淺議水泥工廠的噪聲治理
2025-10-17
張紅松
【中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司（南京）】
01 引言
噪聲對(duì)人類聽(tīng)覺(jué)、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(dòng)產(chǎn)生的噪聲、防止噪聲妨害人體健康，保護(hù)和改善生活環(huán)境，保障人體健康，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，推動(dòng)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(jí)別高，形成水泥廠大范圍、高強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間的噪聲特點(diǎn)。
2.1 風(fēng)機(jī)噪聲
風(fēng)機(jī)噪聲呈現(xiàn)中低頻特性(見(jiàn)圖1)，主要包括(1)旋轉(zhuǎn)噪聲，(2)渦旋噪聲，(3)機(jī)械噪聲，由空氣動(dòng)力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生。
圖1 離心風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)噪聲頻譜圖
2.2 球磨機(jī)噪聲
球磨機(jī)噪聲主要來(lái)自磨機(jī)筒體、電動(dòng)機(jī)、減速器、大齒輪等，是由磨機(jī)的鋼球、襯板與物料之間撞擊、磨擦產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)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(guò)程中，其中低頻段成分需要重點(diǎn)關(guān)注，采取有效措施予以徹底治理。
2.3 空壓機(jī)噪聲
空壓機(jī)噪聲呈寬頻帶特性(圖2)，主要由空氣動(dòng)力噪聲(空壓機(jī)進(jìn)氣和排氣噪聲)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件撞擊、磨擦產(chǎn)生的機(jī)械性噪聲和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲。
圖2 某空壓機(jī)噪聲頻譜圖
2.4 皮帶機(jī)噪聲
水泥廠以重型皮帶輸送機(jī)為主，由機(jī)架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動(dòng)裝置等組成皮帶輸送機(jī)，通過(guò)傳動(dòng)滾筒與膠帶之間的摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力，因此，其運(yùn)行過(guò)程中主要噪聲源有：(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)產(chǎn)生的電磁噪聲和機(jī)械噪聲；(2)傳動(dòng)滾筒與膠帶之間的摩擦、軸承和托輥等傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲；(3)物料之間相互碰撞、機(jī)架振動(dòng)等產(chǎn)生的噪聲。
2.5 提升機(jī)噪聲
提升機(jī)噪聲主要來(lái)自(1)電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁噪聲；(2)軸承等傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的機(jī)械噪聲；(3)鏈輪與鏈條之間摩擦產(chǎn)生的機(jī)械噪聲；(4)提升機(jī)運(yùn)行時(shí)平臺(tái)產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲；(5)提升物料灑落時(shí)，物料和機(jī)殼碰撞產(chǎn)生的噪聲。
2.6 破碎機(jī)噪聲
破碎機(jī)噪聲源主要有：(1)礦石下落時(shí)對(duì)破碎機(jī)殼體撞擊所引起的噪聲；(2)破碎機(jī)作業(yè)時(shí)，礦石擠壓、撞擊、破碎，引起機(jī)殼、支撐裝置等整個(gè)機(jī)體振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲；(3)礦石破碎后，自破碎機(jī)出料口下落時(shí)，對(duì)溜槽撞擊所引起的噪聲；(4)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲。破碎機(jī)在破碎物料運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生的噪聲較大，高達(dá)100～105dB。
2.7 羅茨風(fēng)機(jī)噪聲
羅茨風(fēng)機(jī)具有壓頭高、流量受阻力影響小、供風(fēng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，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(jī)，不僅能提高效率，降低能耗，且噪聲可從傳統(tǒng)羅茨風(fēng)機(jī)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(guò)空氣介質(zhì)向外傳播；(2)通過(guò)聲源直接激發(fā)固體構(gòu)件的振動(dòng)，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(hù)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(jī)等粉磨設(shè)備雖布置于廠房?jī)?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(duì)外界的輻射、傳播噪聲；設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，通過(guò)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?chē)皇覂?nèi)噪聲通過(guò)進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口、門(mén)窗、孔洞等位置向外界傳播噪聲。
水泥廠的立磨、各大風(fēng)機(jī)、小收塵風(fēng)機(jī)、斗提等露天設(shè)備，通過(guò)空氣傳聲對(duì)周?chē)苯赢a(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(diǎn)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(duì)各區(qū)域噪聲源對(duì)周邊環(huán)境造成的噪聲影響進(jìn)行評(píng)估，確定各區(qū)域噪聲源的降噪量。主要步驟有：
(1)進(jìn)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(cè)試點(diǎn)(見(jiàn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)53dB(A)以內(nèi)，根據(jù)實(shí)測(cè)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)聲場(chǎng)分析，計(jì)算機(jī)聲學(xué)計(jì)算和聲學(xué)模擬、噪聲治理工程經(jīng)驗(yàn)修正，建立噪聲治理聲學(xué)模型(見(jiàn)圖4)，并與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn) 行比照，確定最終可行的降噪方案(見(jiàn)表1)。
圖3 某水泥廠廠界噪聲測(cè)點(diǎn)測(cè)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(shí)測(cè)超標(biāo)情況模擬圖比照表
由表1可知，模擬曲線與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)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(guò)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(shí)現(xiàn)噪聲的有效治理。
05 實(shí)際應(yīng)用
5.1 治理措施
以某水泥廠生料磨系統(tǒng)降噪項(xiàng)目為例，該生料立磨距廠界約180m，因立磨四周敞開(kāi)，立磨近場(chǎng)實(shí)測(cè)噪聲值為95dB(A)，噪聲對(duì)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(duì)立磨兩側(cè)面加裝隔聲屏障來(lái)控制噪聲向四周環(huán)境擴(kuò)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(jī)周邊建筑框架樓，安裝隔聲屏障，對(duì)磨機(jī)采用整體圍護(hù)，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(mén)，隔聲門(mén)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(jiàn)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(xiàng)目噪聲晝夜間小于53dB(A)，完全符合和滿足國(guó)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(shí)，生料立磨系統(tǒng)僅安裝隔聲屏障，磨輥及電機(jī)的檢修可從頂部吊裝；日常巡檢可從巡檢小門(mén)進(jìn)出，不影響設(shè)備的正常檢修。隔聲屏障上方敞開(kāi)，沒(méi)有密閉空間，對(duì)設(shè)備的通風(fēng)散熱影響也非常小。
來(lái)源：《水泥工程》2022
（版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）
