水泥行業(yè)噪聲治理設計理念概述
引言:就現有新型干法水泥生產線而言,按照其生產工序,噪聲源主要分布在石灰石開采與破碎、物料皮帶輸送及轉運、熟料生產線以及水泥粉磨與包裝運輸等部位,高噪聲源主要有礦山破碎機、生料立磨、煤磨、水泥磨等產生的機械性噪聲,空壓機以及羅茨風機等發(fā)出的空氣動力性噪聲,源強一般都在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,需采取吸聲、隔聲、消聲以及隔振、減振等措施對全廠主要噪聲源進行綜合治理。
一、水泥廠噪音來源:
震動噪聲、機械噪聲、摩擦噪聲、工作噪聲等
二、噪音源設備
1)除塵器以及其風機、排氣煙囪
2)磨機(包括水泥磨、原料磨、煤磨等)
3)轉運站
4)破碎機
5)各類離心風機、斜槽風機與羅茨風機(包括篦冷機房、窯臨時風機等)
6)斗式提升機
7)輥壓機
8)冷卻塔
9)皮帶廊道
三、噪音治理設計特點
a.設計目標及原則:
1)通過治理實現治理目標:降噪項目實施后,公司廠界噪聲排放滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》GB12348-2008中的Ⅱ類區(qū)標準限值,噪聲敏感點區(qū)域噪聲滿足《聲環(huán)境質量標準》 (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)境噪聲排放標準限值
注:
1)夜間頻發(fā)噪聲的最大聲級超過限值的幅度不得高于10 dB(A)
2)夜間偶發(fā)噪聲的最大聲級超過限值的幅度不得高于15 dB(A)
2)以最小的投資使設備噪聲達到國家規(guī)定排放標準;
3)以節(jié)約效能、環(huán)保達標為宗旨。
4)降噪設備不影響原設備的通風散熱、正常維修和保養(yǎng)。
5)新增降噪設備不會產生次生災害。
6)本工程選用材料必須防潮、阻燃、耐腐蝕,抗靜電。
7)新增設備不但性能優(yōu)異、使用壽命長,而且外型美觀,與現有的設備結構能夠自然銜接、保證整體美觀不突兀,與廠內其它顏色協調。
8)工程材料使用壽命滿足10年。所有的噪音治理設備,在期間發(fā)生吸音材料塌落、自然變形、生銹等問題都將列為質量問題被追溯;
B.設計總體思路:
1)合理、優(yōu)化設備總平面布置,并充分利用廠內建筑物的聲遮蔽作用;
2)設備采購時,在合理性價比的前提下,盡量選用低噪聲設備;
3)利用聲學專業(yè)軟件分析預測廠區(qū)噪聲污染排放超標情況,根據廠內各聲源對超標的貢獻程度采取合理的降噪措施。
將廠內主要聲源按區(qū)域進行劃分;
利用聲學軟件對各區(qū)域噪聲排放及影響范圍進行評估,確定其降噪量;
針對各區(qū)域噪聲源特點及其降噪量需求設計相應的降噪措施;
針對不同的噪聲源類型設計不同種類的降噪設備;
4)利用聲學軟件結合工程經驗對設計方案的降噪效果進行預評價;
C.噪聲控制技術手段:
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(保證氣流正常流動的同時抑制聲傳播)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用中通常以隔聲為主,輔以吸聲和消聲。
1) 隔聲降噪
應用構件將聲源和接受者分開、隔離噪聲在介質中的傳播,從而減輕噪聲污染程度的技術稱為隔聲技術。
a)封閉式隔聲圍護結構
對露天和半露天布置的噪聲源設備設置必要的建筑隔聲維護結構,對隔聲量不能有效匹配的圍護結構從聲學角度予以必要的匹配。
單層勻質構件隔聲量計算
綜合考慮構件的勁度、吻合效應、阻尼和邊界條件的影響,隔聲量計算的經驗公式為:R=16lgM+14lgf-29
雙層構件隔聲量計算
雙層板構造的隔聲量計算經驗公式為:R=16lg[(M1+M2)f]M-30+△R
說明:△R為空氣層附加隔聲量;
頻率f0、fc對隔聲量的影響
無論是單層結構還是雙層結構,其隔聲特性受到共振和吻合效應的影響,通過設計,盡量使隔聲所要求的頻率避開共振頻率f0 和吻合效應頻率fc。
b)隔隔聲屏
在空氣中傳播的聲波遇到隔聲屏時,就會產生反射、透射和繞射現象。一部分越過隔聲屏頂端繞射到達受聲點;一部分穿透隔聲屏到達受聲點,一部分在隔聲屏壁面產生反射。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聲的傳播,隔離透射聲,并使繞射聲有足夠的衰減。當聲波撞擊到隔聲屏的壁面上時,會在隔聲屏邊緣產生繞射現象,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。與光影區(qū)相比較,由于聲波波長比光波波長大的多,因此,這種“聲影區(qū)”的邊界并不明顯,經過屏障邊緣之外,聲源發(fā)出來的聲波可以直接到達的范圍,叫做“亮區(qū)”。從亮區(qū)到聲影區(qū)之間還有一小段“過渡區(qū)”。位于“聲影區(qū)”內的噪聲級低于未設置隔聲屏時的噪聲級,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
聲波通過媒質或入射到媒質分解面上時聲能的減少過程,稱為吸聲或聲吸收。
圖:吸聲機理
在噪聲源周圍設置了隔聲圍護結構的內側壁面上做必要的吸聲處理,不但可有效加強隔聲圍護結構的隔聲量,而且可降低室內的混響聲達6~10 dB(A),同時改善操作人員的操作環(huán)境,起到一定的勞動保護作用。
a)房間內做吸聲處理后的最大吸聲降噪量一般參照下式計算:
b)房間內做吸聲處理后的平均吸聲降噪量一般參照下式計算:
3) 消聲降噪
對所有的空氣動力性噪聲統(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(即聲學性能),同時對設備的運行不能有明顯的影響(即良好的空氣動力性能)。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的一種設備。
阻性消聲器的消聲量參照以下經驗公式計算:
4)阻尼減振
a)隔振降噪
任何機械都會產生振動,振動激發(fā)產生空氣聲、結構聲等噪聲??刂品椒ㄖ饕袦p少擾動、防止共振、振動隔離、動力吸振等。其基本原理是基礎與設備間安裝的隔振元件由于彈性變形和阻尼的作用,使振動能量消耗,減小振動的傳遞。
b)阻尼降噪
在薄板隔聲維護結構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構的內阻尼,它能使隔聲構件的動能轉化為熱能,從而減少了構件的振動,因而阻尼對提高隔聲構件尤其是薄板隔聲結構的隔聲量特別是低頻共振時的隔聲量有明顯的作用。
D.設計依據:
《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》(GB12348-2008)
《聲環(huán)境質量標準》(GB 3096-2008)
《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范》(GB/T 50087-2013)
《環(huán)境保護產品技術要求隔聲門》(HJ/T 379-2007);
《環(huán)境保護產品技術要求通風消聲器》(HJ/T 2523-2012);
《風機用消聲器技術條件》(JB/T 6891-2014);
《聲學消聲器測量方法》(GB/T 4760-1995);
《聲學消聲器現場測量》(GBT 19512-2004)
《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2017)
《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50205-2017);
《鋼結構制作工藝規(guī)程》(DBJ 08-216-95);
《鋼結構焊接規(guī)范》(GB 50661-2011)
《漆膜附著力測定》(GB 1720);
《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》(GB 50018-2002);
《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》(JGJ 81-2002);
《碳素結構鋼》(GB/T700-2006);
《鋼產品鍍鋅層質量試驗方法》(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)鋼產品及金屬構件表面的制備規(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)。
本項目包括但不限于以上標準及規(guī)范,所涉及的規(guī)程、規(guī)范、標準均有可能被修訂,使用本標準的各方應使用標準的最新版本,并應遵守現行與之相關的各種國家和現行標準、規(guī)范。
四、治理實例
本圖對明顯影響廠界噪聲的水泥磨房、輥壓機、礦渣微粉庫頂、水泥庫頂等區(qū)域進行降噪處理,在水泥磨房外墻增設隔聲屏(配套通風采光窗)、輥壓機增設隔聲屏與水泥磨房形成整體,礦渣微粉庫頂設置與庫直徑相同的圓形隔聲屏,水泥庫頂各機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行處理。
本圖區(qū)域內的原料磨、廢氣樓、喂料樓內均有大量噪聲源設備,使用整體隔聲屏圍護結構保證降噪效果并實現美觀和維修便利。
本圖區(qū)域為冷卻塔,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,并配置通風消聲器,保證冷卻塔內通風散熱。
圖為配料樓和石子庫區(qū)域,該區(qū)域靠近廠界,內有多個噪聲源,使用整體隔聲封閉結構保證降噪效果并實現美觀。
本圖為5000t/d線窯頭風機及電機區(qū)域,對風機、電機的降噪處理采用隔聲罩的方式,配套門窗、通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng),整體降噪效果顯著。
綜上,在我國現代化建設的進程中,綠色生活環(huán)境、綠色工作環(huán)境已經成為大勢所趨。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,保護人體健康,已經融入到社會生活中。在新時期,企業(yè)必須認識到降噪技術的重要意義,將其貫穿到項目實施的全過程,克服傳統(tǒng)模式的限制,并在實踐中不斷總結經驗,推動降噪技術的優(yōu)化升級。
編輯:余丹丹
監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com