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发表时间:2013-7-29 15:04:15
  

浅谈水泥厂综合噪声治理的方法

作者:万荫华
单位:江西恒大声学技术工程有限公司
来源:     发布日期:2013-05-14

 

核心提示:噪声是水泥厂生产中仅次于粉尘的污染源,在现有的水泥厂生产中广泛使用大型破碎机、磨机、高中压风机、空气压缩机等设备,以上设备在工作时的噪声往往高达120dB(A),大大超过了国家标准规定的低于85dB(A)。
 
噪声是水泥厂生产中仅次于粉尘的污染源,在现有的水泥厂生产中广泛使用大型破碎机、磨机、高中压风机、空气压缩机等设备,以上设备在工作时的噪声往往高达120dB(A),大大超过了国家标准规定的低于85dB(A),加之这些设备工作时常常是每天24小时,长年如此不停地工作,因而对水泥厂生产区域内人员及厂界周边环境产生很大的污染。为了改善声环境,确保作业区域达到《工业企业场区噪声控制设计规范》,根据《中华人民共和国噪声污染防治法》必须对生产区内的噪声进行综合治理。
  水泥生产线的高噪声源主要有原料磨、煤磨产生的机械性噪声和空压机、罗茨风机等发出的空气动力性噪声等-,源强一般为90~105dB,其中的破碎机、磨机、高中压风机、空气压缩机等都是强噪声设备。在生产过程中,凡是运转的机械设备,都不同程度地发出噪声。根据水泥厂有关设备体积大,功率高的特点,江西恒大声学技术工程公司在处理以上噪声时采用了隔声降噪技术来实现,对高噪声的风机等动力噪声源设置隔声罩、进出气口加装消声器;破碎机、磨机、水泵房等强噪场或车间采用封闭式厂房或隔音室,同时对噪声设备基础进行隔振、减震处理。
  
  一.水泥厂的噪声源
  水泥厂主要工作地点都是噪声源,且有的整个机房都处于高强噪声状态,严重损害操作人员的身心健康。因此,尽快将噪声控制在允许范围内,是符合现代化发展要求的。一般来说水泥厂需要治理的几个显著噪声源有:
1.原料磨区域设备:立磨、立磨排风机、窑尾排风机、高温风机、窑尾电收尘器排风机;
2.窑头区域:篦冷机风机群、窑头罗茨风机、熟料电收尘风机;
3.煤磨车间:煤磨、罗茨风机;
4.水泥磨车间:水泥磨;
5.均化库区域:罗茨风机;
6.空压机房:空压机。
 
二.水泥厂相关设备的噪声特性:
 2.1.球磨机的噪声特性:
   水泥厂球磨机的噪声最大,大型球磨机的噪声在120分贝左右,一般用厂房隔音和采用吸音材料来吸收球磨机噪声。粉磨技术的发展方向是采用立磨代替球磨机粉磨,不但粉磨效率高于球磨,而且噪声问题也同时得到解决。采用露天布置,噪声问题也完全可以达到环保要求。采用辊压机预粉磨技术也可达到同样的效果。球磨机的噪声主要有:磨机运行中电机产生的电磁噪声;减速机齿轮产生的机械噪声;磨机筒体旋转中研磨体物料和衬板相互研磨撞击产生的机械性振动噪声;除尘设备和分级设备的风机产生的空气动力性噪声;还有通过基础振动辐射的固体声。球磨机的噪声特性与其种类、规格、转数、研磨体及物料粒度、填充系数等因素有关。根据以往对磨机噪声频谱分析,其噪声特性为:(a)球磨机的噪声为稳态连续噪声,噪声的强弱不随时间的变化而变化;(b)从频谱曲线可以看出,峰值在250赫左右,在125~4000赫频带内,声压级都在85分贝以上,这是一种以中高频为主的宽频带噪声;(c)4000赫以后,随频率的增加,声压级开始衰减,其衰减量每倍频程为10~15分贝。
 2.2 罗茨鼓风机的噪声特性
 高压风机的噪声在100分贝左右,水泥厂风机的数量较多,风机噪声问题相对比较突出。罗茨鼓风机的噪声主要有:进气和排气口辐射的空气动力性噪声;机壳管壁及电动机辐射的机械性噪声;通过基础振动辐射的固体声和电磁噪声。罗茨鼓风机的噪声特性一般与风机的流量、转速、静压等因素有关。从罗茨鼓风机噪声频谱中可以看出它的噪声特性:(a)大风量罗茨鼓风机的噪声是一个在较宽频带范围里的稳态噪声,一般来说是以低中频为主,尤其是中频段拉得较宽。(b)一般流量的风机噪声峰值出现在低中频段里,流量大的风机,声强由低频向高频偏移。(c)从风机噪声频谱来看,其低频峰值出现在63赫,中频峰值在500赫,在63~500赫之间的125赫是个低谷。(d)在高频段里,一般是从1000赫开始随频率的增加声压级逐步降低,其衰减量每倍频程约10分贝。(e)吸风口的噪声频谱特性基本上与风机本身的噪声频谱特性一致,通常它是一个低频噪声源,对人的听觉虽不造成大的危害,但因该声源位于室外,又是低频,可以传播到很远的地方而影响范围较大。(f)放风口一般因管径和开口较小,高速气流冲击了周围的空气,使气体的稳定状态受到破坏而发生巨大的扰动,形成一个室外的高频噪声源。
 2.3 空压机的噪声特性
 传统空压机的噪声也很大,采用螺杆压缩机的技术可较好地降低噪声并达到环保要求。罗茨鼓风机的噪声在压力高时相当大,国内目前正在研制和采用三叶罗茨鼓风机,三叶罗茨鼓风机比二叶罗茨风机可以降低约10分贝噪声,同时节能10%~20%。空压机的基频一般在20赫左右,它的高次谐波频率一般在几十~几百赫,因此,空压机进气噪声呈典型的低频性。空压机进气噪声的强度随着空压机负荷的增加而增强,一般进气噪声较空压机其他部位的噪声高出7~10分贝(A)。
 2.4 破碎机的噪声特性
 石灰石等坚硬的物料破碎噪声也非常大,超过100分贝,目前也只有靠封闭厂房和减少运行时间来缓解噪声问题。发达国家已经大量采用绞齿辊破碎机取代锤式破碎机,我国也研制出相关设备,即将投入应用。

三.噪声控制的常用方法
 要防治和控制噪声,根本办法是从噪声源着手。对机电设备来说,制造、加工精度和安装达到规定的要求,可减少噪声;在设备与基础之间插入减振材料(如橡胶垫、塑性件)或阻尼材料(如弹性金属片、弹簧)等,也可以减少基础的振动噪声。其次是控制噪声的传播。当噪声源的声强不能降低到允许范围时,必须在噪声传播过程中设置障碍,使声能在传播过程中被反射衰减。
 
 通常采用的方法有:
 ①隔声:用密度大、特性阻抗高的材料把一部分声波反射回去,将噪声限制在噪声源附近,减少噪声的辐射能,例如给设备加隔声罩或隔声围挡,可降低声级15dB左右。如再在内壁装上吸音阻尼材料则效果更好。在磨机周围加隔声罩,罩内壁采用吸声材料、阻尼材料,罩体可由几块拼接而成,以便于拆卸。对于磨机还有一种办法就是将磨体与它的驱动装置之间用墙隔开,墙上加一道双层隔声门,可减少噪声的传播。

 

  厂界声屏障                                         工业设备隔声围挡
 
 ②吸声:用对声波产生粘滞和摩擦作用的多孔松软材料,使一部分声能被吸收转变为热能。可在建筑物内装置吸声材料(如玻璃棉、矿渣棉、毛毡和泡沫塑料等)。国外还有用软木制成的吸声砖。隔声和吸声结构本身应对振动有较大的阻抗,避免产生二次噪声。
 

                                泵房吸声降噪                                        生产车间内吸声降噪
 
 ③采用消声的办法:如在风机、压缩机和风管的进、出口等处设置消声器。但它只能对个别设备或管道部件起一定的消声作用。
 

                                  排气放空消声器                                   通风系统消声器


 ④采用人体保护:当人们必须长时间在高噪声环境中工作或在115dB(A)以上强噪声中从事短期工作时,可采用耳塞、耳罩或帽盔等器具施行人体保护。
 
四.水泥厂噪声治理设计标准及依据:
 l 《中华人民共和国噪声污染防治法》(1996)
 l 《工业企业场区噪声控制设计规范》(GBJ87-1985)
 l 《工业企业噪声测量规范》(GBJ122-88)
 l 《工业企业职工听力保护规范》(卫生监发(1999)第620号)
 l 《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)
 l 《声环境质量标准》(GB3096-2008)
 l 《建筑隔声评价标准》(GBJ121-88)
 l 《建筑隔声测量规范》(GBJ75-84)
 l 《建筑制图标准》(GB/T 50104-2001)
l 《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)
    厂方提供的相关机组参数,厂区总平面,各类设备、生产车间图纸。
现场测量数据。

五.水泥厂噪声控制工程措施简述
  目前水泥厂朝着大型化、自动化方向发展,对噪声的控制提出了更高的要求,但同时也带来了控制噪声的有利条件,即对噪声源和噪声的传播可不必采用分散的、局部的控制方式,而采用比较有效的集中控制方法。
  
  水泥厂噪声控制常规手段

  
  六.噪声控制工程措施的整体规划
 ①根据水泥厂工艺特点及噪声源分布情况,结合厂区总平面图,将噪声源分为窑头区域、窑中转窑区域、窑尾区域,以及煤磨、水泥磨车间四大区域。对各区域噪声源对厂界周边范围造成的噪声影响进行评估,并确定各区域噪声源的降噪量;
 ②对各区域噪声源依据不同的降噪量设计不同的控制措施;
 ③针对不同的噪声源类型设计不同的控制措施。
 对集中布置在厂房内的群体噪声源,采取厂房墙体隔声辅以吸声和阻尼的方法,即根据厂房的隔声量要求进行透声和漏声的隔声匹配,提高厂房的整体隔声量,并在厂房内进行阻尼和吸声处理,以增加隔声结构的低频隔声量并减轻隔声压力,同时减小厂房内的混响声。
 对空气动力性噪声如风机进排口噪声,排汽(气)噪声,以及余热锅炉烟囱排口噪声设计配置针对性的消声器。
 对于暴露于室外的机械、电磁噪声以及管道的流体噪声或节流噪声采取隔声罩(间)或隔声屏障(围挡)措施。
 
  七.各区域降噪措施
 7.1窑头噪声源区域
  窑头噪声源内区域主要噪声源设备为,篦冷机周围的风机及罗茨风机,一般根据实际情况采取以下措施:
  ①在篦冷机风机群周围,利用篦冷机房原建筑结构设置吸隔声屏,在吸隔声屏的内部设置吸声结构,控制屏体内部的噪声辐射影响,提高屏体结构整体隔声量。其整体结构隔声量≥18dB(A)
  ②在隔声围挡下方预留检修通道,安装隔声门。隔声门隔声量≥30dB(A)。
  ③在隔声围挡上开设通风口,以确保围挡内风机及电机的通风散热量。通风口安装消声器,消声器消声量≥15dB(A)。
7.2窑中转窑噪声源区域
  转窑区域主要的强噪声源为水泥转窑筒体冷却风机,可采取以下措施:
  在转窑筒体冷却风机的侧面安装隔声屏障,隔声屏障安装在转窑平台之上。采用钢制结构,屏障高度根据现场实际确定,整体隔声量≮15dB(A)。
7.3窑尾噪声源区域
  窑尾噪声源区域内主要噪声源设备为原料磨及其风机,窑尾排风机,高温风机。该区域噪声源设备密集,根据现场情况及噪声源特性,对该区域的噪声控制要采取多种措施结合运用的手段,确保该区域噪声达标。
  ①原料磨风机、窑尾排风机、高温风机的降噪措施
  以上三种风机及电机在运转时噪声值约为95dB(A)左右,根据其噪声特性及周边情况可采取如下措施:
 对风机配备的电机安装隔声罩,隔声罩为拼装可拆卸式设计,有隔声检修门,隔声观察窗,隔声罩顶部安装排风扇采取强制通风措施确保电机通风散热,并在相应位置开设通风口,安装进、排风消声器。隔声罩整体隔声量≮25dB(A)。
  在风机的外壳及进出风口外壳进行隔声包扎,隔声包扎降噪量在8~10dB(A)。
  在原料磨风机及窑尾风机面向受声点方向安装一定高度的隔声屏障,整体隔声量在10~15dB(A)左右。
  ②原料磨的降噪措施
  原料磨在运转时噪声值约为110dB(A)左右,根据其噪声特性及周边情况可采取如下措施:
  对原料磨电机安装隔声罩,隔声量≮25dB(A)。
  由于原料磨体积巨大,高度达到15m左右,且周边管道设备密布,并要求三面都留有检修通道。因此对原料磨的降噪只能采取区域隔声的方法。设置隔声围档,其隔声量在15~18dB(A)。
   ③在面对噪声源的厂界设置厂界隔声屏障,其整体隔声量在15~18dB(A)。厂界隔声屏障的目的:在厂界边线形成最后一道“防御工事”,最终确保厂界噪声的达标。
   7.4煤磨、水泥磨车间噪声源区域
 煤磨车间内有煤磨机、罗茨风机,水磨车间主要是水泥磨。以上设备一般均安装在车间室内,煤磨运转时噪声值在115dB(A)左右,罗茨风机运转时噪声值在95dB(A)左右。车间室内混响声严重。根据设备噪声特点及现场实际情况,可采取如下措施:
 ①在厂房内部墙面及顶面设置吸声结构,以降低车间内部混响声,从而削弱设备噪声向车间外的辐射传播。进行吸声处理后,车间建筑结构整体隔声量≥35dB(A)。
 ②车间墙面上、下适当位置留出通风口,通风口面积根据车间内设备散热量及室内换气次数进行计算得到。通风口安装进、出风消声器。消声器消声量≥25 dB(A)。
 ③所有门、窗采用隔声门、窗。隔声门、窗的隔声量均≥30dB(A)。
 ④孔洞缝隙采取隔声封堵措施,避免漏声导致的降噪效果下降。
  
  在水泥生产的噪声综合治理上,设备的通风降温问题是一个亟待解决的问题,特别对主要的噪声源(如球磨机,风机等)在装局部的隔声罩或隔声间后应采用通风冷却方式来降低设备温度。通过噪声治理,改善工作区域的环境和厂区周围的生活环境,是利国利民和保证水泥企业的可持续发展的重要方面。建议对新建的水泥企业在总体设计时,应考虑到噪声的防治方案进行合理的布局,各水泥生产企业也应对噪声污染的状况引起重视,并应进行必要的投资,以适应现代化文明生产的需要。

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