張紅松
【中國中材國際工程股份有限公司（南京）】
01 引言
噪聲對人類聽覺、睡眠、情緒的干擾和損傷，危害極大，做好噪聲污染防治，控制和減低人為活動產生的噪聲、防止噪聲妨害人體健康，保護和改善生活環境，保障人體健康，促進經濟和社會可持續發展，推進生態文明建設，推動行業綠色環保的高質量發展，意義重大。
02 水泥廠主要噪聲源
水泥廠噪聲源種類復雜，聲源分布廣，聲壓級別高，形成水泥廠大范圍、高強度、長時間的噪聲特點。
2.1 風機噪聲
風機噪聲呈現中低頻特性(見圖1)，主要包括(1)旋轉噪聲，(2)渦旋噪聲，(3)機械噪聲，由空氣動力和機械運動而產生。
圖1 離心風機風機噪聲頻譜圖
2.2 球磨機噪聲
球磨機噪聲主要來自磨機筒體、電動機、減速器、大齒輪等，是由磨機的鋼球、襯板與物料之間撞擊、磨擦產生的沖擊和振動而產生的較大噪聲，呈全頻帶特性。噪聲覆蓋高、中、低頻全部范圍，噪聲治理過程中，其中低頻段成分需要重點關注，采取有效措施予以徹底治理。
2.3 空壓機噪聲
空壓機噪聲呈寬頻帶特性(圖2)，主要由空氣動力噪聲(空壓機進氣和排氣噪聲)，機械運動部件撞擊、磨擦產生的機械性噪聲和電動機產生的噪聲。
圖2 某空壓機噪聲頻譜圖
2.4 皮帶機噪聲
水泥廠以重型皮帶輸送機為主，由機架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動裝置等組成皮帶輸送機，通過傳動滾筒與膠帶之間的摩擦力來傳遞動力，因此，其運行過程中主要噪聲源有：(1)驅動電機、減速機產生的電磁噪聲和機械噪聲；(2)傳動滾筒與膠帶之間的摩擦、軸承和托輥等傳動系統產生的噪聲；(3)物料之間相互碰撞、機架振動等產生的噪聲。
2.5 提升機噪聲
提升機噪聲主要來自(1)電機運行時產生的電磁噪聲；(2)軸承等傳動系統產生的機械噪聲；(3)鏈輪與鏈條之間摩擦產生的機械噪聲；(4)提升機運行時平臺產生的振動噪聲；(5)提升物料灑落時，物料和機殼碰撞產生的噪聲。
2.6 破碎機噪聲
破碎機噪聲源主要有：(1)礦石下落時對破碎機殼體撞擊所引起的噪聲；(2)破碎機作業時，礦石擠壓、撞擊、破碎，引起機殼、支撐裝置等整個機體振動所產生的噪聲；(3)礦石破碎后，自破碎機出料口下落時，對溜槽撞擊所引起的噪聲；(4)電動機產生的噪聲。破碎機在破碎物料運行時，產生的噪聲較大，高達100～105dB。
2.7 羅茨風機噪聲
羅茨風機具有壓頭高、流量受阻力影響小、供風穩定等優點，但效率低、噪聲高的弊端是水泥行業節能降耗、降噪治理的重要環節，采用新型節能磁懸浮羅茨風機，不僅能提高效率，降低能耗，且噪聲可從傳統羅茨風機的110dB降低至75～80dB，效果明顯。
03 水泥廠噪聲的傳播
水泥廠噪聲傳播主要有兩種形式：(1)通過空氣介質向外傳播；(2)通過聲源直接激發固體構件的振動，以彈性波形式在建、構筑物和設備的基礎、地板、墻壁中向外傳播、輻射產生噪聲。
3.1 圍護結構漏聲
水泥廠主要噪聲產生設備，如水泥磨、輥壓機等粉磨設備雖布置于廠房內，但這些建筑物的墻體、天花板多為混凝土或鋼框架+彩鋼板結構，雖有隔聲效果，但不能完全阻隔室內噪聲對外界的輻射、傳播噪聲；設備運行時產生的振動，通過其連接管道、支架、基礎等設施，和建筑結構中的鋼架、鋼筋網等結構傳聲，向外輻射，影響周圍；室內噪聲通過進風口、排風口、門窗、孔洞等位置向外界傳播噪聲。
水泥廠的立磨、各大風機、小收塵風機、斗提等露天設備，通過空氣傳聲對周圍直接產生噪聲影響。
04 水泥廠噪聲治理
水泥廠的噪聲治理應根據其工藝特點及噪聲源分布情況，結合工廠總平面布置，確立區域，并對各區域噪聲源對周邊環境造成的噪聲影響進行評估，確定各區域噪聲源的降噪量。主要步驟有：
(1)進行聲環境現狀調查，布置工廠東、西、南、北四側廠界噪聲值的系統測試點(見圖3)。
(2)根據工廠噪聲值，確定其噪聲治理目標要求，為滿足廠界晝夜間排放噪聲控制在國家標準53dB(A)以內，根據實測數據，確定目前聲環境現狀與目標值的差值：
(3)通過現場聲場分析，計算機聲學計算和聲學模擬、噪聲治理工程經驗修正，建立噪聲治理聲學模型(見圖4)，并與實測數據進 行比照，確定最終可行的降噪方案(見表1)。
圖3 某水泥廠廠界噪聲測點測試位置圖
圖4 某水泥廠聲環境現狀模擬圖
表1 廠界實測超標情況模擬圖比照表
由表1可知，模擬曲線與實測數據對比基本一致，噪聲治理聲學模型是十分可靠，據此確定降噪方案可行。
(4)通過綜合隔聲、等效室外聲源減衰、空氣吸收、屏障衰減、消聲和吸聲降噪、通風散熱等系統治理等措施，實現噪聲的有效治理。
05 實際應用
5.1 治理措施
以某水泥廠生料磨系統降噪項目為例，該生料立磨距廠界約180m，因立磨四周敞開，立磨近場實測噪聲值為95dB(A)，噪聲對廠界聲環境影響很大。降噪處理利用旋風筒樓和喂料樓，對立磨兩側面加裝隔聲屏障來控制噪聲向四周環境擴散，具體措施有：
(1)借用框架樓的結構，新建基礎，制作安裝隔聲屏障鋼結構；
(2)利用磨機周邊建筑框架樓，安裝隔聲屏障，對磨機采用整體圍護，頂部留空，隔聲屏障采用吸隔聲室外板Rw≥30dB(A)，NRC≥0.9；
(3)在隔聲屏障墻面的合適位置安裝巡檢隔聲門，隔聲門Rw≥30dB(A)；
(4)隔聲屏障墻面采用收邊處理，所有腰線布置、板材和收邊件顏色、鋼結構油漆顏色均與工廠整體規劃協調一致(見圖5)。
圖5 立磨隔聲屏障布置
5.2 治理效果
采用上述降噪措施和降噪量以后，本項目噪聲晝夜間小于53dB(A)，完全符合和滿足國家各類噪聲標準的適用區域所規定的控制要求。
降噪處理時，生料立磨系統僅安裝隔聲屏障，磨輥及電機的檢修可從頂部吊裝；日常巡檢可從巡檢小門進出，不影響設備的正常檢修。隔聲屏障上方敞開，沒有密閉空間，對設備的通風散熱影響也非常小。
來源：《水泥工程》2022
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