向四周扩散！但是得注意风机的检修和电机散热！

风机噪声以空气动力性噪声为主，机械噪声、设备振动及管道噪声为辅。1、隔音方面在噪音治理隔音方面,可以选择隔音罩和隔音房等，将噪音源控制在一个密闭空间之中，控制噪音源的向外传播。并在隔音房或隔音罩中使用隔音材料，外包或是填充，使风机工作过程中发出的噪音被有效的隔绝掉，考虑设备的通风散热，可以安装消声百叶；部分风管做隔声处理、风管软接等。2、吸音消音降噪方面可以使用吸音材料和消音器,在上述提到的隔音房和隔音罩的天花板上进行吸音处理,使其既能达到隔音效果也能使吸音效果达到最好。可以使用的吸音材料有吸音板、吸音棉、聚酯纤维吸音板等吸音材料。风机的相关部件处可以使用片式消音器或是复式组合消音器,在噪音源处解决噪音传播问题。3、使用减振器如果风机的机械振动噪音过大,可以选择使用减振器、减振垫或者是减振支架等,一方面可以防止风机在工作的过程当中出现振动噪音,另一方面可以从传播途径处减少噪音。在使用减振器时需要注意在连接机器时需要使用软性连接材料以避免发生更大的风机振动噪音污染。如果您想要更好的声学降噪效果，建议咨询专业的声学降噪公司，按照专业的降噪方案进行治理

从系统阻抗与气流和设计等方面解决。给出以下几点。系统阻抗(System Impedance)一个机壳的入风口与出风口之间范围占全部系统阻抗的60%至80%，另外气流愈大，噪音相对愈高。系统阻抗愈高，冷却所需的气流愈大，因此为了将噪音降至最小，系统阻抗必须减至最低程度。气流扰乱沿着气流路径所遇到的阻碍而造成的扰流会产生噪音。因此任何阻碍，特别在关键的入风口与出风口范围，必须避免，以降低噪音。风扇转速与尺寸由于高转速风扇比低转速风扇产生较大的噪音，因此应尽可能尝试及选用低转速风扇。而一个尺寸较大、转速较低的风扇，通常比小尺寸、高转速的风扇，在输送相同风量时安静。 温度升高一个系统内，冷却所需的风量与允许的温升成反比。允许温升稍微提高，即可大量减少所需的风量。因此，如果对强加之允许温升的限制略微放松一些，所需风量将可降低，噪音亦可降低。 振动有些情形，整个系统的重量很轻，或系统必须按照某种规定方式运作时，特别建议采用柔软的隔绝器材，以避免风扇振动的传递。 电压变动电压变动会影响噪音程度。加到风扇的电压愈高，因转速升高，振动就愈大，产生噪音也愈大。 设计的考虑构成风扇的每一零件设计，均会影响噪音程度。下列设计的考虑可达成降低噪音：绕线铁心的尺寸，扇叶与外框的设计及精确的制造与平衡。

【简介】目前国内国际市场上常用的几种兆瓦级风力发电机（水平轴）降噪技术浅析，如锯齿尾缘、扇区管理等。 风力发电机的噪音分为两个部分：一种是【空气动力学噪音】，由发电机/涡轮机的叶片​转动时切割空气而产生的噪音，会发出类似于“嗡嗡嗡”的声音；一种是【机械噪音及结构噪音】，与机械有关。风力发电机的工作原理是，通过涡轮叶片转动来带动齿轮进行机械性转动，从而产生电力。但是齿轮在彼此咬合的过程中，会产生巨大的震动，从而产生的巨大噪音，这是不可避免的。而机械噪音就是滋扰居民的最主要因素。因此风力发电机的降噪主要围绕这两个部分进行噪声减弱。       目前国际上较为先进的风力发电机整机制造商Vestas的2WM以上机型在不采用任何降噪措施之前，可以将风力发电机的安全噪音距离（小于50dB（二类环境噪声限值）的最小距离）降至300m以内，国内第一的风力发电机整机制造商Goldwind的2MW以上机型在不采用任何降噪措施之前，可以将风力发电机的噪音安全距离降至400m以内。 切片：声压级（DB）表面：声压级（DB）       一、空气动力学噪音的降噪技术       水平轴风轮的尖速比一般早5~7左右，在这样的高速下，叶片切割气流将产生很大的气动噪音（空气动力学噪音以下简称气动噪音），​同时，很多的鸟类在这样的高速叶片下也很难幸免。另外从空气动力学上分析，物体速度越快，外形对流场的影响越大，所产生的声噪也越大。当风力发电机在户外运行时，叶片上不可避免的收到污染，这种污染实际上是改变了叶片的外形，即使这种变化很微小，但是也会成为影响气动噪音的因素之一。 降噪技术       1）锯齿尾缘        现代风力机朝着单机容量大型化方向发展,叶片变得越来越长,叶尖速度也越来越高 ，大量研究表明在风力发电机的叶片尾缘加装锯齿尾缘能够显著降低辐射到远场的噪声，即在叶片尾缘部分设置不同形状的锯齿，该方法启发于大自然鸟类翅膀尾缘或鲸鱼鱼鳍尾缘，属于一种仿生方法。尾缘锯齿会使流动在尾缘处形成一列反向旋转的涡对,改变了尾涡结构,减弱了下游尾迹区的展向相关性,减小了噪声的远场辐射。同时加装锯齿尾缘的叶片在典型的变速变桨控制策略下气动效率高于原叶片,在不同的年平均风速下的年发电量都有所提高,在整个风力机运行的风速区域内,叶尖速度都要小于原叶片。       缺点：       1、锯齿尾缘大部分都是粘贴在原有叶片上的，因此对锯齿尾缘的加工工艺和安装工艺要求特别高，因为叶片是高速转动的，一旦离心力大于锯齿尾缘与原叶片的粘贴力，轻则就会造成锯齿尾缘甩落，叶片撕扯性损伤，重则造成人员伤亡。       2、如果叶片在生产时就直接设计成锯齿尾缘，使其生产一次成型，这样虽然可以避免锯齿尾缘的脱落，但是成本增加较大。 锯齿尾缘 2）扇区管理        扇区管理技术，可对某机位在某时间段、风向段、风速段实施停机或减速或偏航（减小切入角）操作，减速某个风向上特殊风况对风机的影响，降低风机的载荷，以降低发电量为代价，确保气动噪声的降低。        缺点：损失发电量，降低投资收益率，投资回报周期较长。       3）夜间降噪运行模式        夜间降噪运行模式，是扇区管理技术的特例。白天因为有各种声音影响，噪音基本可以忽略不计。当寂静的夜晚来临，风力发电的噪音就另当别论。例如目前国家对白天风机噪音控制在50db以下，夜间需控制在45db以下是可以令人接受的。 缺点：损失发电量，降低投资收益率，投资回报周期较长。二、机械噪音及结构噪音的降噪技术 1、机械噪音及结构噪音主要分为以下几类：       1）齿轮噪音       啮合的齿轮对或齿轮组，由于互撞和摩擦激起齿轮体的振动，而通过固体结构辐射齿轮噪音。       2）轴承噪音       由轴承内相对运动元件之间的摩擦和振动及转动部件的不平衡或相对运动元件之间的撞击引起振动辐射产生噪音。       3）周期作用力激发的噪音       由转动轴等旋转机械部件产生周期作用力激发的噪声。       4）电机噪音       不平衡的电磁力使电机产生电磁振动，并通过固体结构辐射电磁噪音。       5）设备噪音       散热器、风冷设备（也叫通风机）等辅助设备产生的噪音。 2、降噪技术       机械噪音及结构噪音是风力发电机组的主要噪音来源，也是对人的烦扰度最大。这部分噪音是能够控制的，其主要途径是避免或减少撞击力、周期力、摩擦力。 从噪音的声源处进行降噪：       1）加工、施工工艺和运营维护的精益管理       提高加工工艺和安装精度，同时做好运营维护管理，使齿轮和轴承保持良好的润滑。在风力发电机安装和运行过程中，由于安装精度或者运营维护的欠缺，齿轮和轴承的摩擦会产生铁屑增加摩擦系数，进而提高噪音分贝；       2）采用弹性连接       为减小机械部件的振动，可在接近力源的地方切断振动传递的途径，如用弹性连接替代刚性连接，       3）采用高阻尼材料或增加消音装置       采用高阻尼材料吸收机械部位的振动能，以降低振动噪音，如：       ◆机舱外壳采用高阻尼才会和更加吸音的材料； ◆在发电机散热风扇及变流器散热器等辅助设备处安装消音装置；       4）XI Engineering Consultants的聚合物瓦片 XI Engineering Consultants公司已经基于风力涡轮机塔架的自由层阻尼开发了噪声缓解解决方案。他们提出了一个案例研究，其中振动测量结合有限元（FE）模型表明，音调噪声的主要辐射源是塔壁。聚合物瓦片粘附到风力涡轮机塔架的壁上，从而增加它们的阻尼特性。这种自由层阻尼解决方案降低了负责放大音调噪声的共振振幅。验证IEC 61400测量表明，音调的可听度显着降低，并且安装也导致宽带声功率降低。       从噪音的接收处进行降噪：       1）乡村文化墙       兆瓦级的风力发电机主要集中于空旷的地区，因为大部分位于农村等偏远地区。在村民生活的地方，建造文化墙，这样既美观了农村面貌，做好了宣传，又从噪音的接收处进行了降噪。         2）居民房屋改造或房屋拆迁       居民对风力发电机的噪音滋扰主要是夜晚，所以可以通过对居民的房屋进行消音改造或者彻底搬离声噪区，进而实现降低或消除风力发电机噪音。普遍不会采用此种方案，因为涉及费用巨大，因为一旦为任意一户居民进行了房屋改造或拆迁，就意味着需要多全村的所有房屋进行改造或拆迁，因此在国内很少采用此种方案。       3）风机移机       如果以上方案均没有办法实现的情况下，只有舍弃该风力发电机机位，重新选址和测算发电量、投资回报率等各项数据，综合考量新的机位是否符合公司的投资回报效益和国家的相关政策法规等。