Как снизить уровень шума и вибрации насосного оборудования в ИТП и котельных

Насосное оборудование является одним из основных источников шума и вибраций на промышленных предприятиях. Повышенные уровни акустического и вибрационного воздействия негативно влияют не только на работу самого оборудования и связанных с ним систем, но и на условия труда персонала, а также на экологическую обстановку вблизи предприятия. Кроме того, избыточный шум может привести к ускоренному износу оборудования, нарушению санитарных норм и появлению жалоб со стороны жильцов и надзорных органов. Комплексный подход к решению данной проблемы позволяет значительно снизить негативные последствия и повысить эффективность работы насосных агрегатов.

Характеристики шума

Чтобы понять, как шумит насос во время работы, измеряют три основные физические характеристики:

1. Частота звука, которую также называют частотным спектром. Измеряется в герцах f (Гц)
2. Уровень звукового давления, обозначаемый как Lр и измеряемый в децибелах (дБ). Этот показатель определяется как разница между звуковым давлением в момент работы насоса и в спокойном состоянии
3. Уровень звуковой мощности, обозначаемый как Lw и также измеряемый в децибелах (дБ). Показывает разницу между звуковой мощностью во время работы насоса и в его отсутствие

Существует также множество других характеристик шума, которые подробно описаны в нормативном документе СП51.13330

Важное примечание для работы с документацией

В технических каталогах производители обычно указывают общий «уровень шума». Важно понимать, что под этим параметром может подразумеваться как звуковое давление, так и звуковая мощность. Для корректных расчетов необходимо:

1. Уточнить у производителя, какой именно показатель указан
2. Получить значения обоих параметров, так как они могут потребоваться для различных расчетов

Все точные значения определяются производителем во время акустических испытаний оборудования.

В России установлены строгие требования к уровню шума в зданиях различного назначения. Все допустимые нормы и методы контроля подробно описаны в следующих актуальных нормативных документах:

Внимание 1! Нормируется не уровень шума насоса, а уровень шума в помещении (производственном, спортивном, жилом или ином), что прямого отношения к уровню шума насоса не имеет!

Внимание 2! Уровни шума, задаваемые производителями насосов, необходимы проектировщикам для того, чтобы рассчитать необходимые мероприятия (в том числе шумоизоляцию) и обеспечить уровень шума в расчетном помещении в допустимых пределах!

Измерение уровня шума производится с помощью специальных приборов - шумомеров, которые оснащены различными системами корректировки частотных характеристик. В шумомерах используются шкалы А, В, С, D и L (линейная шкала), каждая из которых отражает разные особенности восприятия звука.

Источники шума в системе

• работающий насос + запорно-регулирующая арматура + фитинги и трубопроводы

Частотная характеристика

Частотная характеристика показывает, как меняется уровень звукового давления (измеряемый в дБ) на разных частотах звука. Измерения проводятся в октавных полосах со следующими частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Другими словами, частотная характеристика отражает зависимость уровней звукового давления от частоты звука.

Насосный агрегат как источник шума

Уровень шума при работе насосного агрегата определяется тремя основными характеристиками:

1. Конструктивное исполнение насоса. По уровню создаваемого шума насосы делятся на три группы:
   • насосы с мокрым ротором
   • in-line и блочные насосы с сухим ротором
   • консольные насосы
2. Частота вращения электродвигателя
3. Мощность насоса

Каждая из этих характеристик вносит свой вклад в общий уровень шума работающего агрегата, а также источником шума в работающем насосном агрегате может быть: насос, подшипники, муфта или электродвигатель.

Характеристики вибрации

Основные физические характеристики вибрации:

• частота f (Гц), как правило, частотный диапазон 1,6—1000 Гц
• вибросмещение, м или дБ
• виброскорость, м/с или дБ
• виброускорение, м/с2 или дБ

СанПин устанавливает допустимые значения виброускорения!

Насос как источник вибрации

Основная причина вибрации – неравномерность, неустойчивость, знакопеременность сил, действующих на агрегат и возникающих по причине:

Гидравлической неустойчивости в работе системы и насоса, вызванной изменением режима работы, кавитацией, гидравлическим ударом, наличием газовой фазы и др. явлений

не достаточной величиной крепежного усилия насоса к основанию

не достаточной жесткости основания

засорения рабочего колеса, запорной арматуры и других элементов системы

пульсаций давления на выходе из насоса, которые могут передаваться потоком жидкости напорной трубе, вызывая вибрацию стенок трубопровода

Уменьшение интенсивности вибрации возможно средствами внешней виброзащиты, к которым относятся:

1. Увеличение эффективной жесткости и массы корпуса насоса, крепежной станины и фундамента
2. Установка демпфирующих элементов на пути распространения вибрации
3. Комбинированное применение обоих методов

Ответственность за реализацию этих мер лежит на проектировщиках и монтажных организациях!

Для обеспечения нормативных показателей акустического комфорта и безопасной эксплуатации оборудования необходимо соблюдение требований, установленных СП, СНиП, СанПиН и другими регламентирующими документами. Ключевыми мероприятиями по снижению шума и вибраций являются: применение виброизолирующих креплений, установка шумоглушителей, использование гибких вставок в трубопроводах, акустическая обработка помещений и правильное размещение оборудования.

Шумовые характеристики насосов с мокрым ротором

Насосы с мокрым ротором широко применяются в системах отопления и ГВС ИТП и котельных благодаря своей компактности, энергоэффективности и низкому уровню шума. Однако даже такие насосы требуют специальных мер по виброакустической оптимизации.

NOZ, NOC

Мощность двиг. (P1)	уровень шума, (дБ)
до 245 Вт включительно	45
свыше 245 до 700 Вт включительно	50
свыше 700 Вт	55

Шумовые характеристики насосов с сухим ротором

Насосы с сухим ротором, несмотря на более высокий КПД по сравнению с моделями «мокрого» типа, характеризуются повышенным уровнем шума и вибраций, что требует применения специальных мер при их эксплуатации в ИТП и котельных.

Малошумные насосы

Современные инженерные системы предъявляют высокие требования к акустическому комфорту, особенно при эксплуатации в жилых зданиях, медицинских учреждениях и других чувствительных к шуму объектах. В этом контексте особое значение приобретает применение малошумных насосов, специально разработанных для работы с минимальным уровнем звукового давления.

Например насосы серии Wilo (см.схемы технических данных), относятся к категории малошумного оборудования и соответствуют строгим нормативам по шуму, установленным:

• СНиП 23-03-2003 «Защита от шума»
• СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах...»

Для эффективного снижения шума и вибрации при работе насосного оборудования рекомендуется комплексный подход:

Использование виброкомпенсаторов с одновременной виброизоляцией фундамента насоса через резиновые амортизаторы или пружинные опоры

Правильное крепление трубопроводов с обязательной установкой вибровставок и жесткой фиксацией труб до и после насоса

Обустройство массивного основания - заливка бетонного фундамента или использование тяжелых плит для гашения вибраций

Надежное крепление оборудования анкерными болтами с виброгасящими элементами и регулярная проверка соединений

Данные меры позволяют добиться соответствия нормам СНиП по шуму и значительно увеличить ресурс работы оборудования.

Нормативы виброизоляции

Виброкомпенсатор служит для гашения вибраций от насосного оборудования, защиты трубопроводов от динамических нагрузок и компенсации температурных деформаций.

При монтаже виброкомпенсаторов на насосы следует учитывать несколько ключевых моментов. В случае увеличения диаметра трубопровода после насоса виброкомпенсатор устанавливается непосредственно после перехода на больший диаметр, при этом каждый насос в системе должен быть оснащен отдельным компенсатором.

Важно: Насосное оборудование необходимо жестко закрепить на фундаменте или основании, а участки трубопровода в непосредственной близости от виброкомпенсатора требуют надежной фиксации.

Если изменение диаметра трубопровода незначительно, допускается установка виброкомпенсатора в непосредственной близости от насоса. В этом варианте также сохраняется требование жесткого крепления насоса к основанию и надежной фиксации прилегающих участков трубопровода.

Важно: Основной принцип заключается в том, что насос всегда должен быть надежно закреплен, а трубопроводы надежно зафиксированы в зоне установки компенсатора - это предотвращает распространение вибраций по системе.

Типы виброкомпенсаторов

Компенсатор без ограничения длины (следует избегать из-за передачи усилия) (фото 1)

Компенсатор с ограничителем длины без гибких элементов (боковые компенсаторы) (фото 2)

Компенсатор с ограничителем длины и использованием гибких элементов (фото 3)

Важные моменты при выборе виброкомпенсаторов:

1. Обращайте внимание на показатель PN компенсатора
2. Стандартные модели: PN6 и PN10
3. Для повышенных нагрузок: PN16 и PN25
4. Используйте только антивибрационные сильфонные компенсаторы
5. Обычные компенсаторы не обеспечивают виброзащиту
6. Несоответствие PN приводит к аварийным ситуациям
7. Проверяйте маркировку перед установкой

Тип насоса / мощность	Способ монтажа	Требования	Ограничения
IL/IPL/IPN (до 4 кВт)	На трубопроводе	Жесткие опоры труб до и после насоса / Вертикальный-горизонтальный монтаж	В ИТП/АИТП — только после проверки
IL/IPN (5,5–15 кВт)	Горизонтально на трубах	Крепится только корпус (без опоры двигателя)	Только горизонтальное положение вала
От 15 кВт	Только на фундаменте	Вертикальная установка / Прочное основание	Запрещен монтаж на трубопроводе

Важно:

1. Нарушение требований → вибрации, поломки!
2. Для встроенных ИТП/АИТП — особый контроль монтажа

Установка и крепление насосов

Правильное крепление насосного агрегата обеспечивает его надежную работу, минимизирует вибрации, снижает нагрузку на трубопроводы и продлевает срок службы оборудования.

Примеры креплений и установок

Как НЕ НАДО делать!

Примеры правильного монтажа

Обвязка насосов – это комплекс решений по подключению насосного оборудования к трубопроводным системам, направленный на обеспечение стабильной работы агрегата. Грамотная обвязка позволяет минимизировать гидравлические потери, снизить вибрационную нагрузку и предотвратить кавитационные явления, что существенно продлевает ресурс насосного оборудования.

Все рекомендации направлены на обеспечение плавного течения рабочей среды.

Прямые участки выравнивание потока перед и за насосом

Для перехода с одного диаметра трубопровода на другой необходимо применять конусообразные переходы:

• Переходы рекомендуется выполнять с углом раскрытия (раствора) не более 20-30°
• При необходимости переход может (должен) состоять из нескольких переходов!

В мире трубопроводной арматуры обратный клапан — это как дверной доводчик для жидкости: работает в одну сторону, тихо и без лишних вопросов. Но даже такая, казалось бы, простая деталь требует к себе уважения. Ведь неправильная установка способна обернуться не только потерей герметичности, но и полноценной остановкой всей системы.

Производители не устают напоминать: у обратного клапана, должно быть пространство для маневра. Прямая труба длиной не менее 6 Ду до и 2 Ду после — это не прихоть, а проверенное инженерное требование.

Для обеспечения надежной и малошумной работы насосного оборудования в составе ИТП и АИТ рекомендуется учитывать следующие ключевые факторы:

1. Правильный выбор модели и конструкции насоса или насосной установки
   Подбор должен производиться с учетом характеристик рабочей среды, режима эксплуатации и допустимого уровня шума
2. Проведение расчетов и реализация мероприятий по звуко- и виброизоляции строительных конструкций и помещений
   Особенно это актуально для встроенных ИТП и АИТ в жилых или общественных зданиях, где требования к акустическому комфорту повышены
3. Минимизация источников шума и вибрации на этапе проектирования
   Выбор малошумного оборудования и продуманная компоновка установки позволяют значительно сократить акустическую нагрузку
4. Корректная установка насосного оборудования с применением виброизоляции
   При необходимости следует предусматривать виброизоляцию оснований, фундаментов и опор, особенно при установке мощных или скоростных агрегатов
5. Технически грамотная обвязка трубопроводами и запорной арматурой
   Важно исключить жесткие напряжения на корпус насоса, учесть температурные расширения и вибрационные нагрузки, обеспечить надежную компенсацию усилий

Выводы

Шум и вибрация — два разных явления, требующих различных технических решений. Для защиты от шума применяется шумоизоляция, тогда как для нейтрализации вибрации необходима виброизоляция. Эти понятия не взаимозаменяемы, и путаница между ними может привести к ошибкам в проектировании.

Работающий насос всегда создает шум — это его физическая особенность. Когда оборудование остановлено, шум исчезает. Казалось бы, очевидно, но при проектировании встроенных ИТП и АИТ именно этот факт нередко игнорируется.

Эффективное снижение уровня шума и вибрации начинается уже на этапе подбора оборудования и требует точного соблюдения технических решений. Важно помнить: при некорректном применении виброизоляции, в частности виброкомпенсаторов, вибрационные нагрузки могут не уменьшиться, а усилиться. Это особенно критично в условиях ограниченного пространства и повышенных акустических требований.

Кроме того, источником шума в ИТП и АИТ является не только насосное оборудование. Значительный вклад в общую звуковую картину вносят трубопроводы, поток теплоносителя и элементы запорно-регулирующей арматуры. Учет всех этих факторов позволяет сформировать по-настоящему эффективную и комфортную инженерную систему.