陳學(xué)剛, 陳昱臣, 俞 兵

(1.中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司， 北京 100038; 2.云南馳宏會(huì)澤冶煉廠， 云南 會(huì)澤 654200)

鉛熔煉鼓風(fēng)機(jī)房噪聲治理

陳學(xué)剛1, 陳昱臣2, 俞 兵2

(1.中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司， 北京 100038; 2.云南馳宏會(huì)澤冶煉廠， 云南 會(huì)澤 654200)

對(duì)鉛熔煉鼓風(fēng)機(jī)房產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行了分析，提出了風(fēng)機(jī)降低噪聲綜合治理方案并成功實(shí)施。

鉛熔煉；風(fēng)機(jī)；噪聲治理

1 噪聲污染的現(xiàn)狀

會(huì)澤冶煉廠鉛熔煉鼓風(fēng)機(jī)房安裝有5臺(tái)離心式鼓風(fēng)機(jī)，其中2臺(tái)煙化爐鼓風(fēng)機(jī)(單臺(tái)設(shè)備930 m3/min，2 000 kW)，2臺(tái)保溫?zé)旃娘L(fēng)機(jī)(單臺(tái)設(shè)備200 m3/min，220 kW)，1臺(tái)噴槍鼓風(fēng)機(jī)(21 000 m3/h，1 500 kW)。鼓風(fēng)機(jī)房為磚混結(jié)構(gòu)，墻體為240磚墻，屋面為彩鋼瓦，門(mén)窗為普通門(mén)窗。 風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，噪聲污染十分嚴(yán)重，對(duì)設(shè)備維護(hù)和巡檢造成很大影響，高壓鼓風(fēng)機(jī)房治理前的噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是：機(jī)房外噪聲：86～95 dB，機(jī)房?jī)?nèi)噪聲：93～104.5 dB。測(cè)點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。所測(cè)點(diǎn)均距離墻面或設(shè)備1 m。

圖1 鉛鼓風(fēng)機(jī)房噪聲治理前噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

為徹底治理高壓離心風(fēng)機(jī)的噪音污染，急需采取措施對(duì)風(fēng)機(jī)房噪聲進(jìn)行治理。

2 風(fēng)機(jī)噪聲綜合治理方案

2.1 主要噪聲源分析

噪聲主要有以下幾部分組成：

(1)風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲。風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲包括旋轉(zhuǎn)噪聲和湍流而產(chǎn)生的噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲是風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)周期性擊打空氣而引起的氣體壓力脈動(dòng)噪聲；湍流噪聲主要是風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)附著在葉片上的空氣不斷滑脫成旋渦而產(chǎn)生的噪聲?？諝鈩?dòng)力性噪聲通過(guò)進(jìn)氣口、排氣口、風(fēng)機(jī)殼體三種途徑影響室外環(huán)境。

(2)電動(dòng)機(jī)噪聲。電動(dòng)機(jī)噪聲主要包括：由旋轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不良引起的旋轉(zhuǎn)噪聲、旋轉(zhuǎn)子切割磁場(chǎng)引起的電磁噪聲、冷卻風(fēng)扇的空氣動(dòng)力性噪聲、軸承摩擦產(chǎn)生的機(jī)械噪聲等。

(3)管道噪聲。進(jìn)氣管道和排氣管道噪聲，包括在管道中傳遞的鼓風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲和管道再生噪聲，這些噪聲經(jīng)管道向外輻射。管道再生噪聲分為機(jī)械振動(dòng)噪聲和空氣動(dòng)力性渦流噪聲。機(jī)械噪聲是管壁、閥門(mén)部件在高速氣流撞擊下，以及高強(qiáng)度風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲作用下受迫振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲；渦流噪聲是氣體在管道中流動(dòng)收到擾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲，氣體在管道中呈湍流狀態(tài)，在管道截面變化、急劇轉(zhuǎn)彎處、節(jié)流閥門(mén)處均產(chǎn)生渦流噪聲。

(4)電機(jī)和風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)噪聲。風(fēng)機(jī)和配套電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)噪聲一般以結(jié)構(gòu)傳聲的方式傳播，因其一般為低頻噪聲，故傳播距離遠(yuǎn)，衰減小，對(duì)人體危害大。

經(jīng)實(shí)測(cè)單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)噪聲為105 dB， 單臺(tái)機(jī)組頻譜特性如圖2所示。

圖2 單臺(tái)風(fēng)機(jī)頻譜圖

從以上頻譜圖可以看出，本噪聲源噪聲為寬頻帶噪聲，具有聲能量大，衰減慢，難治理的特點(diǎn)。

2.2 離心風(fēng)機(jī)噪聲治理方案

設(shè)備聲源噪聲聲壓級(jí)均較高，要達(dá)到環(huán)保要求，對(duì)各聲源的降噪提出了很高的要求，鉛熔煉鼓風(fēng)機(jī)房外1 m位置噪聲強(qiáng)度≤55 dBA，或室內(nèi)外降噪量≥50 dB。

通常控制噪聲污染的防治技術(shù)主要從三個(gè)方面著手：一是降低噪聲強(qiáng)度；二是控制噪聲傳播途徑，如采用隔音、吸音技術(shù)來(lái)控制機(jī)械噪聲的擴(kuò)散；三是采用個(gè)人防護(hù)技術(shù)來(lái)保護(hù)噪聲接受者，如佩帶護(hù)耳器等防護(hù)用品。因此針對(duì)風(fēng)機(jī)房噪聲產(chǎn)生的原因本方案將綜合應(yīng)用吸聲、隔聲、消聲、隔振與阻尼技術(shù)，以保證滿足降噪要求，同時(shí)為保證鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)散熱的需求，考慮采用鼓風(fēng)機(jī)房的散熱導(dǎo)流裝置。

采取降噪措施后的廠房配置如圖3、4所示。

圖4 采取降噪措施后風(fēng)機(jī)房立面圖

2.2.1 墻體吸隔聲設(shè)計(jì)

由于240磚墻僅有40 dB(A)的隔聲量不滿足降噪要求，針對(duì)鼓風(fēng)機(jī)房寬頻段噪聲的特點(diǎn)，采用隔聲與吸聲相結(jié)合的治理思路，隔聲采用高密度隔聲氈，外扣吸聲系數(shù)0.85的吸音棉，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。吸聲棉用0.4 mm厚玻纖布包裹。新增吸隔聲墻體隔聲量R≥15 dB(A)，和原有墻體復(fù)合后整體隔聲量R≥55 dB(A)，吸聲材料吸聲系數(shù)≥0.85。

圖5 隔聲墻體斷面圖

2.2.2 屋面吸隔聲設(shè)計(jì)

屋面為單層彩鋼瓦，隔聲量R≈15 dB(A)，原設(shè)計(jì)屋面鋼結(jié)構(gòu)為人字型，承重已固定，下部有吊車(chē)通行。室內(nèi)無(wú)法安裝吸聲吊頂。因此在屋頂外面直接安裝復(fù)合吸隔聲板。吸隔聲板厚度100 mm，由隔聲層、阻尼層、共振層、吸聲層組成。拆除原有單層彩鋼板后直接安裝模塊式吸隔聲復(fù)合板?，F(xiàn)有屋面鋼結(jié)構(gòu)能承受的荷載為≤30 kg/m2，安裝的吸隔聲復(fù)合板荷載為25 kg/m2，隔聲量R≥50 dB(A)。

2.2.3 門(mén)、窗設(shè)計(jì)

原有普通工業(yè)門(mén)、窗隔聲量R≈20 dB(A)，不滿足降噪要求，更換為隔聲門(mén)窗。拆除原有工業(yè)門(mén)后安裝內(nèi)外兩層隔聲門(mén)，兩層隔聲門(mén)開(kāi)啟方向相對(duì)。隔聲窗設(shè)計(jì)為三層隔聲窗，隔聲窗厚度設(shè)計(jì)為200 mm，采用三層不同厚度的玻璃，有效減少吻合效應(yīng)，提高隔聲效果。

2.2.4 進(jìn)、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整個(gè)鉛熔煉鼓風(fēng)機(jī)房密閉后，為保證廠房?jī)?nèi)通風(fēng)散熱，需安裝進(jìn)排氣系統(tǒng)。整個(gè)風(fēng)機(jī)房安裝了10臺(tái)SYPX08*08- 25進(jìn)氣消聲器和9臺(tái)SYGX08*08- 20排氣消聲器。排氣系統(tǒng)的主要功能為室內(nèi)換氣，將設(shè)備散發(fā)出的熱量帶出廠房，保證室內(nèi)溫度在夏季不超過(guò)30 ℃，通風(fēng)量計(jì)算如下。

(1)室內(nèi)散熱量的計(jì)算：

風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)主要設(shè)備為風(fēng)機(jī)和其配套的電機(jī)，風(fēng)機(jī)自身散熱量可忽略不計(jì)，主要考慮配套電機(jī)的散熱量。

發(fā)熱量=輸入功率×(1-效率)

=(2 000×2+1 500+220×2)(1-93%)

=415.8 kJ/s

(2)通風(fēng)量計(jì)算：

每臺(tái)SYPX08*08- 25進(jìn)氣消聲器配備軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)量為17 200 m3/h，扣除消聲器壓力損失及損耗，每臺(tái)進(jìn)風(fēng)消聲器進(jìn)風(fēng)量≥13 000 m3/h，10臺(tái)進(jìn)風(fēng)消聲器總風(fēng)量≥130 000 m3/h。每臺(tái)SYGX08*08- 20排氣消聲器配備軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)量為20 000 m3/h，扣除消聲器壓力損失及損耗，每臺(tái)排風(fēng)消聲器進(jìn)風(fēng)量≥15 000 m3/h，9臺(tái)排風(fēng)消聲器總風(fēng)量≥135 000 m3/h。

2.2.5 管道降噪設(shè)計(jì)

鼓風(fēng)機(jī)噪聲會(huì)通過(guò)排氣管道傳播至室外，雖已加裝消聲器，但消聲器消聲量只有25 dB降噪量，鼓風(fēng)機(jī)105 dB的噪聲傳播至室外后仍有80 dB，同時(shí)，氣流在輸送過(guò)程中，摩擦管壁也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，因此這部分需進(jìn)行降噪處理。針對(duì)此部分噪聲，對(duì)排氣管道室外部分進(jìn)行阻尼隔聲包扎，有效降低噪聲向外輻射。同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣、排氣管道穿過(guò)空壓機(jī)房墻體時(shí)會(huì)存在漏聲現(xiàn)象，需要進(jìn)行密封處理。先在管道和墻體間填充32K高效吸聲材料，填充嚴(yán)實(shí)后再用鍍鋅鋼板進(jìn)行外密封。管道隔聲結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6。

圖6 管道隔聲示意圖

2.2.6 空氣過(guò)濾器降噪設(shè)計(jì)

原設(shè)計(jì)中空氣過(guò)濾器布置在鼓風(fēng)機(jī)房外的半開(kāi)放式的房間內(nèi)，空氣過(guò)濾器運(yùn)行時(shí)噪聲會(huì)無(wú)阻擋的向外輻射。為有效降低噪聲，在安裝空氣過(guò)濾器房間的墻體上部分安裝消聲百葉、部分用實(shí)心磚封閉。消聲百葉采用四川三元環(huán)保公司研制的R型消聲百葉。厚度600 mm，消聲量≥25 dB，尺寸為3 000×3 000×600。

2.3 治理效果

鉛熔煉鼓風(fēng)機(jī)房降噪工程結(jié)束后，在所有風(fēng)機(jī)開(kāi)啟的情況下進(jìn)行了噪聲測(cè)定。噪聲測(cè)點(diǎn)如圖7所示，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

圖7 檢測(cè)點(diǎn)布置圖

表1 噪聲檢測(cè)結(jié)果 dB

噪聲治理后，機(jī)房外噪聲降到了61.8～65.7 dB，治理效果非常明顯，達(dá)到了工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范的噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GBZ1—2002)，不足的地方是, 盡管操作室和周?chē)h(huán)境得到了很大改善, 但機(jī)房?jī)?nèi)的噪聲還有待進(jìn)一步治理。

3 結(jié)論

本次鉛熔煉鼓風(fēng)機(jī)房改造，通過(guò)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)房室內(nèi)吸隔聲設(shè)計(jì)、屋頂吸隔聲設(shè)計(jì)、隔聲門(mén)窗設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、管道降噪設(shè)計(jì)、空氣過(guò)濾器降噪設(shè)計(jì)，既達(dá)到了降低鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)溫度的目的，同時(shí)也使風(fēng)機(jī)房室外噪聲環(huán)境有了明顯改善，不僅改善了廠區(qū)的環(huán)境和勞動(dòng)條件, 對(duì)設(shè)備維護(hù)和人員健康大有好處，并帶來(lái)了較好的環(huán)境效益。

[1]王文奇等.噪聲控制技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1987.

[2]重有色金屬冶煉設(shè)計(jì)手冊(cè)- 通用卷[M]. 冶金工業(yè)出版社，1996.

Noisecontrolofleadsmeltingblowerroom

CHEN Xue-gang, CHEN Yu-chen, YU Bing

The noise produced by lead smelting blower room were analyzed, a comprehensive plan for reducing noise was proposed and carried out successfully.

lead smelting; blower; noise control

陳學(xué)剛(1982—)，男，山西太原人，碩士學(xué)歷，工程師，主要從事鉛鋅冶煉工藝設(shè)計(jì)工作。

TF812

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