Акустический расчет в турбинном цехе

В расчётной части данного раздела произведен акустический расчет шума в турбинном цехе, а также приведены меры зашиты от воздействия шума на персонал.

В турбинном цехе ТЭЦ-2 на нулевой отметке основными источниками шума являются турбины и их электрогенераторы. Будем считать, что всего в турбинном цехе размещено 7 турбин и 7 электрогенераторов (с учетом новой установленной турбины). Усредненные длины турбин и электрогенераторов соответственно 18,6 и 10,3 м. Источники расположены на полу, т.е. Ф=1.

Источники шума находятся на расстоянии r от расчетной точки, которая расположена на высоте 1,5 метра от пола. Объем помещения, исходя из схем, равен V_пом = 39 x 270 x 17 = 179 010 м³.

Необходимо определить октавные уровни звукового давления в расчетной точке. Данные расчета сравнить с нормируемыми уровнями звукового давления. Определить требуемое снижение звукового давления и выбрать мероприятия для обеспечения этой цели.

Октавные уровни звукового давления в расчетной точке помещения, в котором несколько источников шума, определяются по формуле [5]:

, где (6.1)

L_pi – октавный уровень звуковой мощности дБ, создаваемый i –тым источником шума (определяется из табл. 6.1);

m – количество источников шума, ближайших к расчетной (то есть для которых выполняется условие r_i ≤ 5·r_min, где r_min ‒ расстояние от расчетной точки до акустического центра источника);

n – общее количество источников шума в помещении;

χ – коэффициент, учитывающий влияние ближайшего акустического поля и принимаемый в зависимости от отношения r к l_max – максимальный габарит источника шума (определяется по графику, приведенном в литературе [5] на стр.15, рис. 3.2);

Ф – фактор направленности источника шума, безразмерная величина, определяется по опытным данным, для источников шума с равномерным излучением звука следует принимать равной 1;

S – площадь воображаемой поверхности, правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку, при расположении ИШ на поверхности стен и перекрытия S=2π r²;

В – постоянная помещения, находится по следующей формуле:

В = В₁₀₀₀·μ (6.2)

где В₁₀₀₀ – постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц, определяется в зависимости от объема и типа помещения по литературе [5] (таблица 3.8, стр. 16);

μ – частотный множитель (определяется по табл. 3.9, стр. 16 лит-ры [5]);

ψ – коэффициент, учитывающий геометрические параметры ИШ, берется в зависимости от В/S_огр, определяется по графику на рис. 1.2. [5].

 

Таблица 6.1 - Ориентировочные уровни звукового давления L_р теплоэнергетического оборудования [5]

Источник шума	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
Турбина
Генератор
Допустимый уровень звукового давления

 

Произведем расчет уровня звукового давления в расчетной точке при частоте 63 Гц (на первой октавной полосе) по примеру, приведенному в [5] (стр.19).

В акустическом расчете участвуют два источника шума m =2, т.к. для них выполняется условие r_i ≤ 5·r_min, r_min=r₁ = 7,5 м, т.е. 5·7,5= 37,5 м. Всего источников шума в турбинном цехе n =14.

Максимальный габарит источника шума l_max =18,6 м. Тогда коэффициенты, учитывающие влияние ближайшего акустического поля равны:

, следовательно = 3,7.

, следовательно =3,4.

Частотный множитель на среднегеометрической частоте 63 Гц равен μ=0,5. Тогда постоянная помещения равна:

В = В₁₀₀₀·μ = V·μ /20 = 179010·0,5/20 = 8950,5·0,5 = 4475,25.

При В/S_огр=0,025коэффициент, учитывающий геометрические параметры ИШ, равен ψ=1.

При частоте 63 Гц уровни звукового давления турбины и генератора соответственно равны L_pТ =103 дБ и L_pГ =105 дБ. Согласно таблице 3.10 [5] значение добавки в зависимости от уровней шума двух источников равно ∆L=2 дБ. Для получения необходимого суммарного уровня добавку следует прибавить к более высокому уровню:

Lр∑ = 105 + 2 = 107 дБ.

Расчет площадей воображаемых поверхностей:

S₁ = 2π r₁² =2·3,14·7,5² = 353,25 м²; S₂ = 2π r₂² =2·3,14·10,5² = 692,37 м².

Подставим все найденные выше значения в формулу (6.1) и найдем ожидаемый уровень звукового давления L_ожид:

L_ожид = дБ.

Далее, используя известные значения L_доп, указанные в табл. 6.1, определяем требуемое снижение шума ΔL_тр:

ΔL_тр = L_ожид – L_доп (6.3)

ΔL_тр = 91,5 – 99 = -7,5 дБ

Расчет для других частот производился в Microsoft Excel, результаты приведены в таблице 6.2.

 

Вывод: если полученные значения ΔL_тр отрицательные, то уровень давления не превышает значений, указанных в ГОСТ12.1.003-83, если же положительное, то есть необходимость проведения мероприятий по снижению шума. Результаты расчета октавных уровней звукового давления в расчетной точке показали, что есть необходимость применения мероприятий по снижению уровня шума в турбинном цехе.

Для снижения шума оборудования в источнике его образования необходимо по возможности: заменять ударные взаимодействия деталей безударными; демпфировать вибрации соударяющихся деталей путем сочленения их с материалами, имеющими большое внутреннее трение (резиной, изделиями из пластмасс, пробкой, битумными картонами, войлоком, асбестом и др.); уменьшить интенсивность шума от вибрирующих деталей, имеющих большие поверхности (корпуса редукторов, барабаны мельниц, кожуха турбин и т.д.), устройством упругих прокладок и пружин между деталями, передающими вибрацию; звукоизолирующей облицовкой внешней и внутренней поверхностей кожухов, барабанов и т.д.; заменять металлические детали изделиями из пластмасс или других незвучных материалов; производить тщательную балансировку роторов агрегатов и других вращающихся деталей для уменьшения динамических сил, возбуждающих вибрацию; предусматривать минимальные допуски при сборке агрегатов в целях уменьшения зазоров в сочленении деталей, тем самым уменьшить вибрацию или энергию соударений; не допускать завихрения газовых, пароводяных и воздушных струй в местах резкого расширения [падение давления с 0,2 МПа (2 кгс/см2) и более] и сужения или предусматривать специальные глушители шума; заменять по возможности подшипники качения подшипниками скольжения в случаях, когда преобладающим шумом агрегата является шум подшипников. [6]