Производственный шум

Шум — негармонический звук. Шум усиливает утомляемость работающего, способствуя тем самым возникновению травм и ошибок в работе, а также снижению работоспособности человека. При длительном воздействии или большой интенсивности шума могут произойти понижение остроты зрения и слуха или полная их потеря и возникнуть другие серьезные расстройства здоровья.

Шум теплотехнического и энергетического оборудования характеризуется уровнем, временем воздействия и распределением звуковой энергии по частотному диапазону.

Для определения количественного значения шума агрегатов пользуются логарифмическими величинами — уровнями интенсивности звука, звукового давления и звуковой мощности, которые измеряются в децибелах (дБ).

Уровень интенсивности звука, дБ,

где I — интенсивность звука источника, Вт/м² ; I₀ = 10^-12Вт/м² — интенсивность звука, соответствующая пороговому уровню.

Уровень звукового давления, дБ,

где р — звуковое давление, Па; р₀ = 2·10^-5 Па — пороговое звуковое давление.

Уровень звуковой мощности, дБ,

L_р=10 lg(Р/Р₀),(6.4)

где Р = ФI /S — звуковая мощность, Вт; Р₀ = 10^-12 Вт —пороговая звуковая мощность.

Соотношение между уровнями интенсивности звука и звукового давления определяется по формуле

где ρ₀ = 12 кг/м³ ; с₀ = 344 м/с — соответственно плотность воздуха и скорость звука при нормальных атмосферных условиях (t = 20 °С, p₀ = 0,1013 МПа).

Связь между уровнями звуковой мощности, интенсивности и звукового давления следующая:

или

где S = Ω r₂, м² ; S₀ = 1 м² ; Ω — телесный угол (Ω = 4π при излучении в пространство, Ω =2π при излучении в полусферу); Ф — фактор направленности; r — расстояние от источника до точки на измерительной поверхности; 10×lgФ =∆L_пн — показатель направленности, измеряется шумомером от угла между выбранным направлением на наблюдателя и осью источника.

Суммарный уровень звукового давления от нескольких источников определяется по формуле

где n— количество источников; L_i — уровень звукового давления i-го источника.

Если имеется n одинаковых источников шума с уровнем звукового давления L, создаваемым каждым, то

Шум газотурбинных установок. Различают шум, излучаемый ГТУ через воздухозаборный и выхлопной тракты, а также шум от корпуса агрегата. Первые два пути распространения шума от ГТУ являются наиболее интенсивными по воздействию на окружающую среду. Общий уровень звуковой мощности шума всасывания L_росевого компрессора определяется по формуле

где P₀ =10^-12 Вт — пороговое значение звуковой мощности;

η_ад— адиабатный КПД первой ступени компрессора; m_i — массовый расход воздуха через компрессор, кг/с; H_ад — адиабатный напор первой ступени компрессора, Дж/кг; D — наружный диаметр рабочего колеса первой ступени компрессора, м; ρ — плотность воздуха на входе в компрессор, кг/м³ ; с — скорость звука на входе в компрессор, м/с.

Уровень шума, возбуждаемого турбиной парогазовой установки (ПГУ), на расстоянии 1 м от обшивки по контуру должен быть не выше 85 дБ [11].

Шум тягодутьевых машин (ТМ) имеет в основном аэродинамическую природу. Для большинства ТМ уровень излучаемой звуковой мощности зависит от угловой скорости и внешнего диаметра колеса.

Шум, излучаемый ТМ, — тональный. Максимум в спектре шума на частоте

где К = 1, 2, ... — номер гармоники; n — частота вращения, об/мин; z — количество лопаток.

У центробежных машин максимум приходится на первую гармонику (К = 1), у осевых — на вторую, третью (К = 2,3).

При отклонении работы ТМ от режима максимального КПД уровень излучаемого шума изменяется. При переменных режимах работы ТМ уровень звуковой мощности определяется по формуле

Lр_Д =L_Р+∆,

где L_р — уровень звуковой мощности установившегося режима, дБ; ∆— поправка, учитывающая режим работы, дБ:

η_mах ............. 1 0,9—1 0,8—0,9 0,8

∆.............. 0 2 4 5

Рекомендуется пользоваться ТМ в режиме максимального КПД.

Для уменьшения шума ТМ устанавливают глушители со стороны всасывания для вентиляторов и со стороны нагнетания для дымососов. Для снижения шума от корпусов ТМ применяют в основном звукоизоляцию или кожухи.

Шум дросселирующей арматуры.Она широко используется для редуцирования давления природного газа в газораспределительных пунктах (ГРП), пара — в редукционно-охладительных установках (РОУ) и быстродействующих РОУ (БРОУ), а также воздуха.

Уровень суммарной звуковой мощности дросселирующего клапана зависит от его типа, перепада давлений и расхода:

где L_Рt зависит от конструкции клапана и перепада давлений в нем [12]; q — расход среды, м³/ч; а — скорость звука в клапане, м/с,

где р — давление до клапана, Па; ρ — плотность среды, кг/м³ ; k — коэффициент, зависящий от свойств среды (для пара k = 1,3, для воздуха k = 1,4).

Шум в градирнях.Причиной шума является свободное падение воды. Уровень звуковой мощности, излучаемой градирней,

где q — расход воды, м³/ч; L_τ— уровень звуковой мощности, зависящий от среднегеометрической частоты:

Среднегеомет-

рическая частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

L_τ, дБ 51 51 51 57 62 62 63 61

Основная часть звуковой энергии излучается градирней через входные окна. Рекомендуется делать бассейны с дном конической формы.

Шум при сбросе пара в атмосферу.Общий уровень звуковой мощности парового выброса определяется по формуле

где ν — выходная скорость струи, м/с; S — проходное сечение трубопровода, м² ; ρ — плотность пара в выходном сечении трубопровода, кг/м³ ; q — расход пара, кг/с; π_с = р/р₀— отношение давлений в срезе трубы р катмосферному р₀.

Акустическая санитарно-защитная зонаопределяется для типового предприятия без специальных мероприятий по шумоглушению по формуле

где N — мощность, МВт (для ТЭС — электрическая, для РТС — тепловая); k — эмпирический коэффициент (табл. 6.8).

Таблица 6.8.

Значения коэффициента k для расчета радиуса акустической