气箱收尘器脉冲喷射噪声分析与治理

吕忠明

1 引言

目前，气箱脉冲袋收尘器大量应用于水泥、钢铁、化工等行业，气箱脉冲袋收尘器通过脉冲阀喷吹高速高压（0.6MPa）气流，抖动滤袋，清除附着在滤袋表层的粉尘，在此喷吹过程中会产生较强的喷射噪声，需要对其进行治理，以使产生的噪声满足《工业企业场区噪声控制设计规范》和《工业企业厂界环境噪声排放标准》及其他相关法规。

2 脉冲喷射噪声特性分析

2.1 脉冲喷射噪声的传播

气箱脉冲袋收尘器喷吹及净气箱结构见图1。气箱脉冲袋收尘器有多组脉冲喷吹组件交替工作，间隔时间在10～20s。单独一个脉冲组件工作时，喷吹管及净气箱中的气流近似为静止状态，当脉冲阀喷吹的高速高压气流与管路及气箱中的静止空气激烈混合时，会产生喷射噪声并向外传播。

图1 气箱脉冲袋收尘器喷吹及净气箱结构

2.2 噪声频谱特性

脉冲喷射噪声属于宽频带噪声，脉冲频谱主要范围在250～16 000Hz，以高频噪声为主，其中有几个较突出的有调成分，通常出现在1 000～4 000Hz倍频带之间。

表1为FGM96-8气箱脉冲袋收尘器现场实测脉冲喷射噪声频谱及声压级。由表1可见，噪声峰值出现在2 000～4 000Hz为主的高频范围内。

3 脉冲喷射噪声产生原因与治理措施

3.1 净气箱内的喷射噪声

净气箱一般采用4～5mm厚钢板制作，外敷100mm厚岩棉（容重30～50kg/m3），可对净气箱中产生的喷射噪声起到良好的隔声作用。

以我公司FGM96-8气箱脉冲袋收尘器为例，净气箱采用4mm厚钢板制作，其对喷射噪声的隔声量可根据单层均质板隔声量经验公式计算如下：

单层均质板隔声量：

R——隔声量，dB

m——板的面密度，kg/m2

f——声波频率，Hz

250Hz倍频带隔声量：

依次计算，可得净气箱喷射噪声各倍频带隔声量及总声压级（表2）。

由表2可见，采用4mm厚钢板制作的净气箱对箱体内产生的气流喷射噪声具有优良的隔声作用，各倍频带声压级及总声压级均可满足《工业企业噪声控制设计规范》中3.0.1条规定的生产车间85dB的噪声限值。因此，即便对净气箱内部的气流喷射噪声不采取治理措施其噪声值亦可达标。

表1 FGM96-8气箱脉冲袋收尘器脉冲喷射噪声频谱及声压级（A声级99.7dB）

表2 净气箱喷射噪声倍频带隔声量及总声压级

3.2 通过喷管及阀体传播的喷射噪声

通过上述对净气箱内的喷射噪声的计算可知，现场脉冲喷吹工作时产生的喷射噪声主要通过喷管及阀体向外传播，倍频带声压级峰值可达98dB，因此，需要对此部分噪声采取治理措施。

气箱脉冲收尘器脉冲阀安装于收尘器顶部（图1），空间较小，且需要经常检修，因此考虑设计体积较小的活动式隔声罩，既可满足空间和检修要求，又可有效降低噪声传播。

可拆卸隔声罩板结构如图2所示，外层为4mm厚钢板，内层为穿孔钢丝护面网（起到保护超细玻璃棉的作用），中间采用厚度7cm、容重25kg/m3的超细玻璃棉，可拆卸隔声罩板安装在固定槽钢里，组成隔声罩，降低喷射噪声向外传播。

图2 可拆卸隔声罩板

全密闭隔声罩插入损失：

DIL——插入损失，dB

R——罩壁隔声量，dB，按式（1）计算

α——罩内壁的平均吸声系数

由式（3）可知，罩内壁平均吸声系数α越小，则隔声罩插入损失DIL越小，例如对普通钢板，其吸声系数α约为0.02，则隔声罩插入损失DIL要在罩壁隔声量R的基础上减小17dB，因此需要对罩内壁进行吸声处理，增大罩内壁的平均吸声系数。

我公司采用容重25kg/m3的超细玻璃棉对罩内壁进行吸声处理，其吸声系数如图3所示。

图3 超细玻璃棉归一化吸声频谱曲线

超细玻璃棉设计厚度d为7cm时，倍频带1 000Hz及以上对应吸声系数均在0.9左右；倍频带250Hz对应吸声系数约为0.3；同理可得倍频带500Hz对应吸声系数约为0.8。

根据上述参数及式（1）结果，对250Hz倍频带：

R=14.5lg（31.4×250）-26=30.5dB

隔声罩插入损失：

DIL=R+10lgα=30.5+10lg0.3=25.3dB

对500Hz倍频带：

R=14.5lg（31.4×500）-26=34.8dB

隔声罩插入损失：

DIL=R+10lgα=34.8+10lg0.8=33.8dB

计算可得各倍频带隔声罩插入损失和喷管及阀体传播的喷射噪声声压级及总声压级（表3）。

各倍频带隔声罩插入损失和喷管及阀体传播的喷射噪声声压级及总声压级均可满足《工业企业噪声控制设计规范》生产车间85dB的噪声限值。

表3 倍频带隔声罩插入损失和喷管及阀体传播的喷射噪声声压级

3.3 治理效果

治理后，喷射噪声总声压级由净气箱内的喷射噪声（58.7dB（A））和隔声罩外喷射噪声（59.3dB（A））两部分组成，其值为：

喷射噪声总A声压级满足《工业企业噪声控制设计规范》中3.0.1条规定的生产车间85dB的噪声限值。

采取噪声治理措施后，现场实际运行情况与设计计算结果基本相符，可满足《工业企业噪声控制设计规范》要求。

4 结语

在气箱脉冲袋收尘器上，增加隔声罩简单易行，成本低廉，可显著降低噪声强度，满足相关噪声排放要求。同时，增加隔声罩有效改善了工作环境，有利工人健康。