李建平(淄礦集團(tuán)內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017313)

0 引言

內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責(zé)任公司世林化工分公司30萬(wàn)噸/年煤制甲醇項(xiàng)目，利用巴彥高勒煤礦的資源，采用航天干煤粉氣化爐技術(shù)，利用純度99.6%以上的氧氣與干煤粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)甲醇原料氣?？辗盅b置采用沈鼓制造的MCO1404和3BCL457壓縮機(jī)組以及四川空分設(shè)備制造公司制作的KDON-28000/32000國(guó)產(chǎn)化空分裝置，該工藝采用深冷法空氣分離技術(shù)，通過(guò)過(guò)濾、壓縮、冷卻、純化(凈化)、熱交換、精餾等過(guò)程，利用氧氣、氮?dú)夥悬c(diǎn)的不同，把氧氣從空氣中分離出來(lái)，同時(shí)生產(chǎn)液氧、液氮等副產(chǎn)品?？辗盅b置于2017年5月技改后再次開車?？辗盅b置周邊噪聲污染明顯，且距離中控樓不足40m，對(duì)員工日?，F(xiàn)場(chǎng)及中控制室操作均產(chǎn)生一定的影響，且對(duì)界區(qū)噪聲也存在出超標(biāo)問(wèn)題，為降低現(xiàn)場(chǎng)噪聲，改善作業(yè)環(huán)境，特實(shí)施本改造。

1 項(xiàng)目意義與必要性

噪聲防治工作，近幾年來(lái)在煤化工企業(yè)越來(lái)越受到重視，并取得一定的進(jìn)展，但是，無(wú)論是在噪聲防治意識(shí)上，還是噪聲管理上存在一些急待解決的問(wèn)題。首先對(duì)噪聲防治工作的意義有待進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。噪聲是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)伴生物，被認(rèn)為是一種不可避免的物理現(xiàn)象，所以對(duì)噪聲的存在也就習(xí)以為常。二是誤認(rèn)為噪聲的治理只有投入，見不到經(jīng)濟(jì)效益。三是這方面設(shè)計(jì)技術(shù)人員短缺，由于噪聲治理需要多專業(yè)知識(shí)和結(jié)合，特別是新建煤化工企業(yè)沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行“三同時(shí)”原則，投產(chǎn)后再進(jìn)行噪聲治理增的難度較大。我國(guó)對(duì)環(huán)境治理力度空前加大，提出“堅(jiān)決打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，尤其對(duì)工業(yè)企業(yè)的綠色、合法生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提出了更高的要求。項(xiàng)目各類環(huán)保權(quán)證的取得和完善，是企業(yè)綠色、合法生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的前提條件。

2 項(xiàng)目的基本內(nèi)容及指標(biāo)

世林化工空分裝置是煤化工最大噪聲源之一，在生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生的機(jī)械噪聲和空氣流動(dòng)性噪聲，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，壓縮機(jī)廠房噪聲125dB(A)， 自潔式空氣過(guò)濾器115dB(A)， 分子篩吸附器110 dB(A)，放空管路噪聲110 dB(A)，辦公樓前噪聲90dB(A)。噪聲級(jí)高，嚴(yán)重污染工業(yè)廣場(chǎng)和周邊環(huán)境，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的正常工作造成較大影響，對(duì)人體造成一定危害。本項(xiàng)目利用現(xiàn)代聲學(xué)理論，將消聲技術(shù)、吸聲技術(shù)、隔聲技術(shù)和阻尼技術(shù)等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，研究創(chuàng)新綜合控措施，研制符合實(shí)際生產(chǎn)需要的降噪設(shè)備和材料，主要包括以下工作：(1)對(duì)空分裝置系統(tǒng)主要噪聲源進(jìn)行噪聲測(cè)試，并進(jìn)行頻譜分析和評(píng)價(jià)；(2)分析和研究主要噪聲源產(chǎn)生噪聲的機(jī)理，為控制噪聲提供科學(xué)依據(jù)；(3)理論分析，研究噪聲控制方案和實(shí)施措施；(4)對(duì)主要降噪設(shè)備和材料進(jìn)行模態(tài)分析、仿真和試驗(yàn)研究；(5)研制新型降噪設(shè)備，并實(shí)施。

噪聲控制技術(shù)指標(biāo)：(1)空分裝置對(duì)周邊環(huán)境的噪聲由當(dāng)前的90～110dB(A)，降低至80～90dB(A)；(2)空分西側(cè)廠界外噪聲由當(dāng)前的80dB(A)降低至65dB(A)，達(dá)到GB 12348—2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)。噪聲控制經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，可以降低空分裝置帶來(lái)的噪聲污染，達(dá)到國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，保障員工的身心健康。

3 與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)、產(chǎn)品的比較

3.1 世林化工空分裝置系統(tǒng)

空分裝置系統(tǒng)現(xiàn)有空壓機(jī)一級(jí)放空消聲器、空壓機(jī)放空消聲器和總放空消聲器?？諌簷C(jī)一級(jí)放空消聲器、空壓機(jī)放空消聲器有兩部分構(gòu)成，前段為高壓氣體小孔噴注排放消聲器，后段為阻性消聲器，組合起來(lái)為符合型消聲器。但該型消聲器的阻性部分存在不足，一是由于消聲道結(jié)構(gòu)不合理，消聲器的上限失效頻率過(guò)低，通過(guò)計(jì)算上限失效頻率分別為：982Hz和540Hz，也就說(shuō)高于失效頻率的每個(gè)頻率消聲量大幅度降低。因此新的消聲器設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)，將消聲器上限失效頻率上移，從而提高新消聲器的消聲量?，F(xiàn)總放空消聲器為片式消聲器，最大消聲通道260mm，消聲器長(zhǎng)度為2000mm，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和理論計(jì)算，該消聲器的消聲器量?jī)H僅為10～15dB(A)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際需要，新消聲器采用新結(jié)構(gòu)，新材料，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其消聲量達(dá)到30dB(A)。分子篩吸附器排放口噪聲高達(dá)110dB(A)，需要設(shè)計(jì)安裝消聲器， 常規(guī)消聲器小孔噴注、阻性相結(jié)合的復(fù)合消聲器。為了提高消聲量，新消聲器增加擴(kuò)張段，即擴(kuò)張、小孔噴注、阻性相結(jié)合的復(fù)合新型消聲器，該消聲器目前市場(chǎng)上還沒(méi)有，是創(chuàng)新型消聲器。

3.2 國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)

隔聲窗：采用特殊型斷橋鋁材質(zhì)，設(shè)計(jì)三層隔聲功能，框體充實(shí)的設(shè)計(jì)理念，具體為:采用隔聲專用鋁型材；中空三層玻璃；窗框內(nèi)部空間裝填專用吸聲材料；具有阻尼性能夾層，軟聲橋連接，開啟扇五道密封，按照噪聲頻譜確定玻璃尺寸，避免耦合振動(dòng)達(dá)到，聲學(xué)性能見表1，查閱有關(guān)資料顯示利用鋁合金做隔聲窗沒(méi)有這么大的隔聲量。

表1 隔聲窗聲學(xué)性能

隔聲門：本項(xiàng)目的隔聲門尺寸大，至少3m×3m，目前市場(chǎng)上這么大尺度常規(guī)隔聲門只能采用推拉式或電動(dòng)垂直門，推拉式隔聲門密封差，達(dá)不到隔聲量要求。電動(dòng)垂直門造價(jià)高，現(xiàn)門口結(jié)構(gòu)也適應(yīng)安裝。為此設(shè)計(jì)新的隔聲門結(jié)構(gòu)，新結(jié)構(gòu)為分塊式開起門，這種門不僅隔聲量滿足要求，而開啟方便，完全滿足生產(chǎn)需要。管路隔聲包扎：目前常規(guī)管路隔聲包扎一般右兩層材料構(gòu)成，內(nèi)側(cè)為礦棉或巖棉，外層為不透氣的薄金屬板或鋁板，這種結(jié)構(gòu)重量大(70kg/m3)，隔聲量在15～20dB(A)；隔聲量小。本項(xiàng)目管路隔聲采用四層結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外依次為輕質(zhì)吸聲材料(超細(xì)離心防水玻璃棉)、阻尼材料、隔聲層和軟式外層防護(hù)層。這種結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)隔聲量可以達(dá)到30～35dB(A)， 而且重量輕(30kg/m3)，施工方便。達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

4 改造的技術(shù)路線

結(jié)合世林化工實(shí)際情況，確定了技術(shù)路線：第一步：對(duì)空分裝置系統(tǒng)進(jìn)行全面噪聲測(cè)試，并進(jìn)行頻譜分析和評(píng)價(jià)。目的是辨別出哪些設(shè)備和環(huán)節(jié)是主要噪聲源，掌握噪聲強(qiáng)度、頻譜特性，為噪聲控制理論研究提供必須的資料和針對(duì)性。第二步：根據(jù)空分裝置系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝流程，分析和研究主要噪聲源產(chǎn)生噪聲的機(jī)理，為控制噪聲提供科學(xué)依據(jù)。第三步：利用現(xiàn)代聲學(xué)理論，噪聲控制技術(shù)，研究噪聲控制可行性方案。第四步：對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行數(shù)字仿真和模態(tài)分析，為對(duì)研究方案進(jìn)行優(yōu)化處理。第五步：對(duì)主要降噪設(shè)備和材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究。使其達(dá)到滿足實(shí)際需要，節(jié)約成本和時(shí)間。第六步：對(duì)主要降噪設(shè)備和材料研制。第七步：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施與施工。

5 噪聲治理措施

5.1 空分壓縮機(jī)廠房

拆除原有的3個(gè)簡(jiǎn)易普通大門(南墻2個(gè)、北墻1個(gè))，門口尺寸為3000×3000mm，設(shè)計(jì)安裝隔聲大門，為了便于日常維修，該門設(shè)計(jì)為開啟雙扇隔聲門，大門一般不開啟，為此在門扇中開小隔聲門(900×2100)，用于日常人員進(jìn)出。

保留南墻、北墻1、2層原有普通鋁合金推拉窗，在該窗的外側(cè)設(shè)計(jì)安裝雙層隔聲窗，其中設(shè)置一扇80型材的斷橋鋁雙層開啟窗。保留南墻、北墻3、4層原有普通鋁合金推拉窗，在該窗的內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)安裝單層隔聲窗。

5.2 分子篩吸附器底部放空

根據(jù)噪聲特點(diǎn)和特性，在分子篩吸附器底部放空設(shè)置節(jié)流、擴(kuò)容、降壓、小孔噴注和阻抗復(fù)合式消聲器。

5.3 空壓機(jī)放空管路消音器

現(xiàn)排放口安裝了節(jié)流、擴(kuò)容、降壓、小孔噴注消聲器，從現(xiàn)場(chǎng)考察，該消聲器仍然有降噪作用，因此，本著節(jié)約成本的考慮，在原有消聲器的基礎(chǔ)上增加阻性消聲器部分，并更換材質(zhì)。

5.4 增壓機(jī)一段放空管路和放空

該部分包含2部分噪聲，一是輸送氣流管路、閥體表面的輻射噪聲和排放口的放空噪聲。(1)對(duì)于管路噪聲采用隔聲包扎，包扎由多層組成，即吸聲層、減振層、隔聲層和防護(hù)層。(2)降低閥體噪聲采用造型骨架，外包夾克衫式隔聲層。(3)在排放口設(shè)計(jì)安裝了節(jié)流、擴(kuò)容、降壓、小孔噴注消聲器，該消聲器安裝垂直布置。

5.5 高壓氮?dú)夤苈泛头趴?/h3>

對(duì)直徑Φ300的高壓氮?dú)夤苈愤M(jìn)行隔聲包扎，主要由減振阻尼層、隔聲層、吸聲層、隔聲外護(hù)層等構(gòu)成；拆除原水泥塔內(nèi)的3個(gè)消聲片，安裝新消聲片。

6 治理后效果

該項(xiàng)目完成后，于7月10日，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表2所示，基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)：(1)空分裝置對(duì)周邊環(huán)境的噪聲由當(dāng)前的90～110dB(A)，降低至80～90dB(A)。(2)空分西側(cè)廠界外噪聲由當(dāng)前的80dB(A)降低至65dB(A，達(dá)到GB12348—2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)。

表2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)表