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罩式炉机组终冷台风机消音器改进应用
【摘要】本文从攀钢冷轧厂罩式炉机组终冷台风机消音器的现状、存在的问题和改进的目的进行了介绍和分析。根据消音和控制噪音原理，结合生产现场实际，对风机消音器的结构进行了改进,达到了预期效果，为我们进一步治理整个机组噪音奠定了基础。
【关键词】時冷台风机消音器改进应用
1风机消音器改进的缘由
在介绍风机消音器改进之前,先对攀钢冷轧厂罩式炉机组的噪音情况作简要说明。改造之前,整个罩式炉机组噪音等级已逐步恶化到开始危害人体健康。经我们初步分析，机组噪音逐渐变大，主要由以下情况引起：
建厂初期产量较低，生产时同时投入的风机量较少,吊车运行的频率较低，其噪音等级满足安全环保生产要求。但在整个机组区域没有扩大的情况下，经过两次炉台数量增加后，产量从35万吨增加到60万吨，而终冷台的数量没有大幅增加，这就要求加快冷却速度，吊车运行的频率也相应加快。整个机组原设计很紧凑，风机布置密集。比如，在总长度100m左右就有30台15KW终冷台风机同时开启，且风机均为普通的轴流风机。从空气动力学观点看，其产生的噪音就较大。机组改造时将原设计用于终冷台风机吸风口的位置，增加了4座终冷台，这样就使风机吸风口孔径减小一半，造成了4个吸风口的流速成倍增加，噪音陡增。由于前几年普板市场不如镀锌市场，整个罩式炉机组的投入偏少,大量设备又急速恶化，也是造成整个机组的噪音等级持续上升，开始危害人体健康的原因。特别是终冷台风机的风机消音器更是破损严重。
目前机组正常生产时，加热罩风机24台，冷却罩风机38台，终冷台风机34台，排烟风机4台，引射风机4台,炉台循环风机39台。除备机外,约有120台风机同时运转，是造成整个机组噪音大的主要原因。
整个终冷台冷却钢卷的方式是:将每5个钢卷堆垛在终冷台上，高度10米左右，由风机从下向上对钢卷吹风冷却。要求风压大，风的流速较高，才能在24小时内使整个钢卷从100Y降到50Y以To
为尽快收到降低整个机组噪音的效果,经论证,决定从有消音装置的部分开始改进。而该机组只有终冷台风机才装有风机消音器装置，至此终冷台风机消音器的改进被提上日程。
2风机消音器现状及改进的必要性
2.1现状
罩式炉终冷台风机是为机组退火后的钢卷进行冷却，为下道工序服务。而终冷台风机消音器的作用是为风机降低工作噪音,为机组生产提供较好的生产环境以达到安全、环保生产的要求。由于机组终冷台风机消音器至投产以来使用寿命已达十年，风机消音器老化、损坏严重，导致风机在运行时产生很大噪音,给现场生产和维护带来不便,甚至在现场作业时要戴耳塞进行工作。2006年7月18日攀钢劳研所对罩式炉终冷台噪音测定和记录，见表1。
表1罩式炉终冷台噪音记录表声级dB(A)
测点名称AC31.563125250500Ik2k4k8k16k
，单号区~8995808078_63__878481746340双号区899576787689838073646458容易生锈,且太薄，强度不够，产生共振，使用寿命短;消音棉仅起吸音作用但消音棉材质差。改造前,风机消音器结构
图1改造前，终冷台风机清音器结构示意图
2.3改造的必要性和要求
根据GBZ1-2002国家工业企业设计卫生标准，工作场所噪音声级的卫生限值作了如下规定，具体见表2。表2国家工业企业设计工作场所噪音声级的卫生限值标准允许噪音(dB)858891949710010工作时间(H)84211/21/41/8,工作场所高限值不能超过115分贝。按照8小时工作制，罩式炉区域至少应降低到85分贝以下，才能基本保证职工的身体健康。至此，急需对我厂罩式炉终冷台风机消音器进行长寿化研究改造。
3改进的原理和措施
经过査找样本和罩式炉终冷台的安装空间的实际情况，没有适合罩式炉终冷台标准风机消音器选择，需要重新设计制造。通过与石化和冶金行业长期供风机消音器厂家的交流,从风机噪音产生和控制原理出发,结合罩式炉终冷台加以分析，确定了改进措施。
3.1噪音产生原理
通风机在一定工况下运转时，产生的噪声，主要包括空气动力性噪声和机械性噪声两大部分，其中空气动力性噪声的强度大。压力越高，叶轮圆周
速度大，噪声就越大。
3.2噪音控制原理
噪音控制的一般方法是:（1）在噪声源上控制通风机噪声。设计良好的通风机，是获得低气动噪声根本的方法；（2）在传播途径上控制通风机噪声。在通风机噪声中，进、出气口辐射的空气动力性噪声强度大，所以控制通风机噪声,先应将这部分噪声降下来。在通风机进、出气口安装消声器是抑制通风机噪声的有效措施。
3.3风机消音器改进措施
3.3.1控制介质的流速，使空气流过消声器的流速由原来的40m/s降到了25m/s,以避免产生再生噪声。具体办法:加大管道通径，使原来消声通道有800mm增到1200nun0
3.3.2增大消声管道长度，使空气与消声器有足够接触时间。具体办法:有原来总长1635mm加长到2950mm。
3.3.3改变结构形式，采用阻抗复合型消声器，能有效地吸收目前车间里各个频段发出的噪声。即阻性消声器,当声波通过衬贴多孔材料的管道时，声波将激发材料中无数小孔内的空气分子振动，将一部分声能消耗于克服摩擦力和黏滞力突变，以达到对中高频噪声的吸收。采用抗性消声器，利用管道截面突变，声阻抗的变化,使沿管道传播的声波向声源方向反射回去，以达到对低中频噪声的吸收。
3.3.4适当增加壁厚，以达到增大消声器的刚性，原有消声器由于壁薄，当风机高速转动时，产生共振,增大噪声源。
3.3.5适当改变消声器材料，原有消声器内件采用普通碳钢，碳钢生锈造成微孔堵塞,失去消声器效果;而釆用不锈钢以后,不会产生生锈现象。
3.3.6增加进口消声，使空气进入风机前得以消声，同时有效地吸走因风机高速旋转产生的噪声。
3.4风机消音器结构原理
改造后的风机消音器属于阻抗复合式风机消音器，即空气先进入抗性扩张室，可消除低频噪声;再进入阻性圆环室,可消除高低频噪声。吸声棉为吸音效果优良的防水超细玻璃棉，穿孔板为耐腐蚀和耐高温性能优良的不锈钢。因此本消声器具有消声频带宽，消声效果好，并可抗腐蚀、耐高温等优良特征。改进后的风机消音器结构示意图，见图2。
3.5设备制作要■求
3.5.1按照《工业管道工程施工及验收规范》
图2改造后终冷台风机消音器结构示意图GB50236《现场设备、工业管道焊接工程及验收规范》制作及验收。
3.5.2焊接采用手工电弧焊，碳钢之间采用J422焊条，碳钢与不锈钢之间以及不锈钢与不锈钢之间釆用A102焊条,且连续焊接;焊缝表面不得出现裂纹、咬边、气孔、夹杂、未焊透等焊接缺陷，角焊缝焊脚高度按较薄件厚度执行。
3.5.3壳体焊接完毕，焊缝进行渗漏试验，无渗漏为合格。3.5.4设备的表面用喷砂处理,完全去除毛刺、焊接喷溅物、溶剂、锈蚀、剥落、污垢、灰尘、油脂、油污和其它杂物;底板表面处理后,砂砾和灰尘都应清除掉。一般是在喷抛处理4小时之内涂上一层底漆以防再次被锈蚀和污染。
3.5.5喷漆按买方要求及提供的色卡喷漆。
3.5.6单台风机消音器的消音量为:在制造厂家未使用风机消音器风机全速转动发出的噪声等级与安装了风机消音器后在同一位置的噪声等级之差35dB（A）以上。
4上机使用状况和测定情况
从2006年12月到2007年1月进行现场安装、调试完34台风机消音器后，其噪音明显改善。同时，通过检测部门多次测定并与2006年7月18日测试的
分布不均匀。钙钛矿分布较均匀。
对比烧结矿样中,钛赤铁矿呈半自形及它形粒状连晶结构为主，但样品呈半自形晶粒状独立者较基准期烧结矿样品增加10%~15%，这说明钛赤铁矿在它的晶轴上结晶更充分。钛磁铁矿与Fe2O3和铁酸盐形成交织结构，相互胶结成一体，极有利于改善烧结矿强度。与基准期烧结矿相比，铁酸盐晶粒细化,由短板状发展成为不规则的粒状结构为主,其次为柱状及短条状结构，有利于改善烧结矿的低温还原粉化性能。
4.2烧结矿冶金性能分析
•烧结矿冶金性能的测定结果表明，烧结矿的低温还原粉化性能(RDI.3,15)得到改善。低温还原转鼓后-3.15mm粒级含量由71.36%分别下降到64.85%,对应降低了6.51个百分点;烧结矿的相对还原率(RI)由原来的82.62%提高到87.43%。对比的烧结矿低温还原粉化性能(RDI.3.15)、还原率(RI)的测定结果见表7
|
表7 |
烧结矿低温还原粉化率及还原率结果 | |||||
|
能 阶段 |
烧结矿低温还原转鼓后的粒度组成/% |
RDJ.m /% |
RI /% | |||
|
+6.3mm |
6.3~3.15mm |
3.15~0.5mm |
-0.5mm | |||
|
基准样 |
8.44 |
20.21 |
49.69 |
21.67 |
71.36 |
82.62 |
|
对比样 |
11.51 |
23.64 |
45.29 |
19.56 |
64.85 |
87.43 |
|
比较 |
+3.07 |
+3.43 |
-4.40 |
-2.11 |
-6,51 |
+4.81 |
混合料水分在各因素中敏感，对各指标影响的显著性大，随着水分指标的逐步提高，烧结矿成品率逐渐下降，烧结利用系数逐渐提高。碱度对烧结指标的影响较显著，提高碱度,可以改善烧结数据对比(见表3)，认为符合生产标准，达到了预期使用效果。
表3风机消音器改造前后噪音测试数据对比表
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测试点 |
单号区双号区 |
测试情况 | |
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改造前噪音声级dB(A) |
89 |
89 |
单号区6台风机未运转，双号区 4台风机未运转。 |
|
改造后噪音声级dB(A) |
84 |
84 |
风机全部运转，机组正常生产、吊车正常运行。 |
5堵论
根据改造前后，噪音测试数据对比,噪音均在原基础上下降了5dB(A),达到了国家工业企业设计卫生标准(GBZ1-2001),85dB(A)以下。为降低生产现场噪音,改善工作环境，维护职工健康方面作出了无法用数字描述的社会效益。但仍然存在问题和矿的矿相结构，降低其低温还原粉化率，从而促进烧结矿强度的提高。配碳量对烧结指标有一定的影响,随着配碳量的提高，成品率有所上升，转鼓强度和利用系数下降。料层在各因素中影响小。
(3) 结合攀钢烧结生产实际，在高碱度情况下采取适宜的烧结制度，可以改善烧结经济指标。从表1可以看出，在罩式炉终冷台区域实际噪音达95分贝，而且测定时双号区有4台风机未运转，单号区有6台风机未运转。如果全部运转，其噪音还将更大。
(4) 2.2风机消音器存在的问题
经过现场査看,风机消音器内部已大部分锈蚀,内壁小孔大部分堵塞,出现了内部钢结构焊接处开裂,消音棉外漏等现象。经初步分析，认为消音效果不好的主要原因为：1、本身风机为轴流风机，且转速高(2900rpm),流量大(达28000m*123/h)，是产生噪音的主要原因。
2、风机消音器存在设计缺陷:结构简单，内部结构为为直筒形，内部无阻抗装置，本身风机消音器的空气流速太快，空气在风机消音器中的接触时间较短，消音效果自然不好；
3、风机消音器壳体选择不合适:钢板采用普通碳钢。