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2010/8/26 9:40:09

離心式通風(fēng)機(jī)作為流體機(jī)械的一種重要類型，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門, 是主要的耗能機(jī)械之一，也是節(jié)能減排的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。研究過程表明：提高離心通風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)水平,是提高離心通風(fēng)機(jī)效率、擴(kuò)大其工況范圍的關(guān)鍵。本文將從離心通風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計(jì)和利用邊界層控制技術(shù)提高離心通風(fēng)機(jī)葉輪性能這兩個(gè)方面，對近年來提出的提高離心通風(fēng)機(jī)性能的方法和途徑的研究進(jìn)行歸納分析。

離心通風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計(jì)方法簡述

如何設(shè)計(jì)高效、工藝簡單的離心通風(fēng)機(jī)一直是科研人員研究的主要問題，設(shè)計(jì)高效葉輪葉片是解決這一問題的主要途徑。

葉輪是風(fēng)機(jī)的核心氣動(dòng)部件，葉輪內(nèi)部流動(dòng)的好壞直接決定著整機(jī)的性能和效率。因此國內(nèi)外學(xué)者為了了解葉輪內(nèi)部的真實(shí)流動(dòng)狀況，改進(jìn)葉輪設(shè)計(jì)以提高葉輪的性能和效率，作了大量的工作。

為了設(shè)計(jì)出高效的離心葉輪, 科研工作者們從各種角度來研究氣體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律, 尋求****的葉輪設(shè)計(jì)方法。最早使用的是一元設(shè)計(jì)方法^[1]，通過大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和一定的理論分析，獲得離心通風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇規(guī)律。在一元方法使用的初期，可以簡單地通過對風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面的平均速度計(jì)算，確定離心葉輪和蝸殼的關(guān)鍵參數(shù)，而且一般葉片型線采用簡單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙，設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)性能需要設(shè)計(jì)人員有非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)可以獲得性能不錯(cuò)的風(fēng)機(jī)，但是，大部分情況下，設(shè)計(jì)的通風(fēng)機(jī)效率低下。為了改進(jìn)，研究人員對葉輪輪蓋的子午面型線采用過流斷面的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)^[2-3]，如此設(shè)計(jì)出來的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧，這種方法設(shè)計(jì)的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計(jì)方法效率略有提高，但是該方法設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)輪蓋加工難度大，成本高，很難用于大型風(fēng)機(jī)和非標(biāo)風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)。另外一個(gè)重要方面就是改進(jìn)葉片設(shè)計(jì)，對于二元葉片的改進(jìn)方法主要為采用等減速方法和等擴(kuò)張度方法等^[4]，還有采用給定葉輪內(nèi)相對速度W沿平均流線m分布^[5]的方法。等減速方法從損失的角度考慮，氣流相對速度在葉輪流道內(nèi)的流動(dòng)過程中以同一速率均勻變化，能減少流動(dòng)損失，進(jìn)而提高葉輪效率；等擴(kuò)張度方法是為了避免局部

地區(qū)過大的擴(kuò)張角而提出的方法。給定的葉輪內(nèi)相對速度W沿平均流線m的分布是通過控制相對平均流速沿流線m的變化規(guī)律，通過簡單幾何關(guān)系，就可以得到葉片型線沿半徑的分布。以上方法雖然簡單，但也需要比較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算。

隨著數(shù)值計(jì)算以及電子計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，可以采用更加復(fù)雜的方法設(shè)計(jì)離心通風(fēng)機(jī)葉片。苗水淼等運(yùn)用“全可控渦”概念^[6],建立了一種采用流線曲率法在葉輪流道的子午面上進(jìn)行葉輪設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法,該方法目前已經(jīng)推廣至工程界,并已經(jīng)取得了顯著效果^[7]。但是此方法中決定葉輪設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵,即如何給出子午流面上葉片渦的合理分布。這一方面需要具有較豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；另一方面也需要在設(shè)計(jì)過程中對設(shè)計(jì)結(jié)果不斷改進(jìn)以符合葉片渦的分布規(guī)律,以期最終設(shè)計(jì)出高效率的葉輪機(jī)械。對于整個(gè)子午面上可控渦的確定，可以采用rCu沿輪盤、輪蓋的給定，可以通過線性插值的方法確定rCu在整個(gè)子午面上的分布^[8-9]，也可以通過經(jīng)驗(yàn)公式確定可控渦的分布^[10]，也有利用給定葉片載荷法^[11]設(shè)計(jì)離心通風(fēng)機(jī)的葉片。以上方法都是采用流線曲率法，設(shè)計(jì)出的是三元離心葉片，對于二元離心通風(fēng)機(jī)葉片還不能直接應(yīng)用。但數(shù)值計(jì)算顯示，離心通風(fēng)機(jī)的二元葉片內(nèi)部流動(dòng)的結(jié)構(gòu)是更復(fù)雜的三維流動(dòng)。因此，如何利用三維流場計(jì)算方法進(jìn)一步來設(shè)計(jì)高效二元離心葉輪是提高離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的關(guān)鍵。

隨著計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，三維粘性流場計(jì)算獲得了非常大的進(jìn)步，據(jù)此，有一些研究者提出了近似模型方法。該方法是針對在工程中完全采用隨機(jī)類優(yōu)化方法尋優(yōu)時(shí)計(jì)算量過大的問題，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，提出的一種計(jì)算量小、在一定程度上可以保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性的方法。在近似模型方法應(yīng)用于葉輪機(jī)械氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面,國內(nèi)外研究者們已經(jīng)做了相當(dāng)一部分工作^[12-14] ,其中以響應(yīng)面和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法應(yīng)用居多。如何有效地將近似模型方法應(yīng)用于多學(xué)科、多工況的優(yōu)化問題,并用較少的設(shè)計(jì)參數(shù)覆蓋更大的實(shí)際設(shè)計(jì)空間,是一個(gè)重要的課題。

2007年，席光等提出了近似模型方法在葉輪機(jī)械氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用^[15]。近似模型的建立過程主要包括: （1）選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法并布置樣本點(diǎn),在樣本點(diǎn)上產(chǎn)生設(shè)計(jì)變量和設(shè)計(jì)目標(biāo)對應(yīng)的樣本數(shù)據(jù)；（2）選擇模型函數(shù)來表示上面的樣本數(shù)據(jù)；（3）選擇某種方法,用上面的模型函數(shù)擬合樣本數(shù)據(jù)，建立近似模型。以上每一步選擇不同的方法或者模型，就相應(yīng)產(chǎn)生了各種不同的近似模型方法。該方法不僅有利于更準(zhǔn)確地洞察設(shè)計(jì)量和設(shè)計(jì)目標(biāo)之間的關(guān)系，而且用近似模型來取代計(jì)算費(fèi)時(shí)的評估目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算分析程序，可以為工程優(yōu)化設(shè)計(jì)提供快速的空間探測分析工具，降低了計(jì)算成本。在氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，用該模型取代耗時(shí)的高精度的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析 ,可以加速設(shè)計(jì)過程 ,降低設(shè)計(jì)成本。基于統(tǒng)計(jì)學(xué)理論提出的近似模型方法，有效地平衡了基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析的葉輪機(jī)械氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中計(jì)算成本和計(jì)算精度這一對矛盾。該近似模型方法在試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上，將響應(yīng)面方法、Kriging方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功地應(yīng)用于葉輪機(jī)械部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，在離心壓縮機(jī)葉片擴(kuò)壓器、葉輪和混流泵葉輪設(shè)計(jì)等問題中得到了成功應(yīng)用,展示了廣闊的工程應(yīng)用前景。目前，席光課題組已經(jīng)建立了離心壓縮機(jī)部件及水泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并在工程設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要作用。

2008年，李景銀等在近似模型方法的基礎(chǔ)上提出了控制離心葉輪流道的相對平均速度優(yōu)化設(shè)計(jì)方法^[16]，將近似模型方法較早的應(yīng)用于離心通風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)。該方法通過給出流道內(nèi)氣流平均速度沿平均流線的設(shè)計(jì)分布，設(shè)計(jì)出一組離心風(fēng)機(jī)參數(shù)，根據(jù)正交性準(zhǔn)則，在充分考慮影響葉輪效率因素的基礎(chǔ)上，采用正交優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化組合，并結(jié)合基于流體動(dòng)力學(xué)分析軟件的數(shù)值模擬，最終成功開發(fā)了與全國推廣產(chǎn)品9-19同樣設(shè)計(jì)參數(shù)和葉輪大小的離心通風(fēng)機(jī)模型，計(jì)算全壓效率提高了4%以上。該方法簡單易行、合理可靠，得到了很高的設(shè)計(jì)開發(fā)效率。

隨著理論研究的不斷深入和設(shè)計(jì)方法的不斷提高，對于降低葉輪氣動(dòng)損失、改善葉輪氣動(dòng)性能的措施，提高離心風(fēng)機(jī)效率的研究，將會更好的應(yīng)用于工程實(shí)際中。

改善離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)葉輪流動(dòng)的方法

葉輪是離心風(fēng)機(jī)的心臟，離心風(fēng)機(jī)葉輪的內(nèi)部流動(dòng)是一個(gè)非常復(fù)雜的逆壓過程，葉輪的高速旋轉(zhuǎn)和葉道復(fù)雜幾何形狀都使其內(nèi)部流動(dòng)變成了非常復(fù)雜的三維湍流流動(dòng)。由于壓差，葉片通道內(nèi)一般會存在葉片壓力面向吸力面的二次流動(dòng)，同時(shí)由于氣流90°轉(zhuǎn)彎，導(dǎo)致輪盤壓力大于輪蓋壓力也形成了二次流，這一般會導(dǎo)致葉輪的輪蓋和葉片吸力面區(qū)域出現(xiàn)低速區(qū)甚至分離，形成射流—尾跡結(jié)構(gòu)^[17]。由于射流—尾跡結(jié)構(gòu)的存在，導(dǎo)致離心風(fēng)機(jī)效率下降，噪聲增大。為了改善離心葉輪內(nèi)部的流動(dòng)狀況，提高葉輪效率，一個(gè)重要的研究方向就是采用邊界層控制方式提高離心葉輪性能，這也是近年的熱點(diǎn)研究方向。

2007年，劉小民等人采用邊界層主動(dòng)控制技術(shù)在壓縮機(jī)進(jìn)氣段選擇性布置渦流發(fā)生器，從而改變?nèi)~輪進(jìn)口處流場, 通過數(shù)值計(jì)算對不同配置參數(shù)下離心壓縮機(jī)性能進(jìn)行對比分析^[18]。該文章對渦流發(fā)生器應(yīng)用于離心葉輪內(nèi)流動(dòng)控制的效果進(jìn)行了初步的驗(yàn)證和研究, 通過數(shù)值分析表明這種方法確實(shí)可以改善葉輪內(nèi)部流動(dòng), 達(dá)到提高葉輪性能的效果。但是該主動(dòng)控制技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且需要外加控制設(shè)備和能量，對要求經(jīng)濟(jì)耐用的離心通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品不具有競爭力。

采用邊界層控制方式提高離心葉輪性能的另外一種方法就是采用自適應(yīng)邊界層控制技術(shù)。1999年，黃東濤等人提出了離心通風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)中采用長短葉片開縫方法^[19-20]，該方法采用的串列葉柵技術(shù)，綜合了長短葉片和邊界層吹氣兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，利用邊界層吹氣技術(shù)抑制邊界層的增長，提高效率，而且試驗(yàn)結(jié)果表明^[20]，該方法可以有效的提高設(shè)計(jì)和大流量下的風(fēng)機(jī)效率，但對小流量效果不明顯。文獻(xiàn)[21]用此思想解決了離心葉輪內(nèi)部積灰的問題。雖然串列葉柵技術(shù)在離心壓縮機(jī)葉輪^[20]內(nèi)沒有獲得效率提高的效果，但從文獻(xiàn)內(nèi)容看，估計(jì)是由于該文作者主要研究的是串聯(lián)葉片的相位效應(yīng)，而沒有研究串聯(lián)葉片的徑向位置的變化影響導(dǎo)致的。

理論和試驗(yàn)都表明，離心葉輪的射流尾跡結(jié)構(gòu)隨著流量減小更加強(qiáng)烈，而且小流量時(shí)，尾跡處于吸力面，設(shè)計(jì)流量時(shí)，尾跡處于吸力面和輪蓋交界處。為了提高設(shè)計(jì)和小流量離心通風(fēng)機(jī)效率，2008年，田華等人提出了葉片開縫技術(shù)^[22]，該技術(shù)提出在葉輪輪蓋與葉片之間葉片尾部處開縫，引用葉片壓力面?zhèn)鹊母邏簹怏w吹除吸力面?zhèn)鹊牡退傥槽E區(qū)，直接給葉輪內(nèi)的低速流體提供能量。最終得到在設(shè)計(jì)流量和小流量情況下，葉輪開縫后葉片表面分離區(qū)域減小，整個(gè)流道速度和葉輪內(nèi)部相對速度分布更加均勻，且****絕對速度明顯減小的結(jié)果。這種方法改善了葉輪內(nèi)部流場的流動(dòng)狀況，達(dá)到了提高離心葉輪性能和整機(jī)性能的效果，而且所形成的射流可以吹除葉片吸力面的積灰，有利于葉輪在氣固兩相流中工作。

2008年，李景銀等人提出在離心風(fēng)機(jī)輪蓋上靠近葉片吸力面處開孔的方法^[23]，利用蝸殼內(nèi)的高壓氣體產(chǎn)生射流，從而直接給葉輪內(nèi)的低速或分離流體提供能量，以減弱由葉輪內(nèi)二次流所導(dǎo)致的射流-尾跡結(jié)構(gòu)，并可用于消除或解決部分負(fù)荷時(shí),常發(fā)生的離心葉輪的積灰問題。通過對離心風(fēng)機(jī)整機(jī)的數(shù)值試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)輪蓋開孔后，在設(shè)計(jì)點(diǎn)附近的風(fēng)機(jī)壓力提高了約2％，效率提高了1％以上，小流量時(shí)壓力提高了1.5％，效率提高了2.1％。在設(shè)計(jì)流量和小流量時(shí)，由于輪蓋開孔形成的射流，可以明顯改善葉輪出口的分離流動(dòng)，減小低速區(qū)域，降低葉輪出口處的最高速度和速度梯度，從而減弱了離心葉輪出口處的射流—尾跡結(jié)構(gòu)。此外，沿葉片表面流動(dòng)分離區(qū)域減小，壓力增加更有規(guī)律。輪蓋開孔方法可以提高設(shè)計(jì)流量和小流量下的閉式離心葉輪性能和整機(jī)性能，如果結(jié)合離心葉輪串列葉柵自適應(yīng)邊界層控制技術(shù)，有可能全面提高離心葉輪性能。

3 結(jié)論

綜上所述, 近年來對離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部流動(dòng)的研究取得了明顯進(jìn)展, 有些研究成果已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中，并獲得令人滿意的結(jié)果。目前, 對離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部流動(dòng)的研究仍是比較活躍的研究領(lǐng)域之一，筆者認(rèn)為可在如下方面進(jìn)行進(jìn)一步研究：

（1）如何將近似模型方法在通風(fēng)機(jī)方面的應(yīng)用進(jìn)行更深入的研究，結(jié)合已有的葉片設(shè)計(jì)技術(shù)，探索更加高效快速的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；

（2）如何將串列葉柵、輪蓋開孔和葉片開縫等離心葉輪自適應(yīng)邊界層控制技術(shù)結(jié)合起來，在全工況范圍內(nèi)改善離心通風(fēng)機(jī)葉輪的性能，提高離心風(fēng)機(jī)的效率；

（3）考慮非定常特性的設(shè)計(jì)方法研究。目前，研究離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部的流動(dòng)均仍以定常計(jì)算為主，隨著動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和數(shù)值模擬的發(fā)展, 人們對于葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)的非定常現(xiàn)象及其機(jī)理將越來越清楚, 將非定常的研究成果應(yīng)用于設(shè)計(jì)工作中是非常重要的方面。

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鍋爐風(fēng)機(jī)噪聲的危害及其防治對策

2010/8/26 9:39:20

【關(guān)鍵詞】風(fēng)機(jī),噪聲,危害,防治
　　【論文摘要】鍋爐風(fēng)機(jī)噪聲點(diǎn)源多，分貝高，是引發(fā)環(huán)境信訪的重要因素。本文從鍋爐風(fēng)機(jī)噪聲的防治出發(fā)，論述了風(fēng)機(jī)噪聲的危害及降噪節(jié)能綜合治理技術(shù)。
　　目前在很多企業(yè)，受工業(yè)生產(chǎn)和供暖需求，鍋爐的安裝、使用非常普及。但很多鍋爐由于存在選址欠佳和風(fēng)機(jī)性能不良等因素，鍋爐噪聲影響周圍居民安靜的工作、生活環(huán)境，損害人民身體健康，常常引發(fā)擾民事件，產(chǎn)生糾紛。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2004年我區(qū)因噪聲引發(fā)的信訪案件占環(huán)境信訪案件的30%。因此，鍋爐風(fēng)機(jī)噪聲治理日益重要。
　　1、環(huán)境噪聲污染的危害
　　噪聲對人體的影響和危害一般可分為勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)境保護(hù)兩方面，前面指危害人的身體健康，導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生，后者指干擾環(huán)境安靜，影響人們正常的工作和生活。噪聲對人體健康危害主要表現(xiàn)在：損傷聽力，造成噪聲性耳聾；導(dǎo)致大腦皮層興奮和平衡失調(diào)，腦血管功能損害，導(dǎo)致神經(jīng)衰弱；損傷心血管系統(tǒng)，引發(fā)消化系統(tǒng)失調(diào)，影響內(nèi)分泌；干擾人們正常的生活、休息、語言交談和日常的工作學(xué)習(xí)，分散注意力，降低工作效率。
　　2、噪聲治理的基本原理
　　形成噪聲污染主要是三個(gè)因素，即：聲源、傳播媒介和接收體。只有這三者同時(shí)存在，才能對聽者形成干擾。從這三方面入手，通過降低聲源、限制噪聲傳播、阻斷噪聲的接收等手段，來達(dá)到控制噪聲的目的，在具體的噪聲控制技術(shù)上，可采用吸聲、隔聲和消聲三種措施。
　　2.1吸聲
　　當(dāng)聲波入射到物體表面時(shí)，部分聲能要被物體吸收轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，稱為吸聲。材料的吸聲性能用吸收系數(shù)來表示，吸聲系數(shù)越大，則表示材料的吸聲性能越好。材料的吸聲性能與材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和聲波的入射角度及聲波的頻率有關(guān)。多孔吸聲材料的吸聲機(jī)理是：材料內(nèi)部有無數(shù)細(xì)小的相互貫通的孔洞，當(dāng)聲波入射到這些材料的表面，進(jìn)而入射到這些細(xì)小的孔隙內(nèi)時(shí)，要引起孔隙內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)，緊靠孔壁和纖維表面的空氣，因摩擦和粘滯運(yùn)動(dòng)阻力而不易運(yùn)動(dòng)，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉。故性能良好的吸聲材料要多孔，孔與孔之間互相貫通，并且貫通的孔洞要與外界連通，使聲波能進(jìn)入材料內(nèi)部。
如對應(yīng)1000赫茲聲波，10cm厚的超細(xì)玻璃棉的吸聲系數(shù)是0.87。
    2.2隔聲
    隔聲所采用的方法是將噪聲源封閉起來，使噪聲控制在一個(gè)小的空間內(nèi)，這種隔聲結(jié)構(gòu)稱為隔聲罩。在聲波遇到屏蔽物時(shí)，由于界面特性阻抗的改變，入射聲能的一部分被反射，一部分被吸收，一部分聲能透進(jìn)屏蔽物繼續(xù)傳播。材料的隔聲性能可用透聲系數(shù)來表示。透聲系數(shù)越小，表示透進(jìn)去的聲能越少，材料的隔聲性能越好。材料的隔聲性能與隔聲體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和入射聲波的頻率有關(guān)。
    2.3消聲
    消聲是將多孔吸聲材料固定在氣流通道內(nèi)壁，或按一定方式固定在管道中，以達(dá)到削弱空氣動(dòng)力性噪聲的目的，消聲量一般可達(dá)到10—50分貝。
    3、風(fēng)機(jī)噪聲治理技術(shù)
    鍋爐房的鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)噪聲一般在90分貝左右，因輸送的鍋爐煙氣溫度高達(dá)180℃，采用封閉隔聲會導(dǎo)致散熱不良，電機(jī)溫度過高，甚至燒毀電機(jī)。因此，在工藝上將風(fēng)機(jī)降噪和節(jié)能兩方面結(jié)合起來。經(jīng)實(shí)踐，鍋爐風(fēng)機(jī)節(jié)能降噪綜合治理方案為：對鍋爐房的工藝布置保持不變，將鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)分別置在隔聲室內(nèi)，用通風(fēng)管將它們與主機(jī)相連接，在隔聲室頂上或墻面上開設(shè)進(jìn)氣口，并安裝消聲器供機(jī)房進(jìn)風(fēng)使用。平面布置時(shí)將鼓風(fēng)機(jī)靠近鍋爐房一側(cè)，進(jìn)風(fēng)口在上風(fēng)側(cè)，電機(jī)置于氣流通道中間。鍋爐運(yùn)行時(shí)，由于鼓風(fēng)機(jī)在隔聲室內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，大量的室外新鮮空氣就會自動(dòng)進(jìn)入隔聲室，首先和引風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行熱交換，使之冷卻降溫，室內(nèi)溫度保持50℃左右。
該方案中由于隔聲室和進(jìn)風(fēng)消聲器的降噪能力都比較大，降噪的效果容易實(shí)現(xiàn)。鼓風(fēng)機(jī)將預(yù)熱的空氣送入鍋爐燃燒，回收利用能源，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。
    為保證治理效果和鍋爐設(shè)備正常運(yùn)行，在設(shè)計(jì)施工中，應(yīng)根據(jù)具體要求，考慮噪聲的聲強(qiáng)、聲頻等因素，對隔聲、吸聲和通風(fēng)散熱進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，做好細(xì)部處理。對隔聲室的大小厚度，吸聲材料的種類、厚度進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)風(fēng)消聲器的消聲量一般選用25dB（A）左右。盡量減少噪聲輻射面積，去掉不必要的金屬板面。控制板面的振動(dòng)，在聲源與隔聲罩及基礎(chǔ)之間用軟性材料連接。鼓風(fēng)機(jī)的連接管道和薄壁鋼板煙囪是噪聲治理的薄弱環(huán)節(jié)，在管壁外包扎5cm厚的玻璃纖維棉，用鋼絲扎緊后，再用2cm厚的鋼絲網(wǎng)水泥粉刷。將玻璃纖維棉固定在鋼板上，吸收隔聲室內(nèi)的混響噪聲。
    4、降噪和節(jié)能效果
    4.1降噪效果
    如果風(fēng)機(jī)噪聲是90分貝，采用3mm鋼板的隔聲罩，其理論隔聲量是32分貝。隔聲罩內(nèi)襯10cm厚的玻璃棉，其吸聲系數(shù)是0.87，在進(jìn)氣管安裝消聲器，則實(shí)際隔聲量為
    TL=32+10 log20.87=30分貝
    故風(fēng)機(jī)噪聲治理后達(dá)到：T=90-30=60分貝
    聲壓級和聲強(qiáng)是反映聲音的客觀物理量，人體對噪聲的主觀感受用響度表示：N=2(N-40)/10(宋)
    治理前的風(fēng)機(jī)響度為：N1=2(90-40)/10=32(宋)
    治理前的風(fēng)機(jī)響度為：N2=2(60-40)/10=4(宋)
    故治理前后響度降低87.5%
   節(jié)能效果
   機(jī)房內(nèi)設(shè)備的散熱主要有三個(gè)方面：①引風(fēng)機(jī)與管道壁面的對流散熱，②引風(fēng)機(jī)與管道壁面的輻射散熱，③風(fēng)機(jī)電機(jī)的散熱。
該方案中由于隔聲室和進(jìn)風(fēng)消聲器的降噪能力都比較大，降噪的效果容易實(shí)現(xiàn)。鼓風(fēng)機(jī)將預(yù)熱的空氣送入鍋爐燃燒，回收利用能源，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。
    為保證治理效果和鍋爐設(shè)備正常運(yùn)行，在設(shè)計(jì)施工中，應(yīng)根據(jù)具體要求，考慮噪聲的聲強(qiáng)、聲頻等因素，對隔聲、吸聲和通風(fēng)散熱進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，做好細(xì)部處理。對隔聲室的大小厚度，吸聲材料的種類、厚度進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)風(fēng)消聲器的消聲量一般選用25dB（A）左右。盡量減少噪聲輻射面積，去掉不必要的金屬板面。控制板面的振動(dòng)，在聲源與隔聲罩及基礎(chǔ)之間用軟性材料連接。鼓風(fēng)機(jī)的連接管道和薄壁鋼板煙囪是噪聲治理的薄弱環(huán)節(jié)，在管壁外包扎5cm厚的玻璃纖維棉，用鋼絲扎緊后，再用2cm厚的鋼絲網(wǎng)水泥粉刷。將玻璃纖維棉固定在鋼板上，吸收隔聲室內(nèi)的混響噪聲。
根據(jù)通風(fēng)工程原理，節(jié)能降噪系統(tǒng)還可以回收部分熱量。經(jīng)過實(shí)踐，采用鍋爐風(fēng)機(jī)噪聲節(jié)能降噪治理技術(shù)，既降低了噪聲污染，保障了人民群眾的生活環(huán)境，又回收利用了能源，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的統(tǒng)一。

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淺談防火閥、排煙閥在空調(diào)系統(tǒng)的工程質(zhì)量

2010/8/9 10:12:12

1、防火閥、排煙閥的主要用途

高層及其它各類現(xiàn)代建筑大都設(shè)有通風(fēng)、空調(diào)及防排煙系統(tǒng)，一旦發(fā)生火災(zāi)，這些系統(tǒng)中的管道將成為火焰、煙氣蔓延的通道。為了阻止火勢通過風(fēng)管蔓延擴(kuò)大，在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16-87和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95中均明確規(guī)定了防火閥、排煙
閥的設(shè)置要求。

防火閥用在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的送、回風(fēng)管路上，平時(shí)呈開啟狀態(tài)，當(dāng)火災(zāi)一旦發(fā)生，管道內(nèi)氣體溫度達(dá)到70℃時(shí)即自行關(guān)閉，并在一定時(shí)間內(nèi)能滿足耐火穩(wěn)定性和耐火完整性要求，起隔煙阻火作用。排煙閥用在排煙系統(tǒng)管道上或排煙風(fēng)機(jī)的吸入口處，平時(shí)呈關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，通過火災(zāi)報(bào)警信號手動(dòng)或自動(dòng)開啟閥門，根據(jù)系統(tǒng)功能配合排煙，當(dāng)管道內(nèi)煙氣溫度達(dá)到280℃時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，并能在一定時(shí)間內(nèi)滿足耐火穩(wěn)定性和耐火完整性要求，起隔煙阻火作用。

2、防火閥、排煙閥在通風(fēng)、空調(diào)和防排煙系統(tǒng)中的重要作用

防火閥包括重力式防火閥、防火調(diào)節(jié)閥、防火風(fēng)口、氣動(dòng)防火閥、防煙防火閥、電子自控防煙防火閥等多種產(chǎn)品；排煙閥包括排煙防火閥、板式排煙口(頂棚用)、豎井用排煙口等產(chǎn)品。防火閥、排煙閥是通風(fēng)、空調(diào)和防排煙系統(tǒng)中重要的組件，在系統(tǒng)中發(fā)揮的重要作用主要有以下三方面：

2.1、隔煙阻火作用

在送風(fēng)系統(tǒng)中，送風(fēng)機(jī)送出的風(fēng)必須通過主干管分配到支管中；在排煙系統(tǒng)中，煙氣由支管到主干管后，進(jìn)入排煙風(fēng)機(jī)排出。當(dāng)建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中，為了防止火勢通過送風(fēng)系統(tǒng)蔓延，當(dāng)送風(fēng)系統(tǒng)中氣體溫度達(dá)到70℃時(shí)，防火閥機(jī)構(gòu)上熔斷器動(dòng)作，閥門亦迅速關(guān)閥，切斷煙氣與火勢沿風(fēng)管蔓延的通路。同樣，在排煙系統(tǒng)中，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，排煙閥開啟，進(jìn)行排煙，為了截?cái)喔邷責(zé)煔庠谂艧煿苈分辛鲃?dòng)，防止火勢蔓延到另一防火分區(qū)，當(dāng)排出的煙氣溫度達(dá)到280℃時(shí)，排煙防火閥、排煙口上熔斷器動(dòng)作，閥門必須自動(dòng)關(guān)閉，阻止排煙。由此可見，防火閥、排煙閥做到了該通則通，該斷則斷的隔煙阻火作用。

2.2、調(diào)節(jié)作用

在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)中，雖經(jīng)計(jì)算，但在實(shí)際工程的運(yùn)行工況如果有變，則需要通過防火閥閥門對系統(tǒng)各部分的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，將閥門的開度固定下來，合理分配，以滿足設(shè)計(jì)要求。

2.3、啟動(dòng)空載作用

通風(fēng)空調(diào)和排煙系統(tǒng)中所有離心風(fēng)機(jī)和消防專用排煙軸流風(fēng)機(jī)，在安裝調(diào)試時(shí)，為了安全起見，使電機(jī)的啟動(dòng)電流最小，一般是空載啟動(dòng)，通過閥門臨時(shí)截?cái)喙苈穪韺?shí)現(xiàn)。

3、工程應(yīng)用中質(zhì)量要求

3.1、產(chǎn)品質(zhì)量要求

目前防火、排煙系列產(chǎn)品生產(chǎn)廠家不少，我們消防監(jiān)督、建審部門和設(shè)計(jì)部門應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，讓甲方選用“三證”齊全、合格的產(chǎn)品，即要有生產(chǎn)廠家的出廠合格證、公安消防機(jī)關(guān)的產(chǎn)品銷售許可證、國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告。從******檢驗(yàn)報(bào)告和產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)中可反映出產(chǎn)品性能和質(zhì)量，其依據(jù)是國標(biāo)《防火閥試驗(yàn)方法》GB15930-1995和《排煙防火閥試驗(yàn)方法》GB15931-1995。其產(chǎn)品質(zhì)量要求體現(xiàn)為5個(gè)方面：

3.1.1、溫感器動(dòng)作性能試驗(yàn)

對防火閥、排煙閥的感溫元件，分別經(jīng)恒溫水浴、油浴的規(guī)定溫度，通過不動(dòng)作與動(dòng)作試驗(yàn)，檢驗(yàn)其是否能按要求的溫度準(zhǔn)確地關(guān)閉。

3.1.2、關(guān)閉可靠性試驗(yàn)

在試驗(yàn)臺上關(guān)閉操作250次，試件應(yīng)能從開啟位置靈活可靠地關(guān)閉，各零部件應(yīng)無明顯磨損、變形以及影響其密封性能的損傷。以此來檢驗(yàn)關(guān)閉的可靠性。

3.1.3、鹽霧試驗(yàn)

將試件在鹽霧箱進(jìn)行噴鹽霧試驗(yàn)，試件應(yīng)能從開啟位置可靠地關(guān)閉，以此檢驗(yàn)閥門在實(shí)際工程中的抗腐蝕能力。

3.1.4、漏風(fēng)量試驗(yàn)

閥體前后在規(guī)定的壓差條件下，試件單位面積的漏風(fēng)量不大于700Nm3/(h·m２)，以此來檢驗(yàn)閥門關(guān)閉后的密閉性能。

3.1.5、耐火試驗(yàn)

通過耐火試驗(yàn)，根據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的關(guān)閉能力和單位面積的漏風(fēng)量兩項(xiàng)指標(biāo)，判定閥門的耐火能力。

另外從產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)要求其耐火極限為3h。

3.2、安裝質(zhì)量要求

在日常防火檢查和工程驗(yàn)收工作中，筆者發(fā)現(xiàn)因安裝施工質(zhì)量問題造成防火排煙閥開啟不靈或有故障，排煙閥、排煙口、防火閥、防火風(fēng)口復(fù)位困難等。這應(yīng)引起施工方的重視，注意以下幾點(diǎn)安裝要求。

3.2.1、防火閥、排煙閥應(yīng)嚴(yán)格按圖施工，單獨(dú)設(shè)支吊架，以避免風(fēng)管在高溫下變形，影響閥門功能。

3.2.2、閥門在吊頂上或在風(fēng)道內(nèi)安裝時(shí)，應(yīng)在吊頂板上或風(fēng)道壁上設(shè)檢修入孔，一般入孔尺寸不小于450×450mm，在條件限制時(shí)，吊頂檢修孔也可減小至300×300mm。

3.2.3、防火閥與防火墻(或樓板)之間的風(fēng)管應(yīng)采用δ≥1.5mm的鋼板制作，最好再在風(fēng)管管外用耐火材料保溫隔熱或不燃性材料保護(hù)，以保證防火墻的耐火性能。

3.2.4、在閥門的操作機(jī)械一側(cè)應(yīng)有350mm的凈空間，以利于檢修。

4、防火、排煙閥在工程中存在的一些問題

本人在日常防火建審、工程檢查和驗(yàn)收工作中，發(fā)現(xiàn)防火、排煙閥存在的一些問題有如下幾點(diǎn)，供同行參考。

4.1、消防控制室的送、回風(fēng)管在其穿墻處未設(shè)防火閥。

在建審過程中，發(fā)現(xiàn)有些工程設(shè)計(jì)圖上消控室的送、回風(fēng)管在其穿墻處無防火閥，這與《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-98中第6.2.2條不符。設(shè)防火閥的目的是為了保證消防控室的防火安全。

4.2、消防控制設(shè)備對防煙、排煙設(shè)施的控制、顯示功能不完善

根據(jù)規(guī)范GB50116-98中第6.3.9條的規(guī)定：火災(zāi)報(bào)警確認(rèn)后，必須停止有關(guān)部位的空調(diào)送風(fēng)，關(guān)閉電動(dòng)防火閥，并接收其反饋信號；同時(shí)啟動(dòng)有關(guān)部位的防煙和排煙風(fēng)機(jī)、排煙閥等，并接收其反饋信號。有的工程聯(lián)動(dòng)控制中不能分區(qū)控制排煙閥、排煙口，有的不能接收其反饋信號，不能反映出閥件的啟閉狀況。

4.3、管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng)無氣動(dòng)防火閥。

GB50116-98中第6.3.4.3條要求：“在延時(shí)階段，應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉防火門、窗，停止通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，關(guān)閉有關(guān)部位防火閥。”這要求在管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng)中，必須安裝氣動(dòng)防火閥，與消防控制設(shè)備聯(lián)動(dòng)。在個(gè)別工程中無此功能。

4.4、送風(fēng)與排煙合用風(fēng)道時(shí)無遠(yuǎn)程控制

有些建筑地下室、停車場采用送風(fēng)與排煙合用風(fēng)道時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)送風(fēng)機(jī)和排煙機(jī)前的截止閥只能現(xiàn)場手動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)控制室的遠(yuǎn)程控制，平時(shí)，送風(fēng)機(jī)工作，其前端的截止閥呈開啟狀況，一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)，需人到現(xiàn)場去關(guān)閉風(fēng)機(jī)前的截止閥，這很不實(shí)際，直接影響排煙系統(tǒng)。因此，建議其截止閥增加遠(yuǎn)程控制功能。

5、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試及維護(hù)管理。

防火閥、排煙閥在實(shí)際工程中不是獨(dú)立的防煙阻火產(chǎn)品，而是在整個(gè)消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)中有其獨(dú)特的聯(lián)動(dòng)邏輯關(guān)系。因此，為了保證其在消防系統(tǒng)中發(fā)揮作用，在系統(tǒng)驗(yàn)收前，按聯(lián)動(dòng)要求，必須全面進(jìn)行調(diào)試，使通風(fēng)、空調(diào)及防排煙系統(tǒng)達(dá)到規(guī)范要求。驗(yàn)收后應(yīng)有專人進(jìn)行有計(jì)劃的日常維護(hù)管理，以保障閥體處于正常的狀況，在防煙阻火作用中發(fā)揮其功能。

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