水泥行業(yè)噪聲治理設(shè)計(jì)理念概述

引言：就現(xiàn)有新型干法水泥生產(chǎn)線而言，按照其生產(chǎn)工序，噪聲源主要分布在石灰石開采與破碎、物料皮帶輸送及轉(zhuǎn)運(yùn)、熟料生產(chǎn)線以及水泥粉磨與包裝運(yùn)輸?shù)炔课?，高噪聲源主要有礦山破碎機(jī)、生料立磨、煤磨、水泥磨等產(chǎn)生的機(jī)械性噪聲，空壓機(jī)以及羅茨風(fēng)機(jī)等發(fā)出的空氣動(dòng)力性噪聲，源強(qiáng)一般都在90~120 dB（A）甚至以上，具有噪聲源分布廣、聲源種類多、噪聲疊加影響大等特點(diǎn)，需采取吸聲、隔聲、消聲以及隔振、減振等措施對(duì)全廠主要噪聲源進(jìn)行綜合治理。

一、水泥廠噪音來(lái)源：

震動(dòng)噪聲、機(jī)械噪聲、摩擦噪聲、工作噪聲等

二、噪音源設(shè)備

1）除塵器以及其風(fēng)機(jī)、排氣煙囪

2）磨機(jī)（包括水泥磨、原料磨、煤磨等）

3）轉(zhuǎn)運(yùn)站

4）破碎機(jī)

5）各類離心風(fēng)機(jī)、斜槽風(fēng)機(jī)與羅茨風(fēng)機(jī)（包括篦冷機(jī)房、窯臨時(shí)風(fēng)機(jī)等）

6）斗式提升機(jī)

7）輥壓機(jī)

8）冷卻塔

9）皮帶廊道

三、噪音治理設(shè)計(jì)特點(diǎn)

a.設(shè)計(jì)目標(biāo)及原則：

1）通過(guò)治理實(shí)現(xiàn)治理目標(biāo)：降噪項(xiàng)目實(shí)施后，公司廠界噪聲排放滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》GB12348-2008中的Ⅱ類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)限值，噪聲敏感點(diǎn)區(qū)域噪聲滿足《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB3096－2008) Ⅱ類功能區(qū)要求。即（排除其它噪聲干擾的情況下）晝間不高于60dB(A)，夜間不高于50dB(A)。

表：工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)限值

注：

1）夜間頻發(fā)噪聲的最大聲級(jí)超過(guò)限值的幅度不得高于10 dB(A)

2）夜間偶發(fā)噪聲的最大聲級(jí)超過(guò)限值的幅度不得高于15 dB(A)

2）以最小的投資使設(shè)備噪聲達(dá)到國(guó)家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)；

3）以節(jié)約效能、環(huán)保達(dá)標(biāo)為宗旨。

4）降噪設(shè)備不影響原設(shè)備的通風(fēng)散熱、正常維修和保養(yǎng)。

5）新增降噪設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生次生災(zāi)害。

6）本工程選用材料必須防潮、阻燃、耐腐蝕，抗靜電。

7）新增設(shè)備不但性能優(yōu)異、使用壽命長(zhǎng)，而且外型美觀，與現(xiàn)有的設(shè)備結(jié)構(gòu)能夠自然銜接、保證整體美觀不突兀，與廠內(nèi)其它顏色協(xié)調(diào)。

8）工程材料使用壽命滿足10年。所有的噪音治理設(shè)備，在期間發(fā)生吸音材料塌落、自然變形、生銹等問(wèn)題都將列為質(zhì)量問(wèn)題被追溯；

B.設(shè)計(jì)總體思路：

1）合理、優(yōu)化設(shè)備總平面布置,并充分利用廠內(nèi)建筑物的聲遮蔽作用；

2）設(shè)備采購(gòu)時(shí)，在合理性價(jià)比的前提下，盡量選用低噪聲設(shè)備；

3）利用聲學(xué)專業(yè)軟件分析預(yù)測(cè)廠區(qū)噪聲污染排放超標(biāo)情況，根據(jù)廠內(nèi)各聲源對(duì)超標(biāo)的貢獻(xiàn)程度采取合理的降噪措施。

將廠內(nèi)主要聲源按區(qū)域進(jìn)行劃分；

利用聲學(xué)軟件對(duì)各區(qū)域噪聲排放及影響范圍進(jìn)行評(píng)估，確定其降噪量；

針對(duì)各區(qū)域噪聲源特點(diǎn)及其降噪量需求設(shè)計(jì)相應(yīng)的降噪措施；

針對(duì)不同的噪聲源類型設(shè)計(jì)不同種類的降噪設(shè)備；

4）利用聲學(xué)軟件結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的降噪效果進(jìn)行預(yù)評(píng)價(jià)；

C.噪聲控制技術(shù)手段：

噪聲控制手段分為隔聲（阻斷噪聲傳播的路徑）、吸聲（抑制聲反射傳播）和消聲（保證氣流正常流動(dòng)的同時(shí)抑制聲傳播）三種。三種手段降噪原理不同、作用不同、效果不同，三者相輔相成。綜合噪聲控制工程應(yīng)用中通常以隔聲為主，輔以吸聲和消聲。

1) 隔聲降噪

應(yīng)用構(gòu)件將聲源和接受者分開、隔離噪聲在介質(zhì)中的傳播，從而減輕噪聲污染程度的技術(shù)稱為隔聲技術(shù)。

a)封閉式隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)

對(duì)露天和半露天布置的噪聲源設(shè)備設(shè)置必要的建筑隔聲維護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)隔聲量不能有效匹配的圍護(hù)結(jié)構(gòu)從聲學(xué)角度予以必要的匹配。

單層勻質(zhì)構(gòu)件隔聲量計(jì)算

綜合考慮構(gòu)件的勁度、吻合效應(yīng)、阻尼和邊界條件的影響，隔聲量計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式為：R=16lgM+14lgf－29

雙層構(gòu)件隔聲量計(jì)算

雙層板構(gòu)造的隔聲量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式為：R=16lg[(M1+M2)f]M－30+△R

說(shuō)明：△R為空氣層附加隔聲量；

頻率f0、fc對(duì)隔聲量的影響

無(wú)論是單層結(jié)構(gòu)還是雙層結(jié)構(gòu)，其隔聲特性受到共振和吻合效應(yīng)的影響，通過(guò)設(shè)計(jì)，盡量使隔聲所要求的頻率避開共振頻率f0 和吻合效應(yīng)頻率fc。

b）隔隔聲屏

在空氣中傳播的聲波遇到隔聲屏?xí)r，就會(huì)產(chǎn)生反射、透射和繞射現(xiàn)象。一部分越過(guò)隔聲屏頂端繞射到達(dá)受聲點(diǎn)；一部分穿透隔聲屏到達(dá)受聲點(diǎn)，一部分在隔聲屏壁面產(chǎn)生反射。隔聲屏的插入損失主要取決于聲源發(fā)出的聲波沿著三條道路傳播的聲能分配。隔聲屏的作用就是阻擋直達(dá)聲的傳播，隔離透射聲，并使繞射聲有足夠的衰減。當(dāng)聲波撞擊到隔聲屏的壁面上時(shí)，會(huì)在隔聲屏邊緣產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，而在屏障背后形成“聲影區(qū)”。我們所期待的隔聲屏的減噪效果就在“聲影區(qū)”的范圍內(nèi)。與光影區(qū)相比較，由于聲波波長(zhǎng)比光波波長(zhǎng)大的多，因此，這種“聲影區(qū)”的邊界并不明顯，經(jīng)過(guò)屏障邊緣之外，聲源發(fā)出來(lái)的聲波可以直接到達(dá)的范圍，叫做“亮區(qū)”。從亮區(qū)到聲影區(qū)之間還有一小段“過(guò)渡區(qū)”。位于“聲影區(qū)”內(nèi)的噪聲級(jí)低于未設(shè)置隔聲屏?xí)r的噪聲級(jí)，這就是隔聲屏降噪的基本原理。

圖：隔聲屏的降噪原理

2) 吸聲降噪

聲波通過(guò)媒質(zhì)或入射到媒質(zhì)分解面上時(shí)聲能的減少過(guò)程，稱為吸聲或聲吸收。

圖：吸聲機(jī)理

在噪聲源周圍設(shè)置了隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁面上做必要的吸聲處理，不但可有效加強(qiáng)隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量，而且可降低室內(nèi)的混響聲達(dá)6～10 dB(A)，同時(shí)改善操作人員的操作環(huán)境，起到一定的勞動(dòng)保護(hù)作用。

a）房間內(nèi)做吸聲處理后的最大吸聲降噪量一般參照下式計(jì)算：

b）房間內(nèi)做吸聲處理后的平均吸聲降噪量一般參照下式計(jì)算：

3) 消聲降噪

對(duì)所有的空氣動(dòng)力性噪聲統(tǒng)一采用消聲治理措施，噪聲源采取消聲治理后，要求既要有適宜的消聲量（即聲學(xué)性能），同時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行不能有明顯的影響（即良好的空氣動(dòng)力性能）。消聲器是一種既能使噪聲得到有效的衰減又能保證氣流正常通過(guò)的一種設(shè)備。

阻性消聲器的消聲量參照以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

4)阻尼減振

a）隔振降噪

任何機(jī)械都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)激發(fā)產(chǎn)生空氣聲、結(jié)構(gòu)聲等噪聲。控制方法主要有減少擾動(dòng)、防止共振、振動(dòng)隔離、動(dòng)力吸振等。其基本原理是基礎(chǔ)與設(shè)備間安裝的隔振元件由于彈性變形和阻尼的作用，使振動(dòng)能量消耗，減小振動(dòng)的傳遞。

b）阻尼降噪

在薄板隔聲維護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲背板上涂刷特殊配比的阻尼材料能有效增加隔聲結(jié)構(gòu)的內(nèi)阻尼，它能使隔聲構(gòu)件的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，從而減少了構(gòu)件的振動(dòng)，因而阻尼對(duì)提高隔聲構(gòu)件尤其是薄板隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲量特別是低頻共振時(shí)的隔聲量有明顯的作用。

D.設(shè)計(jì)依據(jù)：

《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-2008）

《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096-2008）

《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 50087-2013）

《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求隔聲門》（HJ/T 379-2007）；

《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求通風(fēng)消聲器》（HJ/T 2523-2012）；

《風(fēng)機(jī)用消聲器技術(shù)條件》（JB/T 6891-2014）；

《聲學(xué)消聲器測(cè)量方法》（GB/T 4760－1995）；

《聲學(xué)消聲器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量》（GBT 19512-2004）

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2017）

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50205-2017)；

《鋼結(jié)構(gòu)制作工藝規(guī)程》(DBJ 08-216-95)；

《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》（GB 50661-2011）

《漆膜附著力測(cè)定》（GB 1720）；

《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB 50018-2002）；

《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ 81-2002）；

《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB／T700-2006）；

《鋼產(chǎn)品鍍鋅層質(zhì)量試驗(yàn)方法》（GB/T 1839-2008）；

《熱軋型鋼》（GB/T 706-2008）；

《熱扎H型鋼和剖分T型鋼》(GB/T 11263-2017)；

《涂漆用鍍鋅（熱浸鍍鋅）鋼產(chǎn)品及金屬構(gòu)件表面的制備規(guī)程》（ASTM D6386-2010）；

《一般公差線性尺寸的未注公差》（GB 1804-2000）；

《形狀和位置公差未注公差值》（GB/T 1184-2008）。

本項(xiàng)目包括但不限于以上標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，所涉及的規(guī)程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)均有可能被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)的最新版本，并應(yīng)遵守現(xiàn)行與之相關(guān)的各種國(guó)家和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。

四、治理實(shí)例

本圖對(duì)明顯影響廠界噪聲的水泥磨房、輥壓機(jī)、礦渣微粉庫(kù)頂、水泥庫(kù)頂?shù)葏^(qū)域進(jìn)行降噪處理，在水泥磨房外墻增設(shè)隔聲屏（配套通風(fēng)采光窗）、輥壓機(jī)增設(shè)隔聲屏與水泥磨房形成整體，礦渣微粉庫(kù)頂設(shè)置與庫(kù)直徑相同的圓形隔聲屏，水泥庫(kù)頂各機(jī)械噪聲分布集中的用隔聲屏攔截噪聲，分布零散的用隔聲罩進(jìn)行處理。

本圖區(qū)域內(nèi)的原料磨、廢氣樓、喂料樓內(nèi)均有大量噪聲源設(shè)備，使用整體隔聲屏圍護(hù)結(jié)構(gòu)保證降噪效果并實(shí)現(xiàn)美觀和維修便利。

本圖區(qū)域?yàn)槔鋮s塔，因靠近廠界且噪聲大，降噪處理采用高度高于冷卻塔的隔聲屏障，并配置通風(fēng)消聲器，保證冷卻塔內(nèi)通風(fēng)散熱。

圖為配料樓和石子庫(kù)區(qū)域，該區(qū)域靠近廠界，內(nèi)有多個(gè)噪聲源，使用整體隔聲封閉結(jié)構(gòu)保證降噪效果并實(shí)現(xiàn)美觀。

本圖為5000t/d線窯頭風(fēng)機(jī)及電機(jī)區(qū)域，對(duì)風(fēng)機(jī)、電機(jī)的降噪處理采用隔聲罩的方式，配套門窗、通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)，整體降噪效果顯著。

綜上，在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程中，綠色生活環(huán)境、綠色工作環(huán)境已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。防治環(huán)境噪聲污染，保障人們有良好的生活和工作環(huán)境，保護(hù)人體健康，已經(jīng)融入到社會(huì)生活中。在新時(shí)期，企業(yè)必須認(rèn)識(shí)到降噪技術(shù)的重要意義，將其貫穿到項(xiàng)目實(shí)施的全過(guò)程，克服傳統(tǒng)模式的限制，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)降噪技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)。