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(jī)、磨機(jī)、高中壓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)等設(shè)備，以上設(shè)備在工作時的噪聲往往高達(dá)120dB（A），大大超過了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的低于85dB（A），加之這些設(shè)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(dá)到《工業(yè)企業(yè)場區(qū)噪聲控制設(shè)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(jìn)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(jī)械性噪聲和空壓機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)等發(fā)出的空氣動力性噪聲等-，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)，江西恒大聲學(xué)技術(shù)工程公司在處理以上噪聲時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)械性振動噪聲；除塵設(shè)備和分級設(shè)備的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣動力性噪聲；還有通過基礎(chǔ)振動輻射的固體聲。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(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力性噪聲；機(jī)殼管壁及電動機(jī)輻射的機(jī)械性噪聲；通過基礎(chǔ)振動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：(a)大風(fēng)量羅茨鼓風(fēng)機(jī)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(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(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。(f)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，形成一個室外的高頻噪聲源。
　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，同時節(jié)能10%~20％?？諌簷C(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，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:
?、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(shè)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(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(shè)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)闊崮堋？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(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和風(fēng)管的進(jìn)、出口等處設(shè)置消聲器。但它只能對個別設(shè)備或管道部件起一定的消聲作用。
　

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

?、懿捎萌梭w保護(hù)：當(dāng)人們必須長時間在高噪聲環(huán)境中工作或在115dB(A)以上強(qiáng)噪聲中從事短期工作時，可采用耳塞、耳罩或帽盔等器具施行人體保護(hù)。
 
四．水泥廠噪聲治理設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(hù)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(biāo)準(zhǔn)》（GB12348－90）
　l 《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096－2008）
　l 《建筑隔聲評價標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ121-88）
　l 《建筑隔聲測量規(guī)范》（GBJ75-84）
　l 《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50104－2001）
l 《建筑設(shè)計防火規(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)。

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(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)計不同的控制措施；
?、坩槍Σ煌脑肼曉搭愋驮O(shè)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(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，同時減小廠房內(nèi)的混響聲。
　對空氣動力性噪聲如風(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。
　
　　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(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)
  ②在隔聲圍擋下方預(yù)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(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)。
7.2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)。
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(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，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。
  ②原料磨的降噪措施
  原料磨在運(yùn)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(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，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)。
　　　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(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)，水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)，煤磨運(yùn)轉(zhuǎn)時噪聲值在115dB(A)左右，羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時噪聲值在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)。
　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(dǎo)致的降噪效果下降。
　　
　　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)計時，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。