实例探讨解决气动调节元件的噪音问题

在气体流量的检测和调节工位上，以及在其他与压缩空气有关的生产设备处，即凡是有不同的气体的压力和不同的气体流量通过的地方，一般都需要安装调节阀。而正是这些安装在气体管道中的调节阀会给人们和周围的环境带来噪音污染。因此，必须减少和排出这些噪音。这项重要的环保降低噪音的工作不仅在设计新设备、新工厂时需要注意，而且在已有设备的生产运行过程中也必须加以解决。本文介绍了一种技术上可行的、有利于生态环保的噪音解决方案。
    实践证明，如果在工厂设计规划时就采取了相应的措施，那么解决化工企业噪音污染的工作收效才是*大、*经济的。因为工厂设计时的降低噪音措施不会受到“事后补救”时的技术条件限制（对于二次减噪补救措施：要受原设计的限制，空间大小的限制等等），而且也不会出现附加的费用开支。原则上，建议在降低噪音对环境的影响时要按照有效性和经济性划分为不同的等级，采取不同的措施来进行处理。

    控制主要噪音源的噪音(一般是调节阀)；
    防止噪音传播的措施（二次减少噪音）。

    为了限制调节阀发出噪音，生产厂家提供了多种解决方案。究竟哪种方案在工厂设计时对降低噪音实际应用*有效，请看本文所介绍的实例。对于那些已经在化工流程生产设备中使用的调节阀，也可采用本文介绍的方法来降低噪音。
    只有当控制噪声源的技术措施在声学控制技术上不再是技术和经济的*佳方案时，人们才采用**套“作战”方案：控制噪音从噪音源处的对外传播，即所谓的控制“二次噪音源”。这种控制二次噪音的方法是：
    为了能选择经济、高效的措施降低噪音，必须对噪音发生处的、噪音源的声学强度进行测定，而大多数次声源并不是发出噪音的主声源，即不是气体管道中的调节阀，而是一些传导声音的物体的表面（例如较长的管道，冷却器），尤其是在它们的表面积远远大于主噪声源时更是如此。
    调节阀处减少噪音的措施
    选择噪音低的产品
    在为新设备选择低噪音的产品时，往往会有一些错误的估计。请看下面的例子，在选择低噪音设备的产品时，各个生产厂家应根据给定的化工设备生产状况来提供自己价廉物美的产品（见表1）。各个生产厂家提供的、适合于表1生产工况的产品也同时在表1的下方列出，从表中可以清楚地看到三家工厂低噪音产品中的差异。从上述资料中可以清楚地看到，C厂的产品噪声水平比B厂低17dB（A）比A厂低21.2dB（A）。

    减少调节阀发出的噪声

    有目的地对现有设备调节阀采取降低噪音的措施时，应具备一定的机械知识。
在调节阀中，有很高的压力差和气体流速的差异，在调节阀高速气流与低速气流之间的过渡横截面上，会产生气流涡旋，气流涡旋的结构形状，高、低速气流交汇处的几何形状，尺寸，决定了声波的*高频率。声响的等级由能量转换（压力能，动能，热）的方法决定。而气体压缩时的压力比，又可引起一定的压缩冲击，形成另一个噪声源。为了有效地减少噪音，因而采用逐级减压的方法，防止出现一次性过大的压力差。
    举一个应用实例：在某气流调节回路的调节球阀前、后各安装了一个用于减少噪音的多孔消音板。这种多孔消音板利用了多种有效的消音原理：当调节球阀打开后，球阀的一个大通道变成了前后两个多孔消音板上的多个小通道。这将使得气流声（波）功率提高到一个更高的频率水平上。由于管壁隔音屏蔽的环形膨胀频率在多孔消音板的频率之上，从而降低了管道的噪音。另一方面，还使得调节阀的噪音特性曲线Kvs 值下降。相对来讲，要达到相同的Kv值则必须将调节球阀开得更大一些。这种调节球阀结构的变化，也改变了球阀流量说大就大，说小就小的状况，从而也将低频噪音的主要原因：涡流结构的影响减少到*低程度。气流通过多孔消音板较长的小孔时，也改进了气流流通的方式（无涡流的气流通道），在前文中给出了带有多孔消音板（720000Nm3h，压差3.6bar）和不带多孔消音板（500000Nm3/h，压差2.9bar）时的检验结果，在采用了多孔消音板后，调节球阀管道的测量表面声级水平降低了7dB（A），而且所希望的将低频噪音向高频区移动的目也达到了。

    阻止噪音传播的有效措施
    在实际工作中，管道中噪音传播方面的问题往往被忽视，虽然对气流管道采取了一系列的隔音措施，达到了给出的噪音水平，使噪音问题不那么严重，但由于（空架）管道的长度较大、隔音措施不利（没有隔音的管道），使得由气流管道传播的噪音明显地高于调节阀处所产生的噪音。
    为了更加清楚的说明这一问题，我们看一个计算实例：采用了表1 C厂生产的隔音产品后，对噪音进行了检测，检测结果列于表2中，包括：倍频带声级，管壁隔音，1m距（测得的）管道噪音，以及100m长管道噪音的数据。从表中的数据可以看到，由于悬空高架的气流管道比较长，尽管采用了隔音措施，但是它所传播的噪音明显地高于气流调节阀所产生的噪音。在本例的情况下，对室内的管道进行封闭式的包装，以求隔音，也不是解决问题的*佳方法，而是一种转移噪音的措施，把噪音“送”给了本建筑物的邻居。正确的解决方法是：通过在调节阀后管道中加装管道消音器或者安装管道隔离装置，这种管道消音装置的尺寸并不太大，采用这种措施的费用（生产费用和维护保养费用）不可低估，但是采用这种隔音措施后，隔音效果非常好。