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关于水泥厂噪声治理相关技术问题
摘要: 文章分析了水泥厂噪声污染的特点, 阐述了噪声对人健康的危害, 重点分析了球磨机和风机噪声的控制原理和具体方
法, 提出了综合治理的措施。
前言
按噪声产生的机理, 噪声源可为机械噪声、空气动力噪声、电磁噪声和燃烧噪声。就水泥厂而言, 其磨机、破碎机等工作时产生机械噪声, 风机工作时产生空气动力噪声, 电机工作时产生电磁噪声。因此,水泥企业噪声源的性质较复杂, 本文就其噪声污染状况作一分析, 并就噪声的综合治理作一探讨。1 水泥厂噪声污染的特点以某2 000 t/d 熟料新型干法厂为例, 其主要设备配置和生产运行中所产生的噪声级统计见表1 。
( 1 ) 磨机噪声污染。磨机是水泥厂重要的粉磨设备, 水泥厂生产过程中, 磨机主要用于煤粉、生料和水泥的制备。以球磨机为例, 工作时筒体转动, 钢球与钢球、钢球与筒体、钢球与物料等相互撞击后产生的机械噪声由筒体表面向外辐射, 声压级在85 ～105 dB 左右, 峰值频率为500~ 2 000 Hz 之间。其特点是噪声级高、频带宽、传播距离远, 不仅影响操作工
人的身体健康, 而且对周围环境造成严重污染。新型干法水泥厂基本上采用立式磨粉磨生料, 生料磨的噪声较传统管磨低。
( 2 ) 风机。风机是水泥厂主要的排风和供风设备, 如水泥厂水泥磨、原料磨、窑尾、电除尘器等都有排风机。风机工作时由于进出口空气摩擦及风机振动会产生噪声, 其噪声特点是声压级高, 频带宽。
水泥厂噪声的危害
据资料：
[1]介绍, 水泥企业工人在较强的噪声环境中, 随着工作时间的延长, 工人的健康将会受到影响, 见表2 和表3 。
表2 操作工健康状况体检结果
从表2 可以看出, 噪声达到100 ～105 dB, 神经衰弱症候症群检出率25% , 职业性噪声聋检出率52.27% , 高频听力损伤检出率59.85% 。表3 显示, 工作20 年以上, 神经衰弱症候症群检出率36.36% , 职业性噪声聋检出率59.09% , 高频听力损伤检出率68.18% 。
研究结果还表明, 长期工作在噪声环境中, 还会导致肠胃功能紊乱, 如消化不良、食欲不振、恶心呕吐等; 易患心血管系统疾病, 如冠心病和高血压的发病率比正常情况高出2 ~ 3 倍; 噪声对视觉器官也会造成不良影响, 如会导致眼痛、视力减退、眼花等症。
可见, 噪声对人健康的危害是多方面的, 应引起水泥企业的重视。
3 噪声污染综合治理途径
3.1 采用低噪设备
用立磨或辊压机替代管磨机。立式辊磨是通过挤压原理对物料进行粉磨, 产生的噪声低于靠冲击力对物料进行粉磨的管式磨约20dB(A)。采用低噪声型的离心风机、三叶罗茨风机、螺杆式压缩机; 或采用加工精度较高的进口设备, 都可降低噪声。
3.2 合理布局噪声设备
水泥厂应综合考虑噪声设备整体布局的合理性。高噪声的磨机、风机等噪声设备所在车间的布置, 应尽可能远离厂前区、车间办公室、化验室等对噪声敏感的区域。如果条件允许, 可用仓库、食堂、围墙等对噪声不敏感的建筑物做屏障隔声, 或利用自然地形降低噪声。
3.3 球磨机降噪
球磨机是水泥厂重要的设备, 也是水泥企业的强噪声源, 其声压级可达105 dB, 通常采用隔声罩、隔声屏、筒体阻尼包覆、用橡胶衬板代替锰钢衬板、非球形钢研磨体等措施进行降噪, 仅能降噪100dB左右, 降噪效果不理想, 要使噪声级降低到85 dB 以下, 较理想的途径是采用隔声室。隔声室降噪就是将球磨机运转区域进行封闭,降低球磨机噪声。一般水泥企业的球磨机房为两面或三面砖墙, 砖墙本身的隔声量和阻尼作用已经很大, 一般不做考虑。隔声室设计时, 重点是考虑门、窗和磨房内墙的吸声处理。
( 1 ) 安装隔声门。隔声门的设计应具有足够的隔声量而且开启方便, 面板可选用一定厚度木质纤维板, 夹层内装一定厚度的岩棉, 隔声量可达30 dB。(A)左右( 图1 ) 。隔声门的大小应考虑大修时设备的进出, 考虑大修时的安全与便利性, 解决检修、运行检查与降噪之间的矛盾。
( 2 ) 设置隔声窗。在隔声墙上设置非等距双层梯形隔声窗, 双层玻璃中间加空气层, 以进行吸声处理, 玻璃与窗框、窗框与墙壁之间用橡皮嵌条密封( 图2 ) 。操作人员在室外通过隔声窗观察磨机运行情况, 工人处于一个安全且符合国家噪声标准的环境里, 保护了职工的身体健康, 改善了工作环境。
( 3 ) 对隔声室内梁柱及屋顶进行隔声和吸声处理。根据球磨机噪声的频谱特性, 在车间内墙上设计吸声层, 最大限度地吸收噪声( 图3 ) 。也可在混凝土预制板结构的屋面上增加阻尼层, 在屋面下部适当部位安装隔声装饰板, 进一步增大隔声量, 还可起到装饰作用。
( 4 ) 设置强制性机械通风设备, 保证室内能有较好的清新环境。在进气口和排气口装排风扇, 并设置消声装置, 消除增加通风设备后产生的附加噪声,尽量减少通风口漏声现象。
3.4 风机降噪
风机也是水泥厂一大噪声源, 特别是新型干法水泥厂的窑尾排风机和熟料篦式冷却机风机, 噪声高达105 dB(A)。对风机进行降噪处理, 是减小水泥企业噪声污染的重要方面。
( 1 ) 风机的进出风管道安装消声器。在气流通过的管道内, 将超细矿渣棉、矿渣棉、玻璃丝、工业毛毡等多孔消声材料与管道内壁紧密接触, 吸收噪声。消声材料的厚度可根据噪声的频率选择, 高频噪声应选用较厚的消声材料, 消声材料厚度小时对低频声的吸收效果较好。
( 2 ) 根据消声量确定消声器长度和消声弯头的数量。消声器有效长度长, 采用消声弯头时, 消声效果好, 但压力损失大, 较高的气流速度又会产生新的噪声。
( 3 ) 风管用阻尼材料外包扎减少通风风管传播噪音, 使用阻尼涂料粉刷风机、风管。
( 4 ) 增大增重风机、电机基础及采用橡胶隔振垫等隔振措施, 也可用密封罩密封风机等。
( 5 ) 风机房屋采用吸声的墙体, 如多孔混凝土砌块、内贴吸声材料, 或采用双墙隔声墙处理等。
3.5 改变管理制度
表3 操作工健康状况体检结果
从表3 可以看出, 减少工人接触噪声时间, 可以大大降低噪声对人的危害。操作工人可以采取改变工作制度, 将一天三班变为四班; 或者工人岗位轮换, 将强噪声车间岗位工和低噪声车间的岗位工进行轮换, 减少工人在噪声环境中的时间, 既使职工适应企业一专多能的要求, 又能减少噪声对工人身体健康的影响。另外工人可在噪声接受点采取个人防护措施, 如使用耳塞、防声棉、头盔等这些既经济又有效的方法。设备在带故障情况下运转, 噪声就会加大, 因此应加强对噪声设备的日常保养、维修, 减小其工作时发出的噪声。
3.6 其它措施
( 1 ) 利用距离衰减。强噪声源应距厂界有一定的距离, 通过噪声在传播中随距离的衰减, 使厂界噪声符合GB12348 - 90 《工业企业厂界噪声标准》二类, 减少噪声对周围环境的影响。
( 2 ) 绿化降噪。通过绿化, 既利用树木、草坪等吸收声波, 也美化了工作环境, 使人心情舒畅, 提高工作效率。
4 结语
水泥生产工艺过程中会产生废气、废水和噪声。水泥生产过程中的一些原料、半成品及成品均为粉料, 一直以来, 环保工作的重点都放在粉尘的治理上, 并取得了较好的效果。随着人们环保意识的增强, 水泥企业的噪声污染也严重地影响到环境和人们的身体健康, 水泥企业噪声控制已得到重视。在生产中, 通过对噪声源分析, 有针对性地采用吸声、隔声、消声及改变管理制度等控制方法进行综合治理,具有较好的降噪效果。通过噪声治理, 改善车间的作环境和厂区周围的生活环境, 是利国利民和保证水泥企业的可持续发展的重要方面。
法, 提出了综合治理的措施。
前言
按噪声产生的机理, 噪声源可为机械噪声、空气动力噪声、电磁噪声和燃烧噪声。就水泥厂而言, 其磨机、破碎机等工作时产生机械噪声, 风机工作时产生空气动力噪声, 电机工作时产生电磁噪声。因此,水泥企业噪声源的性质较复杂, 本文就其噪声污染状况作一分析, 并就噪声的综合治理作一探讨。1 水泥厂噪声污染的特点以某2 000 t/d 熟料新型干法厂为例, 其主要设备配置和生产运行中所产生的噪声级统计见表1 。
表1 主要设备的噪声级
| 序号 | 设备名称 | 台数 | 噪声级/dB(A) | 声源位置 |
| 1 | 煤磨 | 1 | 85~100 | 煤磨车间内 |
| 2 | 原料磨(立磨) | 1 | ~85 | 原料磨车间内 |
| 3 | 窑尾预热器风机 | 1 | 90~105 | 窑尾 |
| 4 | 原料磨风机 | 1 | ~95 | 原料磨车间 |
| 5 | 电收尘器排风机 | 1 | ~85 | 窑尾 |
| 6 | 生料均化库罗茨风机 | 2 | ~85 | 均化库底 |
| 7 | 生料入窑罗茨风机 | 2 | ~85 | 窑尾 |
| 8 | 熟料篦式冷机风机 | 6 | ~105 | 窑头 |
| 9 | 熟料电收尘风机 | 1 | ~85 | 窑头 |
| 10 | 水泥磨 | 1 | ~105 | 水泥磨房内 |
| 11 | 空压机 | 3 | ~85 | 空压机房内 |
从表1 可以看出, 水泥厂噪声的特点是: 声源点固定, 声源种类复杂、声源分布广, 声压级别高, 如原料磨、煤磨、水泥磨、风机、空压机等声压级都在85 ~105dB, 属于强噪声源。
( 1 ) 磨机噪声污染。磨机是水泥厂重要的粉磨设备, 水泥厂生产过程中, 磨机主要用于煤粉、生料和水泥的制备。以球磨机为例, 工作时筒体转动, 钢球与钢球、钢球与筒体、钢球与物料等相互撞击后产生的机械噪声由筒体表面向外辐射, 声压级在85 ～105 dB 左右, 峰值频率为500~ 2 000 Hz 之间。其特点是噪声级高、频带宽、传播距离远, 不仅影响操作工
人的身体健康, 而且对周围环境造成严重污染。新型干法水泥厂基本上采用立式磨粉磨生料, 生料磨的噪声较传统管磨低。
( 2 ) 风机。风机是水泥厂主要的排风和供风设备, 如水泥厂水泥磨、原料磨、窑尾、电除尘器等都有排风机。风机工作时由于进出口空气摩擦及风机振动会产生噪声, 其噪声特点是声压级高, 频带宽。
水泥厂噪声的危害
据资料：
[1]介绍, 水泥企业工人在较强的噪声环境中, 随着工作时间的延长, 工人的健康将会受到影响, 见表2 和表3 。
表2 操作工健康状况体检结果
|
中心声级 dB(A) |
受检 数/人 |
神经衰弱症候症 群检出率/% |
职业性噪声高频 聋检出率/% |
听力损伤 检出率/% |
| 85～ | 102 | 10.78 | 41.18 | 43.13 |
| 90～ | 88 | 15.91 | 46.59 | 47.73 |
| 95～ | 205 | 17.07 | 49.76 | 51.71 |
| 100～ | 132 | 25.00 | 52.57 | 59.85 |
| 105～ | 32 | 18.75 | 62.50 | 68.75 |
| 合计 | 559 | 17.71 | 49.02 | 52.42 |
| 工作环境按噪声强度分级 | ||||
从表2 可以看出, 噪声达到100 ～105 dB, 神经衰弱症候症群检出率25% , 职业性噪声聋检出率52.27% , 高频听力损伤检出率59.85% 。表3 显示, 工作20 年以上, 神经衰弱症候症群检出率36.36% , 职业性噪声聋检出率59.09% , 高频听力损伤检出率68.18% 。
研究结果还表明, 长期工作在噪声环境中, 还会导致肠胃功能紊乱, 如消化不良、食欲不振、恶心呕吐等; 易患心血管系统疾病, 如冠心病和高血压的发病率比正常情况高出2 ~ 3 倍; 噪声对视觉器官也会造成不良影响, 如会导致眼痛、视力减退、眼花等症。
可见, 噪声对人健康的危害是多方面的, 应引起水泥企业的重视。
3 噪声污染综合治理途径
3.1 采用低噪设备
用立磨或辊压机替代管磨机。立式辊磨是通过挤压原理对物料进行粉磨, 产生的噪声低于靠冲击力对物料进行粉磨的管式磨约20dB(A)。采用低噪声型的离心风机、三叶罗茨风机、螺杆式压缩机; 或采用加工精度较高的进口设备, 都可降低噪声。
3.2 合理布局噪声设备
水泥厂应综合考虑噪声设备整体布局的合理性。高噪声的磨机、风机等噪声设备所在车间的布置, 应尽可能远离厂前区、车间办公室、化验室等对噪声敏感的区域。如果条件允许, 可用仓库、食堂、围墙等对噪声不敏感的建筑物做屏障隔声, 或利用自然地形降低噪声。
3.3 球磨机降噪
球磨机是水泥厂重要的设备, 也是水泥企业的强噪声源, 其声压级可达105 dB, 通常采用隔声罩、隔声屏、筒体阻尼包覆、用橡胶衬板代替锰钢衬板、非球形钢研磨体等措施进行降噪, 仅能降噪100dB左右, 降噪效果不理想, 要使噪声级降低到85 dB 以下, 较理想的途径是采用隔声室。隔声室降噪就是将球磨机运转区域进行封闭,降低球磨机噪声。一般水泥企业的球磨机房为两面或三面砖墙, 砖墙本身的隔声量和阻尼作用已经很大, 一般不做考虑。隔声室设计时, 重点是考虑门、窗和磨房内墙的吸声处理。
( 1 ) 安装隔声门。隔声门的设计应具有足够的隔声量而且开启方便, 面板可选用一定厚度木质纤维板, 夹层内装一定厚度的岩棉, 隔声量可达30 dB。(A)左右( 图1 ) 。隔声门的大小应考虑大修时设备的进出, 考虑大修时的安全与便利性, 解决检修、运行检查与降噪之间的矛盾。
( 2 ) 设置隔声窗。在隔声墙上设置非等距双层梯形隔声窗, 双层玻璃中间加空气层, 以进行吸声处理, 玻璃与窗框、窗框与墙壁之间用橡皮嵌条密封( 图2 ) 。操作人员在室外通过隔声窗观察磨机运行情况, 工人处于一个安全且符合国家噪声标准的环境里, 保护了职工的身体健康, 改善了工作环境。
( 3 ) 对隔声室内梁柱及屋顶进行隔声和吸声处理。根据球磨机噪声的频谱特性, 在车间内墙上设计吸声层, 最大限度地吸收噪声( 图3 ) 。也可在混凝土预制板结构的屋面上增加阻尼层, 在屋面下部适当部位安装隔声装饰板, 进一步增大隔声量, 还可起到装饰作用。
( 4 ) 设置强制性机械通风设备, 保证室内能有较好的清新环境。在进气口和排气口装排风扇, 并设置消声装置, 消除增加通风设备后产生的附加噪声,尽量减少通风口漏声现象。
3.4 风机降噪
风机也是水泥厂一大噪声源, 特别是新型干法水泥厂的窑尾排风机和熟料篦式冷却机风机, 噪声高达105 dB(A)。对风机进行降噪处理, 是减小水泥企业噪声污染的重要方面。
( 1 ) 风机的进出风管道安装消声器。在气流通过的管道内, 将超细矿渣棉、矿渣棉、玻璃丝、工业毛毡等多孔消声材料与管道内壁紧密接触, 吸收噪声。消声材料的厚度可根据噪声的频率选择, 高频噪声应选用较厚的消声材料, 消声材料厚度小时对低频声的吸收效果较好。
( 2 ) 根据消声量确定消声器长度和消声弯头的数量。消声器有效长度长, 采用消声弯头时, 消声效果好, 但压力损失大, 较高的气流速度又会产生新的噪声。
( 3 ) 风管用阻尼材料外包扎减少通风风管传播噪音, 使用阻尼涂料粉刷风机、风管。
( 4 ) 增大增重风机、电机基础及采用橡胶隔振垫等隔振措施, 也可用密封罩密封风机等。
( 5 ) 风机房屋采用吸声的墙体, 如多孔混凝土砌块、内贴吸声材料, 或采用双墙隔声墙处理等。
3.5 改变管理制度
表3 操作工健康状况体检结果
|
工龄/年 高频听力损伤 |
受检 数/人 |
神经衰弱症候 症群检出率/% |
职业性噪声聋 检出率/% |
高频听力损伤 检出率/% |
| 1～5 | 248 | 11.69 | 44.76 | 48.39 |
| 5～10 | 130 | 23.08 | 250.00 | 52.31 |
| 10～15 | 105 | 29.05 | 52.38 | 55.24 |
| 15～20 | 54 | 22.22 | 55.56 | 59.26 |
| 20～22 | 22 | 36.36 | 59.09 | 68.18 |
| 合计 | 559 | 17.71 | 49.02 | 52.42 |
| 按工龄分组 | ||||
从表3 可以看出, 减少工人接触噪声时间, 可以大大降低噪声对人的危害。操作工人可以采取改变工作制度, 将一天三班变为四班; 或者工人岗位轮换, 将强噪声车间岗位工和低噪声车间的岗位工进行轮换, 减少工人在噪声环境中的时间, 既使职工适应企业一专多能的要求, 又能减少噪声对工人身体健康的影响。另外工人可在噪声接受点采取个人防护措施, 如使用耳塞、防声棉、头盔等这些既经济又有效的方法。设备在带故障情况下运转, 噪声就会加大, 因此应加强对噪声设备的日常保养、维修, 减小其工作时发出的噪声。
3.6 其它措施
( 1 ) 利用距离衰减。强噪声源应距厂界有一定的距离, 通过噪声在传播中随距离的衰减, 使厂界噪声符合GB12348 - 90 《工业企业厂界噪声标准》二类, 减少噪声对周围环境的影响。
( 2 ) 绿化降噪。通过绿化, 既利用树木、草坪等吸收声波, 也美化了工作环境, 使人心情舒畅, 提高工作效率。
4 结语
水泥生产工艺过程中会产生废气、废水和噪声。水泥生产过程中的一些原料、半成品及成品均为粉料, 一直以来, 环保工作的重点都放在粉尘的治理上, 并取得了较好的效果。随着人们环保意识的增强, 水泥企业的噪声污染也严重地影响到环境和人们的身体健康, 水泥企业噪声控制已得到重视。在生产中, 通过对噪声源分析, 有针对性地采用吸声、隔声、消声及改变管理制度等控制方法进行综合治理,具有较好的降噪效果。通过噪声治理, 改善车间的作环境和厂区周围的生活环境, 是利国利民和保证水泥企业的可持续发展的重要方面。
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