淺議水泥工廠的噪聲治理
2025-10-17
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(chǎn)生的噪聲、防止噪聲妨害人體健康，保護和改善生活環(huán)境，保障人體健康，促進經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展，推進生態(tài)文明建設(shè)，推動行業(yè)綠色環(huán)保的高質(zhì)量發(fā)展，意義重大。
02 水泥廠主要噪聲源
水泥廠噪聲源種類復(fù)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(fēng)機噪聲
風(fēng)機噪聲呈現(xiàn)中低頻特性(見圖1)，主要包括(1)旋轉(zhuǎn)噪聲，(2)渦旋噪聲，(3)機械噪聲，由空氣動力和機械運動而產(chǎn)生。
圖1 離心風(fēng)機風(fēng)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(chǎn)生的沖擊和振動而產(chǎn)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(guān)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(chǎn)生的機械性噪聲和電動機產(chǎn)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(qū)動電機、減速機產(chǎn)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(tǒng)產(chǎn)生的噪聲；(3)物料之間相互碰撞、機架振動等產(chǎn)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(chǎn)生的電磁噪聲；(2)軸承等傳動系統(tǒng)產(chǎn)生的機械噪聲；(3)鏈輪與鏈條之間摩擦產(chǎn)生的機械噪聲；(4)提升機運行時平臺產(chǎn)生的振動噪聲；(5)提升物料灑落時，物料和機殼碰撞產(chǎn)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(yè)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(chǎn)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(chǎn)生的噪聲。破碎機在破碎物料運行時，產(chǎn)生的噪聲較大，高達100～105dB。
2.7 羅茨風(fēng)機噪聲
羅茨風(fēng)機具有壓頭高、流量受阻力影響小、供風(fēng)穩(wěn)定等優(yōu)點，但效率低、噪聲高的弊端是水泥行業(yè)節(jié)能降耗、降噪治理的重要環(huán)節(jié)，采用新型節(jié)能磁懸浮羅茨風(fēng)機，不僅能提高效率，降低能耗，且噪聲可從傳統(tǒng)羅茨風(fēng)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(zhì)向外傳播；(2)通過聲源直接激發(fā)固體構(gòu)件的振動，以彈性波形式在建、構(gòu)筑物和設(shè)備的基礎(chǔ)、地板、墻壁中向外傳播、輻射產(chǎn)生噪聲。
3.1 圍護結(jié)構(gòu)漏聲
水泥廠主要噪聲產(chǎn)生設(shè)備，如水泥磨、輥壓機等粉磨設(shè)備雖布置于廠房內(nèi)，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(jié)構(gòu)，雖有隔聲效果，但不能完全阻隔室內(nèi)噪聲對外界的輻射、傳播噪聲；設(shè)備運行時產(chǎn)生的振動，通過其連接管道、支架、基礎(chǔ)等設(shè)施，和建筑結(jié)構(gòu)中的鋼架、鋼筋網(wǎng)等結(jié)構(gòu)傳聲，向外輻射，影響周圍；室內(nèi)噪聲通過進風(fēng)口、排風(fēng)口、門窗、孔洞等位置向外界傳播噪聲。
水泥廠的立磨、各大風(fēng)機、小收塵風(fēng)機、斗提等露天設(shè)備，通過空氣傳聲對周圍直接產(chǎn)生噪聲影響。
04 水泥廠噪聲治理
水泥廠的噪聲治理應(yīng)根據(jù)其工藝特點及噪聲源分布情況，結(jié)合工廠總平面布置，確立區(qū)域，并對各區(qū)域噪聲源對周邊環(huán)境造成的噪聲影響進行評估，確定各區(qū)域噪聲源的降噪量。主要步驟有：
(1)進行聲環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查，布置工廠東、西、南、北四側(cè)廠界噪聲值的系統(tǒng)測試點(見圖3)。
(2)根據(jù)工廠噪聲值，確定其噪聲治理目標(biāo)要求，為滿足廠界晝夜間排放噪聲控制在國家標(biāo)準(zhǔn)53dB(A)以內(nèi)，根據(jù)實測數(shù)據(jù)，確定目前聲環(huán)境現(xiàn)狀與目標(biāo)值的差值：
(3)通過現(xiàn)場聲場分析，計算機聲學(xué)計算和聲學(xué)模擬、噪聲治理工程經(jīng)驗修正，建立噪聲治理聲學(xué)模型(見圖4)，并與實測數(shù)據(jù)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(huán)境現(xiàn)狀模擬圖
表1 廠界實測超標(biāo)情況模擬圖比照表
由表1可知，模擬曲線與實測數(shù)據(jù)對比基本一致，噪聲治理聲學(xué)模型是十分可靠，據(jù)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(fēng)散熱等系統(tǒng)治理等措施，實現(xiàn)噪聲的有效治理。
05 實際應(yīng)用
5.1 治理措施
以某水泥廠生料磨系統(tǒng)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(huán)境影響很大。降噪處理利用旋風(fēng)筒樓和喂料樓，對立磨兩側(cè)面加裝隔聲屏障來控制噪聲向四周環(huán)境擴散，具體措施有：
(1)借用框架樓的結(jié)構(gòu)，新建基礎(chǔ)，制作安裝隔聲屏障鋼結(jié)構(gòu)；
(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(jié)構(gòu)油漆顏色均與工廠整體規(guī)劃協(xié)調(diào)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(biāo)準(zhǔn)的適用區(qū)域所規(guī)定的控制要求。
降噪處理時，生料立磨系統(tǒng)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(shè)備的正常檢修。隔聲屏障上方敞開，沒有密閉空間，對設(shè)備的通風(fēng)散熱影響也非常小。
來源：《水泥工程》2022
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