Шум при работе компрессоров и его снижение

Шум является одним из основных источников нарушения комфортного состояния персонала предприятия, находяще­гося непосредственно рядом с работающим компрессорным оборудованием. Поэтому часто учет шумовых характеристик необходим при разработке, вы­боре и установке компрессор­ных станций.

Каковы источники возникновения шума? Причиной появ­ления шумов являются звуковые волны, воз­никающие при сжатии и расширении в воздухе и других средах. Например, скорость расп­ространения звука в воздухе составляет при­мерно 330 м/с.

Основным параметром оценки шума является его частота. Она соответствует количеству колебаний звуковых волн в единицу времени, а в качестве единицы измерения частоты ис­пользуется герц (Гц). 1 герц (Гц) равен 1 коле­банию звуковой волны за 1 секунду.

Непосредственное измерение силы шума представляет собой достаточно сложную тех­ническую задачу. Кроме того, дополнительной проблемой является существенное различие (в тысячи раз) в силе шума, например, при тихом разговоре и при взлете самолета. Поэтому, для широкого использования в технических расче­тах ввели специальную логарифмическую ве­личину - децибел (дБ), которая позволила представить наиболее используемые шумовые характеристики в сопоставимых и удобных для сравнения величинах. В таблице 1 приведены величины уровня шума, соответ­ствующие различным источникам.

Таблица 1. Величина уровня шума

Также существуют еще два важных параметра оценки шума: уровень мощности звука (шума) и уровень звукового давления.

1.  Уровень мощности звука.

При работе компрессора часть подводимой энергии обязательно переходит в энергию зву­ка. Так вот, мощность звука и есть энергия, пе­редаваемая оборудованием в виде шума в еди­ницу времени. Мощность звука (Lw) представ­ляет собой отношение мощности звука вблизи источника (W, Вт) к базовому уровню, за кото­рый принята мощность звука Wo = Ю-12 Вт и определяется по следующей формуле:

Lw=10 1g(W/Wo), (дБ).

Например, если мощность звука W вблизи установки равна 1 Вт, соответствующий ей уро­вень мощности звука будет равен:

Lw= 10 lg (1/10-12) = 10 lg 1012= 120 дБ.

Уровень мощности звука не зависит от осо­бенностей помещения, в котором установлен компрессор, а представляет собой постоянную величину, связанную с техническими парамет­рами оборудования. Поэтому, величины уров­ня мощности звука удобно использовать при сравнении акустических характеристик раз­личных компрессоров.

2. Уровень звукового давления.

Давление звука - это ощущение звука на слух, т.к. наши уши воспринимают колебания давления, как звук. Уровень давления звука (Lp) также выражается в дБ, а его расчет можно произвести по формуле: Lp = 20 lg (p/ po), (дБ), где

р - давление звука вблизи источника, Па;

ро = 2 х 10-5 Па - базовая величина звукового давления (порог слышимости).

Уровень давления звука является перемен­ной величиной и зависит от большого числа различных внешних факторов, а также от усло­вий измерения. В первую очередь, на величину звукового давления влияет расстояние до обо­рудования и наличие отражающих поверхнос­тей. Кроме того, большое значение имеет и место расположения шумомера, с помощью которого производятся измерения. Например, в открытом пространстве уровень звукового давления снижается примерно на 6 дБ при каждом удвоении расстояния от источника шума. В помещении же аналогичное снижение давления звука составляет уже 3-4 дБ. Допустимые уровни звукового давления для помеще­ний различного назначения определены сани­тарными нормами.

В технической документации шумовые ха­рактеристики оборудования, в соответствии со стандартом CAGI PNEUROP, должны представлены в виде уровня звукового давле­ния в дБ (А), измеренного на расстоянии 1 м от источника (компрессора). Говоря о компрессорах BOGE Kompressoren, можно отметить следующее: среди винтовых компрессоров наименьший уровень звукового давления на расстоянии 1 м имеют компактные компрес­соры серии C - 59 дБ (А) и CL - 59 дБ (А), а наибольший -промышленные компрессо­ры серии S – 68-86 дБ (А). Среди поршневых компрессоров наименьшие показатели у комп­рессоров серии SRDL - 66 дБ (А), а наивысшие у компрессоров серии RH-85дБ(A).

Как уже говорилось, мощность звука умень­шается по мере удаления от источника шума. Это уменьшение можно рассчитать по форму­ле, связывающей уровень мощности и уровень звукового давления. При заданном уровне мощности звука (Lw), уровень звукового дав­ления (Lp) на расстоянии г от источника звука определяется по формуле:

Lp = Lw - lg r - 11, (дБ).

Например, если мощность звука установки составляет 73 дБ и необходимо определить уровень звукового давления на расстоянии 10м, то он составит:

Lp = Lw - lg r - 11 = 73 - lg 10 - 11 = 61 дБ.

Еще один важный вопрос касается оценки шума при установке в одном помещении нес­кольких компрессорных установок. В этом случае суммарный шум от нескольких источ­ников не будет соответствовать сумме шумов от каждого источника, а определится в соотве­тствии с тремя основными правилами:

1. Если показатели уровня шума у двух уста­новок одинаковы, то их суммарный уровень шума превысит уровень шума каждой установ­ки на 3 дБ.

2.      Если показатели уровня шума у двух уста­новок отличаются более чем на 10 дБ, то их суммарный уровень шума будет соответство­вать значению большего уровня шума.

3.      Если показатели уровня шума у двух уста­новок отличаются менее чем на 10 дБ - поря­док расчета таков:

-   вычисляется разность уровней шума уста­новок;

при помощи таблицы 2 определяется спе­циальная величина, которая затем добавляется к значению большего уровня шума.

Таблица 2. Величины корректирующих коэффициентов

Пример 1. В помещении установлены две вин­товые компрессорные установки, уровень шума которых 66 дБ и 69 дБ, соответственно. Необходимо опре­делить суммарный уровень шума.

В этом случае, разность уровней шума сос­тавит: 70 - 67 = 3 дБ, а общий шум от двух уста­новок 69 + 1,8 = 70,8 дБ.

Если же установок более двух, порядок рас­чета не меняется, а установки рассматривают­ся парами, начиная с двух, имеющих наимень­ший уровень шума.

Пример 2. В помещении установлены три вин­товые компрессорные установки уровень шума которых 68 дБ, 70 дБ и 74 дБ, соответственно. Необходимо определить суммарный уровень шума.

В этом случае порядок расчета такой:

-  для первых двух установок разность уров­ней шума составит 70 - 68 = 2 дБ, а суммарный шум 70 + 2,1 =72,1 дБ;

-  для трех установок разность уровней шума составит 74 - 72,1 = 1,9 дБ, а суммарный шум 74 + 2,1 = 76,1 дБ.

Таким образом, общий уровень шума трех компрессорных установок равен 76,1 дБ.

Мероп­риятия по снижению шума при работе комп­рессоров можно  разделить на два вида:

-     мероприятия, относящиеся к снижению шума самого компрессора, как в части установки шумопоглощающих покрытий, так и конструктивного совершенствования механизмов, повышения общего КПД;

- мероприятия, относящиеся к снижению шума в зависимости от способа установки компрессора.

Снижение уровня шума компрессорной ус­тановки достигается, как правило, использова­нием специального шумоизолирующего материала. У винтовых компрессоров BOGE Kompresoren серий С/S им обклеены внутренние панели корпуса, а со стороны забора воздуха установлена усиленная звукоизоляция. Поршневые компрессоры также выпускаются в шумозащитном исполнении.

Гашение вибраций и шумов, генерируемых механизмами, в винтовых компрессорах BOGE  дополнительно происходит благодаря бесклапанной схеме циркуляции масла, отсутствию обратных и запорных клапанов в масляном контуре.

В качестве дополнительной меры на выходе сжатого воздуха компрессора может устанавливаться глушитель.

В ряде случаев для сниже­ния шума от компрессоров предприятия устанавливают вокруг компрессорной группы шумозащитные панели. Такая установка обязательно должна сопровождаться парал­лельным решением вопроса об обеспечении компрессорной группы приточным воздухом и отвода тепла.

При решении вопроса о снижении шума в зависимости от способа установки компрессора существуют три ос­новных способа установки:

-  в центре помещения;

-  у стены;

-  в углу, между двух стен.

Минимальный уровень шума будет при установке в центре помещения (одна отра­жающая поверхность - пол); более шумной бу­дет установка у стены (две отражающие пове­рхности - стена и пол); и самым шумным будет третий вариант в углу (три отражающие пове­рхности - пол и две стены). Если принять уро­вень шума компрессора, измеренный в свобод­ном пространстве, за некий номинал, то при установке первым способом он увеличится на 3 дБ, вторым способом на 6 дБ, третьим спосо­бом на 9 дБ. Именно по этой причине реко­мендуется избегать установки оборудования рядом со стенами.

Таким образом, решения для снижения уровня шума есть, а комплекс мер, позволяю­щий сделать это, достаточно широк. И в зави­симости от типа используемого оборудования, условий его размещения и эксплуатации, а также особенностей производства всегда мож­но устранить, или минимизировать вредное воздействие шумовых факторов и создать ком­фортные рабочие условия для персонала.

Шум является одним из основных источников нарушения комфортного состояния персонала предприятия, находяще­гося непосредственно рядом с работающим компрессорным оборудованием. Поэтому часто учет шумовых характеристик необходим при разработке, вы­боре и установке компрессор­ных станций.

Каковы источники возникновения шума? Причиной появ­ления шумов являются звуковые волны, воз­никающие при сжатии и расширении в воздухе и других средах. Например, скорость расп­ространения звука в воздухе составляет при­мерно 330 м/с.

Основным параметром оценки шума является его частота. Она соответствует количеству колебаний звуковых волн в единицу времени, а в качестве единицы измерения частоты ис­пользуется герц (Гц). 1 герц (Гц) равен 1 коле­банию звуковой волны за 1 секунду.

Непосредственное измерение силы шума представляет собой достаточно сложную тех­ническую задачу. Кроме того, дополнительной проблемой является существенное различие (в тысячи раз) в силе шума, например, при тихом разговоре и при взлете самолета. Поэтому, для широкого использования в технических расче­тах ввели специальную логарифмическую ве­личину - децибел (дБ), которая позволила представить наиболее используемые шумовые характеристики в сопоставимых и удобных для сравнения величинах. В таблице 1 приведены величины уровня шума, соответ­ствующие различным источникам.

Таблица 1. Величина уровня шума

Также существуют еще два важных параметра оценки шума: уровень мощности звука (шума) и уровень звукового давления.

1.  Уровень мощности звука.

При работе компрессора часть подводимой энергии обязательно переходит в энергию зву­ка. Так вот, мощность звука и есть энергия, пе­редаваемая оборудованием в виде шума в еди­ницу времени. Мощность звука (Lw) представ­ляет собой отношение мощности звука вблизи источника (W, Вт) к базовому уровню, за кото­рый принята мощность звука Wo = Ю-12 Вт и определяется по следующей формуле:

Lw=10 1g(W/Wo), (дБ).

Например, если мощность звука W вблизи установки равна 1 Вт, соответствующий ей уро­вень мощности звука будет равен:

Lw= 10 lg (1/10-12) = 10 lg 1012= 120 дБ.

Уровень мощности звука не зависит от осо­бенностей помещения, в котором установлен компрессор, а представляет собой постоянную величину, связанную с техническими парамет­рами оборудования. Поэтому, величины уров­ня мощности звука удобно использовать при сравнении акустических характеристик раз­личных компрессоров.

2. Уровень звукового давления.

Давление звука - это ощущение звука на слух, т.к. наши уши воспринимают колебания давления, как звук. Уровень давления звука (Lp) также выражается в дБ, а его расчет можно произвести по формуле: Lp = 20 lg (p/ po), (дБ), где

р - давление звука вблизи источника, Па;

ро = 2 х 10-5 Па - базовая величина звукового давления (порог слышимости).

Уровень давления звука является перемен­ной величиной и зависит от большого числа различных внешних факторов, а также от усло­вий измерения. В первую очередь, на величину звукового давления влияет расстояние до обо­рудования и наличие отражающих поверхнос­тей. Кроме того, большое значение имеет и место расположения шумомера, с помощью которого производятся измерения. Например, в открытом пространстве уровень звукового давления снижается примерно на 6 дБ при каждом удвоении расстояния от источника шума. В помещении же аналогичное снижение давления звука составляет уже 3-4 дБ. Допустимые уровни звукового давления для помеще­ний различного назначения определены сани­тарными нормами.

В технической документации шумовые ха­рактеристики оборудования, в соответствии со стандартом CAGI PNEUROP, должны представлены в виде уровня звукового давле­ния в дБ (А), измеренного на расстоянии 1 м от источника (компрессора). Говоря о компрессорах BOGE Kompressoren, можно отметить следующее: среди винтовых компрессоров наименьший уровень звукового давления на расстоянии 1 м имеют компактные компрес­соры серии C - 59 дБ (А) и CL - 59 дБ (А), а наибольший -промышленные компрессо­ры серии S – 68-86 дБ (А). Среди поршневых компрессоров наименьшие показатели у комп­рессоров серии SRDL - 66 дБ (А), а наивысшие у компрессоров серии RH-85дБ(A).

Как уже говорилось, мощность звука умень­шается по мере удаления от источника шума. Это уменьшение можно рассчитать по форму­ле, связывающей уровень мощности и уровень звукового давления. При заданном уровне мощности звука (Lw), уровень звукового дав­ления (Lp) на расстоянии г от источника звука определяется по формуле:

Lp = Lw - lg r - 11, (дБ).

Например, если мощность звука установки составляет 73 дБ и необходимо определить уровень звукового давления на расстоянии 10м, то он составит:

Lp = Lw - lg r - 11 = 73 - lg 10 - 11 = 61 дБ.

Еще один важный вопрос касается оценки шума при установке в одном помещении нес­кольких компрессорных установок. В этом случае суммарный шум от нескольких источ­ников не будет соответствовать сумме шумов от каждого источника, а определится в соотве­тствии с тремя основными правилами:

1. Если показатели уровня шума у двух уста­новок одинаковы, то их суммарный уровень шума превысит уровень шума каждой установ­ки на 3 дБ.

2.      Если показатели уровня шума у двух уста­новок отличаются более чем на 10 дБ, то их суммарный уровень шума будет соответство­вать значению большего уровня шума.

3.      Если показатели уровня шума у двух уста­новок отличаются менее чем на 10 дБ - поря­док расчета таков:

-   вычисляется разность уровней шума уста­новок;

при помощи таблицы 2 определяется спе­циальная величина, которая затем добавляется к значению большего уровня шума.

Таблица 2. Величины корректирующих коэффициентов

Пример 1. В помещении установлены две вин­товые компрессорные установки, уровень шума которых 66 дБ и 69 дБ, соответственно. Необходимо опре­делить суммарный уровень шума.

В этом случае, разность уровней шума сос­тавит: 70 - 67 = 3 дБ, а общий шум от двух уста­новок 69 + 1,8 = 70,8 дБ.

Если же установок более двух, порядок рас­чета не меняется, а установки рассматривают­ся парами, начиная с двух, имеющих наимень­ший уровень шума.

Пример 2. В помещении установлены три вин­товые компрессорные установки уровень шума которых 68 дБ, 70 дБ и 74 дБ, соответственно. Необходимо определить суммарный уровень шума.

В этом случае порядок расчета такой:

-  для первых двух установок разность уров­ней шума составит 70 - 68 = 2 дБ, а суммарный шум 70 + 2,1 =72,1 дБ;

-  для трех установок разность уровней шума составит 74 - 72,1 = 1,9 дБ, а суммарный шум 74 + 2,1 = 76,1 дБ.

Таким образом, общий уровень шума трех компрессорных установок равен 76,1 дБ.

Мероп­риятия по снижению шума при работе комп­рессоров можно  разделить на два вида:

-     мероприятия, относящиеся к снижению шума самого компрессора, как в части установки шумопоглощающих покрытий, так и конструктивного совершенствования механизмов, повышения общего КПД;

- мероприятия, относящиеся к снижению шума в зависимости от способа установки компрессора.

Снижение уровня шума компрессорной ус­тановки достигается, как правило, использова­нием специального шумоизолирующего материала. У винтовых компрессоров BOGE Kompresoren серий С/S им обклеены внутренние панели корпуса, а со стороны забора воздуха установлена усиленная звукоизоляция. Поршневые компрессоры также выпускаются в шумозащитном исполнении.

Гашение вибраций и шумов, генерируемых механизмами, в винтовых компрессорах BOGE  дополнительно происходит благодаря бесклапанной схеме циркуляции масла, отсутствию обратных и запорных клапанов в масляном контуре.

В качестве дополнительной меры на выходе сжатого воздуха компрессора может устанавливаться глушитель.

В ряде случаев для сниже­ния шума от компрессоров предприятия устанавливают вокруг компрессорной группы шумозащитные панели. Такая установка обязательно должна сопровождаться парал­лельным решением вопроса об обеспечении компрессорной группы приточным воздухом и отвода тепла.

При решении вопроса о снижении шума в зависимости от способа установки компрессора существуют три ос­новных способа установки:

-  в центре помещения;

-  у стены;

-  в углу, между двух стен.

Минимальный уровень шума будет при установке в центре помещения (одна отра­жающая поверхность - пол); более шумной бу­дет установка у стены (две отражающие пове­рхности - стена и пол); и самым шумным будет третий вариант в углу (три отражающие пове­рхности - пол и две стены). Если принять уро­вень шума компрессора, измеренный в свобод­ном пространстве, за некий номинал, то при установке первым способом он увеличится на 3 дБ, вторым способом на 6 дБ, третьим спосо­бом на 9 дБ. Именно по этой причине реко­мендуется избегать установки оборудования рядом со стенами.

Таким образом, решения для снижения уровня шума есть, а комплекс мер, позволяю­щий сделать это, достаточно широк. И в зави­симости от типа используемого оборудования, условий его размещения и эксплуатации, а также особенностей производства всегда мож­но устранить, или минимизировать вредное воздействие шумовых факторов и создать ком­фортные рабочие условия для персонала.

Представительство «BOGE Kompressoren»
350020, Россия, г.Краснодар, ул. Коммунаров, д. 266
тел./факс (861) 255–08–48, 251-87-43
e-mail: energotechnica@mail.ru
http://boge.energotechnica.ru/articles/4.html