淺談水泥廠綜合噪聲治理的方法

　　噪聲是水泥廠生產(chǎn)中僅次于粉塵的污染源，在現(xiàn)有的水泥廠生產(chǎn)中廣泛使用大型破碎機、磨機、高中壓風機、空氣壓縮機等設備，以上設備在工作時的噪聲往往高達120dB（A），大大超過了國家標準規(guī)定的低于85dB（A），加之這些設備工作時常常是每天24小時，長年如此不停地工作，因而對水泥廠生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)人員及廠界周邊環(huán)境產(chǎn)生很大的污染。為了改善聲環(huán)境，確保作業(yè)區(qū)域達到《工業(yè)企業(yè)場區(qū)噪聲控制設計規(guī)范》，根據(jù)《中華人民共和國噪聲污染防治法》必須對生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的噪聲進行綜合治理。
　　水泥生產(chǎn)線的高噪聲源主要有原料磨、煤磨產(chǎn)生的機械性噪聲和空壓機、羅茨風機等發(fā)出的空氣動力性噪聲等-，源強一般為90～105dB，其中的破碎機、磨機、高中壓風機、空氣壓縮機等都是強噪聲設備。在生產(chǎn)過程中，凡是運轉(zhuǎn)的機械設備，都不同程度地發(fā)出噪聲。根據(jù)水泥廠有關設備體積大，功率高的特點，江西恒大聲學技術工程公司在處理以上噪聲時采用了隔聲降噪技術來實現(xiàn)，對高噪聲的風機等動力噪聲源設置隔聲罩、進出氣口加裝消聲器；破碎機、磨機、水泵房等強噪場或車間采用封閉式廠房或隔音室，同時對噪聲設備基礎進行隔振、減震處理。
　　
　　一．水泥廠的噪聲源
　　水泥廠主要工作地點都是噪聲源，且有的整個機房都處于高強噪聲狀態(tài)，嚴重損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顯著噪聲源有：
1．原料磨區(qū)域設備：立磨、立磨排風機、窯尾排風機、高溫風機、窯尾電收塵器排風機；
2．窯頭區(qū)域：篦冷機風機群、窯頭羅茨風機、熟料電收塵風機；
3．煤磨車間：煤磨、羅茨風機；
4．水泥磨車間：水泥磨；
5．均化庫區(qū)域：羅茨風機；
6．空壓機房：空壓機。
 
二．水泥廠相關設備的噪聲特性：
　2.1．球磨機的噪聲特性：
　  水泥廠球磨機的噪聲最大，大型球磨機的噪聲在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噪聲。粉磨技術的發(fā)展方向是采用立磨代替球磨機粉磨，不但粉磨效率高于球磨，而且噪聲問題也同時得到解決。采用露天布置，噪聲問題也完全可以達到環(huán)保要求。采用輥壓機預粉磨技術也可達到同樣的效果。球磨機的噪聲主要有：磨機運行中電機產(chǎn)生的電磁噪聲；減速機齒輪產(chǎn)生的機械噪聲；磨機筒體旋轉(zhuǎn)中研磨體物料和襯板相互研磨撞擊產(chǎn)生的機械性振動噪聲；除塵設備和分級設備的風機產(chǎn)生的空氣動力性噪聲；還有通過基礎振動輻射的固體聲。球磨機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。根據(jù)以往對磨機噪聲頻譜分析，其噪聲特性為：(a)球磨機的噪聲為穩(wěn)態(tài)連續(xù)噪聲，噪聲的強弱不隨時間的變化而變化；(b)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，聲壓級開始衰減，其衰減量每倍頻程為10～15分貝。
　2.2 羅茨鼓風機的噪聲特性
　高壓風機的噪聲在100分貝左右，水泥廠風機的數(shù)量較多，風機噪聲問題相對比較突出。羅茨鼓風機的噪聲主要有：進氣和排氣口輻射的空氣動力性噪聲；機殼管壁及電動機輻射的機械性噪聲；通過基礎振動輻射的固體聲和電磁噪聲。羅茨鼓風機的噪聲特性一般與風機的流量、轉(zhuǎn)速、靜壓等因素有關。從羅茨鼓風機噪聲頻譜中可以看出它的噪聲特性：(a)大風量羅茨鼓風機的噪聲是一個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)一般流量的風機噪聲峰值出現(xiàn)在低中頻段里，流量大的風機，聲強由低頻向高頻偏移。(c)從風機噪聲頻譜來看，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逐步降低，其衰減量每倍頻程約10分貝。(e)吸風口的噪聲頻譜特性基本上與風機本身的噪聲頻譜特性一致，通常它是一個低頻噪聲源，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，可以傳播到很遠的地方而影響范圍較大。(f)放風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，形成一個室外的高頻噪聲源。
　2.3 空壓機的噪聲特性
　傳統(tǒng)空壓機的噪聲也很大，采用螺桿壓縮機的技術可較好地降低噪聲并達到環(huán)保要求。羅茨鼓風機的噪聲在壓力高時相當大，國內(nèi)目前正在研制和采用三葉羅茨鼓風機，三葉羅茨鼓風機比二葉羅茨風機可以降低約10分貝噪聲，同時節(jié)能10%~20％?？諌簷C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，空壓機進氣噪聲呈典型的低頻性?？諌簷C進氣噪聲的強度隨著空壓機負荷的增加而增強，一般進氣噪聲較空壓機其他部位的噪聲高出7～10分貝(A)。
　2.4 破碎機的噪聲特性
　石灰石等堅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行時間來緩解噪聲問題。發(fā)達國家已經(jīng)大量采用絞齒輥破碎機取代錘式破碎機，我國也研制出相關設備，即將投入應用。

三．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。對機電設備來說，制造、加工精度和安裝達到規(guī)定的要求，可減少噪聲；在設備與基礎之間插入減振材料(如橡膠墊、塑性件)或阻尼材料(如彈性金屬片、彈簧)等，也可以減少基礎的振動噪聲。其次是控制噪聲的傳播。當噪聲源的聲強不能降低到允許范圍時，必須在噪聲傳播過程中設置障礙，使聲能在傳播過程中被反射衰減。
　
　通常采用的方法有:
?、俑袈?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，例如給設備加隔聲罩或隔聲圍擋，可降低聲級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。對于磨機還有一種辦法就是將磨體與它的驅(qū)動裝置之間用墻隔開，墻上加一道雙層隔聲門，可減少噪聲的傳播。

  廠界聲屏障                                         工業(yè)設備隔聲圍擋
　
?、谖?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)構本身應對振動有較大的阻抗，避免產(chǎn)生二次噪聲。
　

　　　　　                           泵房吸聲降噪                                        生產(chǎn)車間內(nèi)吸聲降噪
　
?、鄄捎孟暤霓k法：如在風機、壓縮機和風管的進、出口等處設置消聲器。但它只能對個別設備或管道部件起一定的消聲作用。
　

　　　　                             　排氣放空消聲器                                   通風系統(tǒng)消聲器

　④采用人體保護：當人們必須長時間在高噪聲環(huán)境中工作或在115dB(A)以上強噪聲中從事短期工作時，可采用耳塞、耳罩或帽盔等器具施行人體保護。
 
四．水泥廠噪聲治理設計標準及依據(jù)：
　l 《中華人民共和國噪聲污染防治法》（1996）
　l 《工業(yè)企業(yè)場區(qū)噪聲控制設計規(guī)范》（GBJ87-1985）
　l 《工業(yè)企業(yè)噪聲測量規(guī)范》（GBJ122-88）
　l 《工業(yè)企業(yè)職工聽力保護規(guī)范》（衛(wèi)生監(jiān)發(fā)（1999）第620號）
　l 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》（GB12348－90）
　l 《聲環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3096－2008）
　l 《建筑隔聲評價標準》（GBJ121-88）
　l 《建筑隔聲測量規(guī)范》（GBJ75-84）
　l 《建筑制圖標準》（GB/T 50104－2001）
l 《建筑設計防火規(guī)范》（GBJ16-87）
    廠方提供的相關機組參數(shù)，廠區(qū)總平面，各類設備、生產(chǎn)車間圖紙。
現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)。

五．水泥廠噪聲控制工程措施簡述
　　目前水泥廠朝著大型化、自動化方向發(fā)展，對噪聲的控制提出了更高的要求，但同時也帶來了控制噪聲的有利條件，即對噪聲源和噪聲的傳播可不必采用分散的、局部的控制方式，而采用比較有效的集中控制方法。
　　
　　水泥廠噪聲控制常規(guī)手段

　　
　　六．噪聲控制工程措施的整體規(guī)劃
?、俑鶕?jù)水泥廠工藝特點及噪聲源分布情況，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行評估，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)不同的降噪量設計不同的控制措施；
?、坩槍Σ煌脑肼曉搭愋驮O計不同的控制措施。
　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)進行阻尼和吸聲處理，以增加隔聲結(jié)構的低頻隔聲量并減輕隔聲壓力，同時減小廠房內(nèi)的混響聲。
　對空氣動力性噪聲如風機進排口噪聲，排汽（氣）噪聲，以及余熱鍋爐煙囪排口噪聲設計配置針對性的消聲器。
　對于暴露于室外的機械、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。
　
　　七．各區(qū)域降噪措施
　7.1窯頭噪聲源區(qū)域
  窯頭噪聲源內(nèi)區(qū)域主要噪聲源設備為，篦冷機周圍的風機及羅茨風機，一般根據(jù)實際情況采取以下措施：
  ①在篦冷機風機群周圍，利用篦冷機房原建筑結(jié)構設置吸隔聲屏，在吸隔聲屏的內(nèi)部設置吸聲結(jié)構，控制屏體內(nèi)部的噪聲輻射影響，提高屏體結(jié)構整體隔聲量。其整體結(jié)構隔聲量≥18dB(A)
  ②在隔聲圍擋下方預留檢修通道，安裝隔聲門。隔聲門隔聲量≥30dB(A)。
  ③在隔聲圍擋上開設通風口，以確保圍擋內(nèi)風機及電機的通風散熱量。通風口安裝消聲器，消聲器消聲量≥15dB(A)。
7.2窯中轉(zhuǎn)窯噪聲源區(qū)域
  轉(zhuǎn)窯區(qū)域主要的強噪聲源為水泥轉(zhuǎn)窯筒體冷卻風機，可采取以下措施：
  在轉(zhuǎn)窯筒體冷卻風機的側(cè)面安裝隔聲屏障，隔聲屏障安裝在轉(zhuǎn)窯平臺之上。采用鋼制結(jié)構，屏障高度根據(jù)現(xiàn)場實際確定，整體隔聲量≮15dB(A)。
7.3窯尾噪聲源區(qū)域
  窯尾噪聲源區(qū)域內(nèi)主要噪聲源設備為原料磨及其風機，窯尾排風機，高溫風機。該區(qū)域噪聲源設備密集，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)合運用的手段，確保該區(qū)域噪聲達標。
  ①原料磨風機、窯尾排風機、高溫風機的降噪措施
  以上三種風機及電機在運轉(zhuǎn)時噪聲值約為95dB(A)左右，根據(jù)其噪聲特性及周邊情況可采取如下措施：
　對風機配備的電機安裝隔聲罩，隔聲罩為拼裝可拆卸式設計，有隔聲檢修門，隔聲觀察窗，隔聲罩頂部安裝排風扇采取強制通風措施確保電機通風散熱，并在相應位置開設通風口，安裝進、排風消聲器。隔聲罩整體隔聲量≮25dB(A)。
  在風機的外殼及進出風口外殼進行隔聲包扎，隔聲包扎降噪量在8~10dB(A)。
  在原料磨風機及窯尾風機面向受聲點方向安裝一定高度的隔聲屏障，整體隔聲量在10~15dB(A)左右。
  ②原料磨的降噪措施
  原料磨在運轉(zhuǎn)時噪聲值約為110dB(A)左右，根據(jù)其噪聲特性及周邊情況可采取如下措施：
  對原料磨電機安裝隔聲罩，隔聲量≮25dB(A)。
  由于原料磨體積巨大，高度達到15m左右，且周邊管道設備密布，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。設置隔聲圍檔，其隔聲量在15~18dB(A)。
　　?、墼诿鎸υ肼曉吹膹S界設置廠界隔聲屏障，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標。
　　　7.4煤磨、水泥磨車間噪聲源區(qū)域
　煤磨車間內(nèi)有煤磨機、羅茨風機，水磨車間主要是水泥磨。以上設備一般均安裝在車間室內(nèi)，煤磨運轉(zhuǎn)時噪聲值在115dB(A)左右，羅茨風機運轉(zhuǎn)時噪聲值在95dB(A)左右。車間室內(nèi)混響聲嚴重。根據(jù)設備噪聲特點及現(xiàn)場實際情況，可采取如下措施：
?、僭趶S房內(nèi)部墻面及頂面設置吸聲結(jié)構，以降低車間內(nèi)部混響聲，從而削弱設備噪聲向車間外的輻射傳播。進行吸聲處理后，車間建筑結(jié)構整體隔聲量≥35dB(A)。
?、谲囬g墻面上、下適當位置留出通風口，通風口面積根據(jù)車間內(nèi)設備散熱量及室內(nèi)換氣次數(shù)進行計算得到。通風口安裝進、出風消聲器。消聲器消聲量≥25 dB(A)。
　③所有門、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，避免漏聲導致的降噪效果下降。
　　
　　在水泥生產(chǎn)的噪聲綜合治理上，設備的通風降溫問題是一個亟待解決的問題，特別對主要的噪聲源(如球磨機，風機等)在裝局部的隔聲罩或隔聲間后應采用通風冷卻方式來降低設備溫度。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)在總體設計時，應考慮到噪聲的防治方案進行合理的布局，各水泥生產(chǎn)企業(yè)也應對噪聲污染的狀況引起重視，并應進行必要的投資，以適應現(xiàn)代化文明生產(chǎn)的需要。