水泥行業(yè)噪聲治理設(shè)計(jì)理念概述

引言：就現(xiàn)有新型干法水泥生產(chǎn)線而言，按照其生產(chǎn)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(zhuǎn)運(yùn)、熟料生產(chǎn)線以及水泥粉磨與包裝運(yùn)輸?shù)炔课?，高噪聲源主要有礦山破碎機(jī)、生料立磨、煤磨、水泥磨等產(chǎn)生的機(jī)械性噪聲，空壓機(jī)以及羅茨風(fēng)機(jī)等發(fā)出的空氣動力性噪聲，源強(qiáng)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(diǎn)，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(jìn)行綜合治理。

一、水泥廠噪音來源：

震動噪聲、機(jī)械噪聲、摩擦噪聲、工作噪聲等

二、噪音源設(shè)備

1）除塵器以及其風(fēng)機(jī)、排氣煙囪

2）磨機(jī)（包括水泥磨、原料磨、煤磨等）

3）轉(zhuǎn)運(yùn)站

4）破碎機(jī)

5）各類離心風(fēng)機(jī)、斜槽風(fēng)機(jī)與羅茨風(fēng)機(jī)（包括篦冷機(jī)房、窯臨時(shí)風(fēng)機(jī)等）

6）斗式提升機(jī)

7）輥壓機(jī)

8）冷卻塔

9）皮帶廊道

三、噪音治理設(shè)計(jì)特點(diǎn)

a.設(shè)計(jì)目標(biāo)及原則：

1）通過治理實(shí)現(xiàn)治理目標(biāo)：降噪項(xiàng)目實(shí)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(biāo)準(zhǔn)》GB12348-2008中的Ⅱ類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)限值，噪聲敏感點(diǎn)區(qū)域噪聲滿足《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (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(biāo)準(zhǔn)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(shè)備噪聲達(dá)到國家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)；

3）以節(jié)約效能、環(huán)保達(dá)標(biāo)為宗旨。

4）降噪設(shè)備不影響原設(shè)備的通風(fēng)散熱、正常維修和保養(yǎng)。

5）新增降噪設(shè)備不會產(chǎn)生次生災(zāi)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(shè)備不但性能優(yōu)異、使用壽命長，而且外型美觀，與現(xiàn)有的設(shè)備結(jié)構(gòu)能夠自然銜接、保證整體美觀不突兀，與廠內(nèi)其它顏色協(xié)調(diào)。

8）工程材料使用壽命滿足10年。所有的噪音治理設(shè)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(zhì)量問題被追溯；

B.設(shè)計(jì)總體思路：

1）合理、優(yōu)化設(shè)備總平面布置,并充分利用廠內(nèi)建筑物的聲遮蔽作用；

2）設(shè)備采購時(shí)，在合理性價(jià)比的前提下，盡量選用低噪聲設(shè)備；

3）利用聲學(xué)專業(yè)軟件分析預(yù)測廠區(qū)噪聲污染排放超標(biāo)情況，根據(jù)廠內(nèi)各聲源對超標(biāo)的貢獻(xiàn)程度采取合理的降噪措施。

將廠內(nèi)主要聲源按區(qū)域進(jìn)行劃分；

利用聲學(xué)軟件對各區(qū)域噪聲排放及影響范圍進(jìn)行評估，確定其降噪量；

針對各區(qū)域噪聲源特點(diǎn)及其降噪量需求設(shè)計(jì)相應(yīng)的降噪措施；

針對不同的噪聲源類型設(shè)計(jì)不同種類的降噪設(shè)備；

4）利用聲學(xué)軟件結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)對設(shè)計(jì)方案的降噪效果進(jìn)行預(yù)評價(jià)；

C.噪聲控制技術(shù)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(shí)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(yīng)用中通常以隔聲為主，輔以吸聲和消聲。

1) 隔聲降噪

應(yīng)用構(gòu)件將聲源和接受者分開、隔離噪聲在介質(zhì)中的傳播，從而減輕噪聲污染程度的技術(shù)稱為隔聲技術(shù)。

a)封閉式隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)

對露天和半露天布置的噪聲源設(shè)備設(shè)置必要的建筑隔聲維護(hù)結(jié)構(gòu)，對隔聲量不能有效匹配的圍護(hù)結(jié)構(gòu)從聲學(xué)角度予以必要的匹配。

單層勻質(zhì)構(gòu)件隔聲量計(jì)算

綜合考慮構(gòu)件的勁度、吻合效應(yīng)、阻尼和邊界條件的影響，隔聲量計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式為：R=16lgM+14lgf－29

雙層構(gòu)件隔聲量計(jì)算

雙層板構(gòu)造的隔聲量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)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(jié)構(gòu)還是雙層結(jié)構(gòu)，其隔聲特性受到共振和吻合效應(yīng)的影響，通過設(shè)計(jì)，盡量使隔聲所要求的頻率避開共振頻率f0 和吻合效應(yīng)頻率fc。

b）隔隔聲屏

在空氣中傳播的聲波遇到隔聲屏?xí)r，就會產(chǎn)生反射、透射和繞射現(xiàn)象。一部分越過隔聲屏頂端繞射到達(dá)受聲點(diǎn)；一部分穿透隔聲屏到達(dá)受聲點(diǎn)，一部分在隔聲屏壁面產(chǎn)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(dá)聲的傳播，隔離透射聲，并使繞射聲有足夠的衰減。當(dāng)聲波撞擊到隔聲屏的壁面上時(shí)，會在隔聲屏邊緣產(chǎn)生繞射現(xiàn)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(nèi)。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(jīng)過屏障邊緣之外，聲源發(fā)出來的聲波可以直接到達(dá)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(nèi)的噪聲級低于未設(shè)置隔聲屏?xí)r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(zhì)或入射到媒質(zhì)分解面上時(shí)聲能的減少過程，稱為吸聲或聲吸收。

圖：吸聲機(jī)理

在噪聲源周圍設(shè)置了隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁面上做必要的吸聲處理，不但可有效加強(qiáng)隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量，而且可降低室內(nèi)的混響聲達(dá)6～10 dB(A)，同時(shí)改善操作人員的操作環(huán)境，起到一定的勞動保護(hù)作用。

a）房間內(nèi)做吸聲處理后的最大吸聲降噪量一般參照下式計(jì)算：

b）房間內(nèi)做吸聲處理后的平均吸聲降噪量一般參照下式計(jì)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(xué)性能），同時(shí)對設(shè)備的運(yùn)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(shè)備。

阻性消聲器的消聲量參照以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

4)阻尼減振

a）隔振降噪

任何機(jī)械都會產(chǎn)生振動，振動激發(fā)產(chǎn)生空氣聲、結(jié)構(gòu)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(chǔ)與設(shè)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(hù)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的內(nèi)阻尼，它能使隔聲構(gòu)件的動能轉(zhuǎn)化為熱能，從而減少了構(gòu)件的振動，因而阻尼對提高隔聲構(gòu)件尤其是薄板隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲量特別是低頻共振時(shí)的隔聲量有明顯的作用。

D.設(shè)計(jì)依據(jù)：

《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-2008）

《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096-2008）

《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 50087-2013）

《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求隔聲門》（HJ/T 379-2007）；

《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求通風(fēng)消聲器》（HJ/T 2523-2012）；

《風(fēng)機(jī)用消聲器技術(shù)條件》（JB/T 6891-2014）；

《聲學(xué)消聲器測量方法》（GB/T 4760－1995）；

《聲學(xué)消聲器現(xiàn)場測量》（GBT 19512-2004）

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2017）

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50205-2017)；

《鋼結(jié)構(gòu)制作工藝規(guī)程》(DBJ 08-216-95)；

《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》（GB 50661-2011）

《漆膜附著力測定》（GB 1720）；

《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB 50018-2002）；

《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ 81-2002）；

《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB／T700-2006）；

《鋼產(chǎn)品鍍鋅層質(zhì)量試驗(yàn)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(chǎn)品及金屬構(gòu)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(xiàng)目包括但不限于以上標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，所涉及的規(guī)程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)均有可能被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)的最新版本，并應(yīng)遵守現(xiàn)行與之相關(guān)的各種國家和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。

四、治理實(shí)例

本圖對明顯影響廠界噪聲的水泥磨房、輥壓機(jī)、礦渣微粉庫頂、水泥庫頂?shù)葏^(qū)域進(jìn)行降噪處理，在水泥磨房外墻增設(shè)隔聲屏（配套通風(fēng)采光窗）、輥壓機(jī)增設(shè)隔聲屏與水泥磨房形成整體，礦渣微粉庫頂設(shè)置與庫直徑相同的圓形隔聲屏，水泥庫頂各機(jī)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(jìn)行處理。

本圖區(qū)域內(nèi)的原料磨、廢氣樓、喂料樓內(nèi)均有大量噪聲源設(shè)備，使用整體隔聲屏圍護(hù)結(jié)構(gòu)保證降噪效果并實(shí)現(xiàn)美觀和維修便利。

本圖區(qū)域?yàn)槔鋮s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(fēng)消聲器，保證冷卻塔內(nèi)通風(fēng)散熱。

圖為配料樓和石子庫區(qū)域，該區(qū)域靠近廠界，內(nèi)有多個(gè)噪聲源，使用整體隔聲封閉結(jié)構(gòu)保證降噪效果并實(shí)現(xiàn)美觀。

本圖為5000t/d線窯頭風(fēng)機(jī)及電機(jī)區(qū)域，對風(fēng)機(jī)、電機(jī)的降噪處理采用隔聲罩的方式，配套門窗、通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)，整體降噪效果顯著。

綜上，在我國現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程中，綠色生活環(huán)境、綠色工作環(huán)境已經(jīng)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(hù)人體健康，已經(jīng)融入到社會生活中。在新時(shí)期，企業(yè)必須認(rèn)識到降噪技術(shù)的重要意義，將其貫穿到項(xiàng)目實(shí)施的全過程，克服傳統(tǒng)模式的限制，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，推動降噪技術(shù)的優(yōu)化升級。