技术丨浅议水泥工厂的噪声治理

　01引言

　　噪声对人类听觉、睡眠、情绪的干扰和损伤，危害极大，做好噪声污染防治，控制和减低人为活动产生的噪声、防止噪声妨害人体健康，保护和改善生活环境，保障人体健康，促进经济和社会可持续发展，推进生态文明建设，推动行业绿色环保的高质量发展，意义重大。

　　02水泥厂主要噪声源

　　水泥厂噪声源种类复杂，声源分布广，声压级别高，形成水泥厂大范围、高强度、长时间的噪声特点。

　　2.1 风机噪声

　　风机噪声呈现中低频特性(见图1)，主要包括(1)旋转噪声，(2)涡旋噪声，(3)机械噪声，由空气动力和机械运动而产生。

　　图1 离心风机风机噪声频谱图

　　2.2 球磨机噪声

　　球磨机噪声主要来自磨机筒体、电动机、减速器、大齿轮等，是由磨机的钢球、衬板与物料之间撞击、磨擦产生的冲击和振动而产生的较大噪声，呈全频带特性。噪声覆盖高、中、低频全部范围，噪声治理过程中，其中低频段成分需要重点关注，采取有效措施予以彻底治理。

　　2.3 空压机噪声

　　空压机噪声呈宽频带特性(图2)，主要由空气动力噪声(空压机进气和排气噪声)，机械运动部件撞击、磨擦产生的机械性噪声和电动机产生的噪声。

　　图2 某空压机噪声频谱图

　　2.4 皮带机噪声

　　水泥厂以重型皮带输送机为主，由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成皮带输送机，通过传动滚筒与胶带之间的摩擦力来传递动力，因此，其运行过程中主要噪声源有：(1)驱动电机、减速机产生的电磁噪声和机械噪声；(2)传动滚筒与胶带之间的摩擦、轴承和托辊等传动系统产生的噪声；(3)物料之间相互碰撞、机架振动等产生的噪声。

　　2.5 提升机噪声

　　提升机噪声主要来自(1)电机运行时产生的电磁噪声；(2)轴承等传动系统产生的机械噪声；(3)链轮与链条之间摩擦产生的机械噪声；(4)提升机运行时平台产生的振动噪声；(5)提升物料洒落时，物料和机壳碰撞产生的噪声。

　　2.6 破碎机噪声

　　破碎机噪声源主要有：(1)矿石下落时对破碎机壳体撞击所引起的噪声；(2)破碎机作业时，矿石挤压、撞击、破碎，引起机壳、支撑装置等整个机体振动所产生的噪声；(3)矿石破碎后，自破碎机出料口下落时，对溜槽撞击所引起的噪声；(4)电动机产生的噪声。破碎机在破碎物料运行时，产生的噪声较大，高达100～105dB。

　　2.7 罗茨风机噪声

　　罗茨风机具有压头高、流量受阻力影响小、供风稳定等优点，但效率低、噪声高的弊端是水泥行业节能降耗、降噪治理的重要环节，采用新型节能磁悬浮罗茨风机，不仅能提高效率，降低能耗，且噪声可从传统罗茨风机的110dB降低至75～80dB，效果明显。

　　03水泥厂噪声的传播

　　水泥厂噪声传播主要有两种形式：(1)通过空气介质向外传播；(2)通过声源直接激发固体构件的振动，以弹性波形式在建、构筑物和设备的基础、地板、墙壁中向外传播、辐射产生噪声。

　　3.1 围护结构漏声

　　水泥厂主要噪声产生设备，如水泥磨、辊压机等粉磨设备虽布置于厂房内，但这些建筑物的墙体、天花板多为混凝土或钢框架+彩钢板结构，虽有隔声效果，但不能完全阻隔室内噪声对外界的辐射、传播噪声；设备运行时产生的振动，通过其连接管道、支架、基础等设施，和建筑结构中的钢架、钢筋网等结构传声，向外辐射，影响周围；室内噪声通过进风口、排风口、门窗、孔洞等位置向外界传播噪声。

　　水泥厂的立磨、各大风机、小收尘风机、斗提等露天设备，通过空气传声对周围直接产生噪声影响。

　　04水泥厂噪声治理

　　水泥厂的噪声治理应根据其工艺特点及噪声源分布情况，结合工厂总平面布置，确立区域，并对各区域噪声源对周边环境造成的噪声影响进行评估，确定各区域噪声源的降噪量。主要步骤有：

　　(1)进行声环境现状调查，布置工厂东、西、南、北四侧厂界噪声值的系统测试点(见图3)。

　　(2)根据工厂噪声值，确定其噪声治理目标要求，为满足厂界昼夜间排放噪声控制在国家标准53dB(A)以内，根据实测数据，确定目前声环境现状与目标值的差值：

　　(3)通过现场声场分析，计算机声学计算和声学模拟、噪声治理工程经验修正，建立噪声治理声学模型(见图4)，并与实测数据进行比照，确定最终可行的降噪方案(见表1)。

　　图3 某水泥厂厂界噪声测点测试位置图

　　图4 某水泥厂声环境现状模拟图

　　表1 厂界实测超标情况模拟图比照表

　　由表1可知，模拟曲线与实测数据对比基本一致，噪声治理声学模型是十分可靠，据此确定降噪方案可行。

　　(4)通过综合隔声、等效室外声源减衰、空气吸收、屏障衰减、消声和吸声降噪、通风散热等系统治理等措施，实现噪声的有效治理。

　　05实际应用

　　5.1 治理措施

　　以某水泥厂生料磨系统降噪项目为例，该生料立磨距厂界约180m，因立磨四周敞开，立磨近场实测噪声值为95dB(A)，噪声对厂界声环境影响很大。降噪处理利用旋风筒楼和喂料楼，对立磨两侧面加装隔声屏障来控制噪声向四周环境扩散，具体措施有：

　　(1)借用框架楼的结构，新建基础，制作安装隔声屏障钢结构；

　　(2)利用磨机周边建筑框架楼，安装隔声屏障，对磨机采用整体围护，顶部留空，隔声屏障采用吸隔声室外板Rw≥30dB(A)，NRC≥0.9；

　　(3)在隔声屏障墙面的合适位置安装巡检隔声门，隔声门Rw≥30dB(A)；

　　(4)隔声屏障墙面采用收边处理，所有腰线布置、板材和收边件颜色、钢结构油漆颜色均与工厂整体规划协调一致(见图5)。

　　图5 立磨隔声屏障布置

　　5.2 治理效果

　　采用上述降噪措施和降噪量以后，本项目噪声昼夜间小于53dB(A)，完全符合和满足国家各类噪声标准的适用区域所规定的控制要求。

　　降噪处理时，生料立磨系统仅安装隔声屏障，磨辊及电机的检修可从顶部吊装；日常巡检可从巡检小门进出，不影响设备的正常检修。隔声屏障上方敞开，没有密闭空间，对设备的通风散热影响也非常小。