水泥工業(yè)設(shè)備噪聲環(huán)保治理技術(shù)的實踐

  摘要：針對不同噪音源分析，分別采取隔音門、隔音窗、隔聲屏、隔音罩和進(jìn)、排風(fēng)消聲器設(shè)施、管道消音器及消音包扎等治理措施，通過現(xiàn)代水泥工業(yè)技術(shù)的實施和資金投入有效防止了設(shè)備噪聲對公司職工及周圍村莊生活的影響，取得了良好環(huán)保效果

  山東煙臺某新型干法水泥項目，2009年7月建設(shè)5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線配套12MW純低溫余熱發(fā)電工程，噪聲環(huán)境要求嚴(yán)格，建設(shè)初期設(shè)計選用了低噪音設(shè)備（立磨、螺桿空壓機、三葉低噪音蘿茨風(fēng)機等）及廠房門窗封閉等措施降低生產(chǎn)環(huán)境噪音。生產(chǎn)運行后根據(jù)實際情況針對不同噪音源分析，分別采取隔音門、隔音窗、隔聲屏、隔音罩和進(jìn)、排風(fēng)消聲器設(shè)施、管道消音器及消音包扎等治理措施，實施后生產(chǎn)運行噪音監(jiān)測達(dá)到了現(xiàn)行國家相關(guān)噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，通過現(xiàn)代水泥工業(yè)技術(shù)的實施和資金投入300多萬元，有效防止了噪聲對公司職工及周圍村莊生活的影響，取得了良好環(huán)保效果。

  1 廠區(qū)主要工程治理噪聲源點

  （1）窯尾排風(fēng)機及鋼煙囪系統(tǒng)

  （2）窯頭排風(fēng)機系統(tǒng)

  （3）窯頭篦冷機系統(tǒng)的冷卻風(fēng)機系統(tǒng)（11臺）

  （4）原料磨循環(huán)風(fēng)機系統(tǒng)

  （5）煤磨排風(fēng)機及煙囪系統(tǒng)

  （6）煤磨羅茨風(fēng)機系統(tǒng)

  （7）窯尾高溫風(fēng)機系統(tǒng)

  （8）窯頭燃燒器用一次風(fēng)羅茨風(fēng)機系統(tǒng)

  （9）余熱發(fā)電冷卻塔及鍋爐排污系統(tǒng)

  （10）生料均化庫和水泥庫、散裝庫底羅茨風(fēng)機系統(tǒng)

  2 技術(shù)分析

  （1）根據(jù)廠區(qū)噪聲主要相關(guān)噪聲源的勘測，這十個系統(tǒng)的噪聲值都在97-110dB（A）之間，而且這些設(shè)備都是空載運行，如正常生產(chǎn)后的噪聲值將會有所增加。

  （2）如原料立磨空載運行時現(xiàn)場勘測噪聲為87 dB（A），進(jìn)料運行時106 dB（A），本廠區(qū)的建設(shè)地勢較為特殊，廠區(qū)四面環(huán)山（見圖1），因此廠界地勢標(biāo)高均高于廠區(qū)內(nèi)部地勢，而廠區(qū)內(nèi)的設(shè)備發(fā)聲點距廠界都很近，緊鄰廠界院墻，特別是窯尾排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)風(fēng)機出口煙囪的標(biāo)高達(dá)到123M，出口處聲壓級106.1dB（A），并且風(fēng)機距廠界院墻約20米左右。噪聲臨界環(huán)境幾乎就是廠界環(huán)境。

  （3）公司要求治理后的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。如果僅僅采用常規(guī)的隔聲屏障的方式來實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，顯然是不現(xiàn)實的，因此，在設(shè)計中，必須根據(jù)現(xiàn)場聲源頻率分析情況，有針對性的對超標(biāo)頻率范圍的聲源采取吸聲、隔聲和低頻阻尼的綜合方式，方可達(dá)到預(yù)期效果。

  （4）對廠界和村莊監(jiān)測

  1)廠界外1M處，設(shè)備開機后（全部運行）噪聲為74.8dB（A）;

  2)對廠界村莊作了兩次監(jiān)測，即設(shè)備開機前和開機后：

  開機前對廠區(qū)周圍三個敏感點監(jiān)測：

  a.A村的背景噪聲49.9 dB（A）

  b.B村的背景噪聲62 dB（A）

  c.C家村距離廠界相對較遠(yuǎn)未來得及監(jiān)測.

  開機后（部分運行）：

  a.A村的實測噪聲62.4 dB（A）

  b.B村的實測噪聲63.1 dB（A）

  c.C家村未來得及監(jiān)測，該地區(qū)與目前的聲源點的距離很遠(yuǎn)，在1000米以上，暫不作考慮。

  3 降噪效果計算

  （1）雙層隔聲窗結(jié)構(gòu)設(shè)計

  本降噪工程所采用的雙層玻璃采光隔聲窗規(guī)格為：長*寬*厚=1200*1400*100采用δ=5mm厚玻璃作為隔聲窗外層，內(nèi)層采用δ=5mm厚的玻璃，雙層玻璃中間形成一個100mm厚的隔聲結(jié)構(gòu)。其整體隔聲量為：

      將相關(guān)設(shè)計參數(shù)代入公式計算，上述雙層玻璃隔聲窗的隔聲量>35dB(A)。

  （2）隔聲門結(jié)構(gòu)設(shè)計

  采用δ=2.0mm鋼板作為隔聲門外殼護(hù)面板，內(nèi)側(cè)壁設(shè)δ=2mm厚阻尼板作為隔聲阻尼主體。采用100 100方通鋼作為隔聲門主體框架，C100型鋼作為隔聲門次龍骨。在雙層鋼板中間填充50mm厚離心礦棉板，作為500Hz左右聲波的濾波吸聲。選用容重為80㎏/m3,厚度為50mm超細(xì)玻璃吸音棉作為隔聲的吸聲結(jié)構(gòu)。其整體隔聲量為：

  通過計算，進(jìn)排風(fēng)通風(fēng)消聲器消聲量為37.7dB(A)以上，完全可以滿足設(shè)計要求。

將相關(guān)設(shè)計參數(shù)代入公式計算，隔聲門的有效隔聲量>37dB(A)。

  （3）進(jìn)、排風(fēng)消聲器的設(shè)計

  進(jìn)、排風(fēng)消聲器的外形尺寸1100*1100*2800，有效消聲道長度為2米，消聲器消聲量的計算式：

  消聲器消聲量的計算公式：

  計算式同隔聲窗的計算式，經(jīng)計算，隔聲量>38.7 dB(A)。

      （4）隔聲罩吸聲墻體、吸聲吊頂

  墻面和頂部吸聲材料要求較高，需滿足重量輕、降噪效果好、耐用、防火、防腐、防霉變、無污染的要求?？梢圆捎么┛装遄髅姘?，用輕鋼龍骨作吸聲墻體的骨架，內(nèi)填充吸聲材料以高密度離心真空吸聲礦棉作為250~800Hz的中低頻噪聲的聲能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，以超細(xì)纖維玻璃棉作為500~8000Hz中、高頻噪聲的吸聲結(jié)構(gòu)作為墻面吸聲體結(jié)構(gòu)。

  （5）管道包扎的隔聲量計算

  窯尾排風(fēng)機鋼煙囪采取包扎的形式，選用3mm厚的阻尼板包覆于管壁外（阻尼材料是根據(jù)50~300Hz振動頻譜配置的），然后在阻尼層外包覆50mm厚超細(xì)玻璃棉作為吸聲層，再包覆50mm厚的巖棉，外表面用0.5mm鍍鋅板包扎，這樣有效的控制各頻段的噪聲向外輻射，達(dá)到降噪的目的。

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  通過吸聲隔聲包扎，降噪效果可達(dá)到30dB（A）以上。

  （6）對敏感點的有效降噪量計算

  1)本工程的所有設(shè)施的降噪量均按30dB(A)設(shè)計；

  2)敏感點與聲源點的距離最近的點在400米以上；

  3)噪聲的自然衰減量。

  實際衰減量：26.02 dB(A)

  最近點108-38.5-26.02=43.48 dB(A)

  完全滿足最近敏感點的降噪要求，監(jiān)測時排除背景噪聲干擾。

  4 技術(shù)治理措施

  （1）窯尾排風(fēng)機系統(tǒng)、窯頭排風(fēng)機系統(tǒng)、篦冷機風(fēng)機系統(tǒng)、原料磨循環(huán)風(fēng)機系統(tǒng)、煤磨排風(fēng)機系、高溫風(fēng)機系統(tǒng)的降噪措施

  1)、以隔聲罩的形式控制，每臺風(fēng)機的隔聲罩結(jié)構(gòu)大體相同，隔聲罩的頂部為活動可拆式或者開放式，目的是便于設(shè)備檢修時吊裝設(shè)備。

  2)、每個隔聲罩的墻面設(shè)計有采光隔聲窗和通道隔聲門，四周與設(shè)備之間都預(yù)留有80cm~100cm巡檢通道。

  3)、為不影響隔聲罩內(nèi)設(shè)備的正常運行，設(shè)置有進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)風(fēng)機，排風(fēng)風(fēng)機選用T35-№6.3-4型，排風(fēng)量Q=16639M3/h,根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境和風(fēng)機的發(fā)熱情況，通過計算，選用配備進(jìn)、排風(fēng)消聲器和排風(fēng)風(fēng)機數(shù)量，以控制罩內(nèi)最高溫度在45℃-50℃之間。

  4）隔聲罩為鋼結(jié)構(gòu)，采用100x100x4.0方管作為隔聲罩主體框架（主柱）；采用100x50x2.0 C型鋼作為框架水平支撐；隔聲墻的結(jié)構(gòu)從里到外采用穿孔板（0.6mm厚）+玻纖布+吸聲材料（100mm厚）+彩鋼板（0.6mm厚）。

  采取措施治理后，降噪量≥25dB(A)。

  （2）煤磨羅茨風(fēng)機房的降噪措施

  1)、將風(fēng)機房原百葉窗更換成自行設(shè)計制作的專用雙層玻璃隔聲窗。

  2)、將原普通鋼制門更換成自行設(shè)計制作的專用高效隔聲門。

  3)、為確保風(fēng)機的正常運行，在機房的兩側(cè)土建墻體上裝設(shè)進(jìn)、排風(fēng)消聲器和排風(fēng)風(fēng)機，風(fēng)機型號選用T35-№6.3-4軸流風(fēng)機，排風(fēng)量Q=16639M3/h。

  機房進(jìn)、排風(fēng)風(fēng)量的計算：

  ①、機房有效容積（單位為m）:

  長*寬*高=12*9.7*12=479.5m3

  ②、根據(jù)本地區(qū)的環(huán)境溫度和設(shè)備運行時的發(fā)熱狀況、確定機房換氣次數(shù)為45次/h，配裝2臺風(fēng)機。

  采取措施治理后，降噪量≥28dB(A)。

  （3）窯頭羅茨風(fēng)機降噪

  1)羅茨風(fēng)機隔聲罩容積（單位為m）:

  長*寬*高=5*3.5*6=105m3

  2)根據(jù)本地區(qū)的環(huán)境溫度和設(shè)備運行時的發(fā)熱狀況、確定機房換氣次數(shù)為35次/h。

  3）選用T35-№3.15#軸流風(fēng)機為排風(fēng)，配置一臺，風(fēng)機排量為Q=4141m3/h。

  采取措施治理后，降噪量≥25dB(A)。

  （4）窯尾排風(fēng)機煙囪的降噪措施

  1)、利用檢修停機，在風(fēng)機排風(fēng)口處現(xiàn)場組裝管道消聲器2400*9576*7280（長*寬*高），消聲器與管道采用φ4000*9576*7280*1500的變徑接頭連接，配裝4000mm法蘭兩對。消聲器內(nèi)安裝100mm厚消聲片，片間距120mm，片長2400mm，采用σ8mm、Q235鋼板做消聲器外殼，壁面采用90*8的扁鐵作加強筋板。

  2)、將鋼煙囪管道進(jìn)行阻尼減震、吸聲、隔聲包扎處理，煙囪管壁依次采用σ4mm阻尼板、σ50mm巖棉板、σ50mm離心玻璃棉、玻纖布、σ0.5mm的鍍鋅板進(jìn)行分段包扎,如下煙囪管道包扎示意圖見圖2。

  采取措施治理后，煙囪口降噪量≥23dB(A),煙囪壁降噪量≥28dB(A)。

  （5）冷卻塔的降噪措施

  1)主要采取隔聲屏（弧長87米、高7.6米）的降噪措施，在圍繞冷卻塔大約3/4圓周安裝100mm厚的隔聲屏，隔聲量大于20dB(A)。

  2)隔聲屏主要采用100*100*4的方管、100*50*2的方管制作鋼架，采用0.6mm彩鋼瓦作為外護(hù)面板，內(nèi)護(hù)面板采用0.6mm鍍鋅穿孔板，中間空腔依次填充，3mm阻尼板、50mm礦物棉、50mm玻璃棉、玻璃纖維布。

  采取措施治理后，降噪量≥25dB(A)。

  （6）生料均化庫和水泥庫、散裝庫底羅茨風(fēng)機系統(tǒng)降噪措施

  這三個均為混凝砼庫，羅茨風(fēng)機系統(tǒng)安裝在庫底內(nèi)部，只需設(shè)計安裝隔音門即可，降噪量≥25dB(A)。

  部分噪音治理效果圖見圖3，廠界圍墻隔聲屏效果圖見圖4。

  5 效 果

  經(jīng)過2011年采取上述措施的綜合治理后，公司治理范圍之內(nèi)的廠界A、B、C三個噪聲敏感點晝間分別為56.3 dB（A）、57.5 dB（A）、57.3 dB（A）達(dá)到GB12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)小于60dB（A），取得了良好效果，有效防止了水泥工業(yè)設(shè)備噪聲對公司職工及周圍村莊生活的影響，實現(xiàn)了企業(yè)與社會自然的和諧發(fā)展。

  參考文獻(xiàn)

  1.噪聲結(jié)構(gòu)機理分析

  2.《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)》GB12348-2008

  3.《社會生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》GB22337-2008