淺談水泥廠綜合噪聲治理的方法
水泥生產(chǎn)線的高噪聲源主要有原料磨、煤磨產(chǎn)生的機(jī)械性噪聲和空壓機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)等發(fā)出的空氣動(dòng)力性噪聲等,源強(qiáng)一般為90~105dB,其中的破碎機(jī)、磨機(jī)、高中壓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)等都是強(qiáng)噪聲設(shè)備。在生產(chǎn)過程中,凡是運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備,都不同程度地發(fā)出噪聲。根據(jù)水泥廠有關(guān)設(shè)備體積大,功率高的特點(diǎn),我們在處理以上噪聲時(shí)采用了隔聲降噪技術(shù)來實(shí)現(xiàn),對高噪聲的風(fēng)機(jī)等動(dòng)力噪聲源設(shè)置隔聲罩、進(jìn)出氣口加裝消聲器;破碎機(jī)、磨機(jī)、水泵房等強(qiáng)噪場或車間采用封閉式廠房或隔音室,同時(shí)對噪聲設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行隔振、減震處理。
一、水泥廠的噪聲源
水泥廠主要工作地點(diǎn)都是噪聲源,且有的整個(gè)機(jī)房都處于高強(qiáng)噪聲狀態(tài),嚴(yán)重?fù)p害操作人員的身心健康。因此,盡快將噪聲控制在允許范圍內(nèi),是符合現(xiàn)代化發(fā)展要求的。一般來說水泥廠需要治理的幾個(gè)顯著噪聲源有:
1.原料磨區(qū)域設(shè)備:立磨、立磨排風(fēng)機(jī)、窯尾排風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)、窯尾電收塵器排風(fēng)機(jī);
2.窯頭區(qū)域:篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)群、窯頭羅茨風(fēng)機(jī)、熟料電收塵風(fēng)機(jī);
3.煤磨車間:煤磨、羅茨風(fēng)機(jī);
4.水泥磨車間:水泥磨;
5.均化庫區(qū)域:羅茨風(fēng)機(jī);
6.空壓機(jī)房:空壓機(jī)。
二、水泥廠相關(guān)設(shè)備的噪聲特性:
2.1.球磨機(jī)的噪聲特性:
水泥廠球磨機(jī)的噪聲最大,大型球磨機(jī)的噪聲在120分貝左右,一般用廠房隔音和采用吸音材料來吸收球磨機(jī)噪聲。粉磨技術(shù)的發(fā)展方向是采用立磨代替球磨機(jī)粉磨,不但粉磨效率高于球磨,而且噪聲問題也同時(shí)得到解決。采用露天布置,噪聲問題也完全可以達(dá)到環(huán)保要求。采用輥壓機(jī)預(yù)粉磨技術(shù)也可達(dá)到同樣的效果。
球磨機(jī)的噪聲主要有:磨機(jī)運(yùn)行中電機(jī)產(chǎn)生的電磁噪聲;減速機(jī)齒輪產(chǎn)生的機(jī)械噪聲;磨機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)中研磨體物料和襯板相互研磨撞擊產(chǎn)生的機(jī)械性振動(dòng)噪聲;除塵設(shè)備和分級(jí)設(shè)備的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力性噪聲;還有通過基礎(chǔ)振動(dòng)輻射的固體聲。球磨機(jī)的噪聲特性與其種類、規(guī)格、轉(zhuǎn)數(shù)、研磨體及物料粒度、填充系數(shù)等因素有關(guān)。
根據(jù)以往對磨機(jī)噪聲頻譜分析,其噪聲特性為:
(a)球磨機(jī)的噪聲為穩(wěn)態(tài)連續(xù)噪聲,噪聲的強(qiáng)弱不隨時(shí)間的變化而變化;
?。╞)從頻譜曲線可以看出,峰值在250赫左右,在125~4000赫頻帶內(nèi),聲壓級(jí)都在85分貝以上,這是一種以中高頻為主的寬頻帶噪聲;
(c)4000赫以后,隨頻率的增加,聲壓級(jí)開始衰減,其衰減量每倍頻程為10~15分貝。
2.2 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲特性
高壓風(fēng)機(jī)的噪聲在100分貝左右,水泥廠風(fēng)機(jī)的數(shù)量較多,風(fēng)機(jī)噪聲問題相對比較突出。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲主要有:進(jìn)氣和排氣口輻射的空氣動(dòng)力性噪聲;機(jī)殼管壁及電動(dòng)機(jī)輻射的機(jī)械性噪聲;通過基礎(chǔ)振動(dòng)輻射的固體聲和電磁噪聲。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲特性一般與風(fēng)機(jī)的流量、轉(zhuǎn)速、靜壓等因素有關(guān)。
從羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲頻譜中可以看出它的噪聲特性:
?。╝)大風(fēng)量羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲是一個(gè)在較寬頻帶范圍里的穩(wěn)態(tài)噪聲,一般來說是以低中頻為主,尤其是中頻段拉得較寬。
(b)一般流量的風(fēng)機(jī)噪聲峰值出現(xiàn)在低中頻段里,流量大的風(fēng)機(jī),聲強(qiáng)由低頻向高頻偏移。
(c)從風(fēng)機(jī)噪聲頻譜來看,其低頻峰值出現(xiàn)在63赫,中頻峰值在500赫,在63~500赫之間的125赫是個(gè)低谷。
(d)在高頻段里,一般是從1000赫開始隨頻率的增加聲壓級(jí)逐步降低,其衰減量每倍頻程約10分貝。
(e)吸風(fēng)口的噪聲頻譜特性基本上與風(fēng)機(jī)本身的噪聲頻譜特性一致,通常它是一個(gè)低頻噪聲源,對人的聽覺雖不造成大的危害,但因該聲源位于室外,又是低頻,可以傳播到很遠(yuǎn)的地方而影響范圍較大。
?。╢)放風(fēng)口一般因管徑和開口較小,高速氣流沖擊了周圍的空氣,使氣體的穩(wěn)定狀態(tài)受到破壞而發(fā)生巨大的擾動(dòng),形成一個(gè)室外的高頻噪聲源。
2.3 空壓機(jī)的噪聲特性
傳統(tǒng)空壓機(jī)的噪聲也很大,采用螺桿壓縮機(jī)的技術(shù)可較好地降低噪聲并達(dá)到環(huán)保要求。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲在壓力高時(shí)相當(dāng)大,國內(nèi)目前正在研制和采用三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī),三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)比二葉羅茨風(fēng)機(jī)可以降低約10分貝噪聲,同時(shí)節(jié)能10%~20%。
空壓機(jī)的基頻一般在20赫左右,它的高次諧波頻率一般在幾十~幾百赫,因此,空壓機(jī)進(jìn)氣噪聲呈典型的低頻性??諌簷C(jī)進(jìn)氣噪聲的強(qiáng)度隨著空壓機(jī)負(fù)荷的增加而增強(qiáng),一般進(jìn)氣噪聲較空壓機(jī)其他部位的噪聲高出7~10分貝(A)。
2.4 破碎機(jī)的噪聲特性
石灰石等堅(jiān)硬的物料破碎噪聲也非常大,超過100分貝,目前也只有靠封閉廠房和減少運(yùn)行時(shí)間來緩解噪聲問題。發(fā)達(dá)國家已經(jīng)大量采用絞齒輥破碎機(jī)取代錘式破碎機(jī),我國也研制出相關(guān)設(shè)備,即將投入應(yīng)用。
三、噪聲控制設(shè)計(jì)目標(biāo)
3.1廠界周邊聲環(huán)境區(qū)域類別的確定
依據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-2008)4.0條的描述??蓪S址及周環(huán)境聲環(huán)境區(qū)域類別定位3類聲環(huán)境功能區(qū)。
“3類聲環(huán)境功能區(qū):指以工業(yè)生產(chǎn),倉儲(chǔ)物流為主要功能,需要防止工業(yè)噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域?!本唧w指標(biāo)如下:
《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中界定的聲環(huán)境區(qū)域環(huán)境噪聲限值
3.2廠界噪聲控制目標(biāo)
各類標(biāo)準(zhǔn)適用范圍的劃定:
⑴ Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)適用于以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域。
?、?Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)適用居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)及商業(yè)中心區(qū)。
⑶ Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)區(qū)。
?、?Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)適用于交通干線道路兩側(cè)區(qū)域。
?、?各類標(biāo)準(zhǔn)適用范圍由地方人民政府劃定。[Page]
四、噪聲控制的常用方法
要防治和控制噪聲,根本辦法是從噪聲源著手。對機(jī)電設(shè)備來說,制造、加工精度和安裝達(dá)到規(guī)定的要求,可減少噪聲;在設(shè)備與基礎(chǔ)之間插入減振材料(如橡膠墊、塑性件)或阻尼材料(如彈性金屬片、彈簧)等,也可以減少基礎(chǔ)的振動(dòng)噪聲。其次是控制噪聲的傳播。當(dāng)噪聲源的聲強(qiáng)不能降低到允許范圍時(shí),必須在噪聲傳播過程中設(shè)置障礙,使聲能在傳播過程中被反射衰減。
通常采用的方法有:
4.1隔聲:用密度大、特性阻抗高的材料把一部分聲波反射回去,將噪聲限制在噪聲源附近,減少噪聲的輻射能,例如給設(shè)備加隔聲罩或隔聲圍擋,可降低聲級(jí)15dB左右。如再在內(nèi)壁裝上吸音阻尼材料則效果更好。在磨機(jī)周圍加隔聲罩,罩內(nèi)壁采用吸聲材料、阻尼材料,罩體可由幾塊拼接而成,以便于拆卸。對于磨機(jī)還有一種辦法就是將磨體與它的驅(qū)動(dòng)裝置之間用墻隔開,墻上加一道雙層隔聲門,可減少噪聲的傳播。
4.2 吸聲:用對聲波產(chǎn)生粘滯和摩擦作用的多孔松軟材料,使一部分聲能被吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮???稍诮ㄖ飪?nèi)裝置吸聲材料(如玻璃棉、礦渣棉、毛氈和泡沫塑料等)。國外還有用軟木制成的吸聲磚。隔聲和吸聲結(jié)構(gòu)本身應(yīng)對振動(dòng)有較大的阻抗,避免產(chǎn)生二次噪聲。
4.3 采用消聲的辦法:如在風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和風(fēng)管的進(jìn)、出口等處設(shè)置消聲器。但它只能對個(gè)別設(shè)備或管道部件起一定的消聲作用。
4.4采用人體保護(hù):當(dāng)人們必須長時(shí)間在高噪聲環(huán)境中工作或在115dB(A)以上強(qiáng)噪聲中從事短期工作時(shí),可采用耳塞、耳罩或帽盔等器具施行人體保護(hù)
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五、水泥廠噪聲治理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù):
《中華人民共和國噪聲污染防治法》(1996)
《工業(yè)企業(yè)場區(qū)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ87-1985)
《工業(yè)企業(yè)噪聲測量規(guī)范》(GBJ122-88)
《工業(yè)企業(yè)職工聽力保護(hù)規(guī)范》(衛(wèi)生監(jiān)發(fā)(1999)第620號(hào))
《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348-90)
《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-2008)
《建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ121-88)
《建筑隔聲測量規(guī)范》(GBJ75-84)
《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50104-2001)
《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ16-87)
廠方提供的相關(guān)機(jī)組參數(shù),廠區(qū)總平面,各類設(shè)備、生產(chǎn)車間圖紙。
現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)。
六、水泥廠噪聲控制工程措施簡述
七、噪聲控制工程措施的整體規(guī)劃
?、俑鶕?jù)水泥廠工藝特點(diǎn)及噪聲源分布情況,結(jié)合廠區(qū)總平面圖,將噪聲源分為窯頭區(qū)域、窯中轉(zhuǎn)窯區(qū)域、窯尾區(qū)域,以及煤磨、水泥磨車間四大區(qū)域。對各區(qū)域噪聲源對廠界周邊范圍造成的噪聲影響進(jìn)行評(píng)估,并確定各區(qū)域噪聲源的降噪量;
?、趯Ω鲄^(qū)域噪聲源依據(jù)不同的降噪量設(shè)計(jì)不同的控制措施;
?、坩槍Σ煌脑肼曉搭愋驮O(shè)計(jì)不同的控制措施。
對集中布置在廠房內(nèi)的群體噪聲源,采取廠房墻體隔聲輔以吸聲和阻尼的方法,即根據(jù)廠房的隔聲量要求進(jìn)行透聲和漏聲的隔聲匹配,提高廠房的整體隔聲量,并在廠房內(nèi)進(jìn)行阻尼和吸聲處理,以增加隔聲結(jié)構(gòu)的低頻隔聲量并減輕隔聲壓力,同時(shí)減小廠房內(nèi)的混響聲。
對空氣動(dòng)力性噪聲如風(fēng)機(jī)進(jìn)排口噪聲,排汽(氣)噪聲,以及余熱鍋爐煙囪排口噪聲設(shè)計(jì)配置針對性的消聲器。
對于暴露于室外的機(jī)械、電磁噪聲以及管道的流體噪聲或節(jié)流噪聲采取隔聲罩(間)或隔聲屏障(圍擋)措施。
八、各區(qū)域降噪措施
8.1窯頭噪聲源區(qū)域
窯頭噪聲源內(nèi)區(qū)域主要噪聲源設(shè)備為,篦冷機(jī)周圍的風(fēng)機(jī)及羅茨風(fēng)機(jī),一般根據(jù)實(shí)際情況采取以下措施:
①在篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)群周圍,利用篦冷機(jī)房原建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置吸隔聲屏,在吸隔聲屏的內(nèi)部設(shè)置吸聲結(jié)構(gòu),控制屏體內(nèi)部的噪聲輻射影響,提高屏體結(jié)構(gòu)整體隔聲量。其整體結(jié)構(gòu)隔聲量≥18dB(A)
?、谠诟袈晣鷵跸路筋A(yù)留檢修通道,安裝隔聲門。隔聲門隔聲量≥30dB(A)。
?、墼诟袈晣鷵跎祥_設(shè)通風(fēng)口,以確保圍擋內(nèi)風(fēng)機(jī)及電機(jī)的通風(fēng)散熱量。通風(fēng)口安裝消聲器,消聲器消聲量≥15dB(A)。
8.2窯中轉(zhuǎn)窯噪聲源區(qū)域
轉(zhuǎn)窯區(qū)域主要的強(qiáng)噪聲源為水泥轉(zhuǎn)窯筒體冷卻風(fēng)機(jī),可采取以下措施:
在轉(zhuǎn)窯筒體冷卻風(fēng)機(jī)的側(cè)面安裝隔聲屏障,隔聲屏障安裝在轉(zhuǎn)窯平臺(tái)之上。采用鋼制結(jié)構(gòu),屏障高度根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際確定,整體隔聲量≮15dB(A)。
8.3窯尾噪聲源區(qū)域
窯尾噪聲源區(qū)域內(nèi)主要噪聲源設(shè)備為原料磨及其風(fēng)機(jī),窯尾排風(fēng)機(jī),高溫風(fēng)機(jī)。該區(qū)域噪聲源設(shè)備密集,根據(jù)現(xiàn)場情況及噪聲源特性,對該區(qū)域的噪聲控制要采取多種措施結(jié)合運(yùn)用的手段,確保該區(qū)域噪聲達(dá)標(biāo)。
①原料磨風(fēng)機(jī)、窯尾排風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)的降噪措施
以上三種風(fēng)機(jī)及電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲值約為95dB(A)左右,根據(jù)其噪聲特性及周邊情況可采取如下措施:
對風(fēng)機(jī)配備的電機(jī)安裝隔聲罩,隔聲罩為拼裝可拆卸式設(shè)計(jì),有隔聲檢修門,隔聲觀察窗,隔聲罩頂部安裝排風(fēng)扇采取強(qiáng)制通風(fēng)措施確保電機(jī)通風(fēng)散熱,并在相應(yīng)位置開設(shè)通風(fēng)口,安裝進(jìn)、排風(fēng)消聲器。隔聲罩整體隔聲量≮25dB(A)。
在風(fēng)機(jī)的外殼及進(jìn)出風(fēng)口外殼進(jìn)行隔聲包扎,隔聲包扎降噪量在8~10dB(A)。
在原料磨風(fēng)機(jī)及窯尾風(fēng)機(jī)面向受聲點(diǎn)方向安裝一定高度的隔聲屏障,整體隔聲量在10~15dB(A)左右。
?、谠夏サ慕翟氪胧?
原料磨在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲值約為110dB(A)左右,根據(jù)其噪聲特性及周邊情況可采取如下措施:
對原料磨電機(jī)安裝隔聲罩,隔聲量≮25dB(A)。
由于原料磨體積巨大,高度達(dá)到15m左右,且周邊管道設(shè)備密布,并要求三面都留有檢修通道。因此對原料磨的降噪只能采取區(qū)域隔聲的方法。設(shè)置隔聲圍檔,其隔聲量在15~18dB(A)。
?、墼诿鎸υ肼曉吹膹S界設(shè)置廠界隔聲屏障,
隔聲屏其整體隔聲量在15~18dB(A)。廠界隔聲屏障的目的:在廠界邊線形成最后一道“防御工事”,最終確保廠界噪聲的達(dá)標(biāo)。
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8.4煤磨、水泥磨車間噪聲源區(qū)域
煤磨車間內(nèi)有煤磨機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī),水泥磨車間主要是水泥磨。
以上設(shè)備一般均安裝在車間室內(nèi),煤磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲值在115dB(A)左右,羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲值在95dB(A)左右。車間室內(nèi)混響聲嚴(yán)重。
根據(jù)設(shè)備噪聲特點(diǎn)及現(xiàn)場實(shí)際情況,可采取如下措施:
?、僭趶S房內(nèi)部墻面及頂面設(shè)置吸聲結(jié)構(gòu),以降低車間內(nèi)部混響聲,從而削弱設(shè)備噪聲向車間外的輻射傳播。進(jìn)行吸聲處理后,車間建筑結(jié)構(gòu)整體隔聲量≥35dB(A)。
?、谲囬g墻面上、下適當(dāng)位置留出通風(fēng)口,通風(fēng)口面積根據(jù)車間內(nèi)設(shè)備散熱量及室內(nèi)換氣次數(shù)進(jìn)行計(jì)算得到。通風(fēng)口安裝進(jìn)、出風(fēng)消聲器。消聲器消聲量≥25 dB(A)。
?、鬯虚T、窗采用隔聲門、窗。隔聲門、窗的隔聲量均≥30dB(A)。
?、芸锥纯p隙采取隔聲封堵措施,避免漏聲導(dǎo)致的降噪效果下降。
8.5 脈沖收塵器噪聲治理
脈沖收塵器在工作時(shí)發(fā)出的間歇性氣動(dòng)噪聲等。源強(qiáng)一般為90~105dB。因該設(shè)備安裝位置較高,聲音傳播較遠(yuǎn)是水泥廠噪聲治理的重點(diǎn)內(nèi)容之一。
治理措施:在脈沖風(fēng)機(jī)的進(jìn)、出風(fēng)口采用片式阻性消聲器,并配上下連接軟管,并采用隔聲罩、隔聲圍檔等進(jìn)行噪聲治理。
噪聲控制工程的實(shí)施過程
1、用戶提出噪聲控制需求,并根據(jù)本單位的現(xiàn)狀提供企業(yè)的基本數(shù)據(jù)。
2、噪聲治理單位根據(jù)用戶要求,進(jìn)行現(xiàn)場測量,取得現(xiàn)場的第一手噪聲指標(biāo),后制訂初步治理方案。并報(bào)出初步工程預(yù)算。
3、將初步方案及預(yù)算提交用戶,并與用戶交流,在對噪聲治理方案取得治理共識(shí)后,即可進(jìn)行下一步工程施工設(shè)計(jì),并提交祥細(xì)的施工預(yù)算及施工組織設(shè)計(jì)方案。
4、施工組織設(shè)計(jì)在取得用戶設(shè)計(jì)同意后,即可開展噪聲控制工程施工,施工完成后,由施工單位對降噪效果進(jìn)行自測,如未能達(dá)到降噪效果,應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,直到達(dá)標(biāo)。
5、在自測達(dá)標(biāo)后,由雙方委托第三方(環(huán)境監(jiān)測部門)進(jìn)行噪聲控制檢測。
6、在取得第三方檢測合格的報(bào)告后,施工單位即可申請用戶對該噪聲控制工程進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收。
在水泥生產(chǎn)的噪聲綜合治理上,設(shè)備的通風(fēng)降溫問題是一個(gè)亟待解決的問題,特別對主要的噪聲源(如球磨機(jī),風(fēng)機(jī)等)在裝局部的隔聲罩或隔聲間后應(yīng)采用通風(fēng)冷卻方式來降低設(shè)備溫度。通過噪聲治理,改善工作區(qū)域的環(huán)境和廠區(qū)周圍的生活環(huán)境,是利國利民和保證水泥企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的重要方面。建議對新建的水泥企業(yè)在總體設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮到噪聲的防治方案進(jìn)行合理的布局,各水泥生產(chǎn)企業(yè)也應(yīng)對噪聲污染的狀況引起重視,并應(yīng)進(jìn)行必要的投資,以適應(yīng)現(xiàn)代化文明生產(chǎn)的需要。
編輯:李芝祿
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