火電廠磨煤機噪音分析探討

李金仲

摘 要：球磨機在工業(yè)生產如化工、電力、建材等行業(yè)中得到了廣泛的應用并普遍存在，是原料粉碎不可缺少的設備，也是十大工業(yè)噪聲源之一。鋼球磨煤機在運行期間，其噪音主要是由鋼球之間、鋼球和襯板之間所產生，遠遠超過國家職業(yè)健康標準要求，對現場作業(yè)人員的聽力造成損傷，影響員工身體健康。根據鋼球磨煤機噪聲的變化規(guī)律特性，通過降低鋼球磨煤機噪音采取改造措施，使噪音達到國家職業(yè)健康標準要求，可以有效改善運行人員的工作環(huán)境。

關鍵詞：磨煤機；噪音；職業(yè)健康

球磨機在運行過程中當筒體裸露時，其噪聲聲級高達115-119dB超過《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準》中規(guī)定的90dB聽力保護標準值，必須加以控制。為此，要通過對球磨機噪聲特性及其變化規(guī)律分析，尋求球磨機噪聲治理措施，從根本上降低球磨機的噪聲，進而改善運行維護人員的工作環(huán)境。

一、噪音的定義及危害

噪音是指可以引起人心情煩躁或者音量過高的聲音，從物理學的角度講，是不同頻率，不同強度的聲音在無規(guī)律的條件下組成的雜音。如果從生理學觀點講，是那些使人們心情煩躁、討厭的聲音統(tǒng)稱為噪音。噪音污染則指的是所有產生的環(huán)境噪聲超過國家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標準，并干擾他人正常工作、生活和學習的現象。長期的噪音污染會對人們的身體健康造成一定的危害，最直接的危害是聽覺神經受損。所以我們對噪音要加強控制，以保證人們的身心健康為目標。

二、磨煤機噪音產生機理

鋼球磨煤機適宜研磨細煤粉，特別適宜研磨硬質煤，具有煤種適應性廣、單臺出力高、維護方便、維檢修周期長等優(yōu)點，在世界各國電廠中得到了廣泛應用。但鋼球磨煤機是電廠的高噪音設備。對電廠職工的身心健康遭成了不可估量的損失。因此電廠磨煤機的降噪事在必行，而降噪的基礎就是從它產生的機理進行分析，找到可行方案。

1. 鋼球磨煤機是一個水平放置的回轉圓筒體，當筒體轉動時原煤與鋼球混合，鋼球在離心力和與襯瓦接觸時產生的摩擦力的共同作用下，被襯板帶到一定高度，受本身重力作用沿拋物線下落將煤擊碎。磨煤機鋼球與原煤相互間撞擊產生機械性的噪聲。主要的噪聲是筒體轉動時鋼球與鋼球、鋼球與筒體襯板、鋼球與原煤相互間撞擊產生的機械性噪聲。筒體是一個強反射面，即聲學上的硬壁面，對入射的聲波吸收少而反射多，因此聲波在筒體內連續(xù)反射，形成一個混合聲場，噪聲高達115-119dB；噪聲的頻帶也很寬，通常在31.5-8000Hz，聲壓級均超過95dB。

2. 球磨機內原煤的存儲量。在運行期間，需要向球磨機連續(xù)、均勻給煤，保證磨機內有足夠的存煤量，如果出現斷煤或給煤量過小時，則會造成鋼球與鋼球之間、鋼球與襯板之間產生巨大的沖擊聲，造成球磨機噪音增大。

3. 球磨機筒體外側的隔音毛氈及護罩的安裝情況。球磨機制造時，其外部增加了一層3mm厚的隔音毛氈，目的就是為了降低噪音。最外層安裝了防護罩，也具有降低噪音的作用。在球磨機檢修過程中，由于拆卸、安裝過程中的不規(guī)范，導致其內部隔音毛氈損壞、防護罩密封不嚴密，造成球磨機噪音逐級增大。

三、磨煤機降噪方法

根據鋼球磨煤機測得的數據分析結果，產生噪音的區(qū)間在300Hz-725Hz之間。我們主要針對這個低頻區(qū)間進行降噪?，F行的降噪方法分為有源降噪和無源降噪兩種。有源降噪又稱反聲、有源噪聲抵消、有源降噪、有源吸收等。以主動產生一個聲場來抵消另一個現有聲場的技術。無源降噪是傳統(tǒng)的噪聲控制方法，包括消聲、吸聲、隔聲、隔振、阻尼減振及其多種技術綜合的方法。

減少鋼球沖擊產生的振動和降低筒體表面的聲輻射，是從噪聲根源進行治理的關鍵。有源控制技術在低頻范圍、硬件可行性及成本等方面具有無源控制技術無可比擬的優(yōu)越性，已經成為噪聲控制界的一個研究熱點，在理論上是可行的。但因鋼球磨煤機噪聲聲場環(huán)境復雜，噪聲源頻譜多變，且隨時間起伏較大，噪聲呈寬頻特性，加上控制技術的約束，多年來此領域的研究工作進展不大。因此采用無源降噪是現行最簡單有效的方法。

1. 加隔音罩

加隔音罩法就是用一個較大的罩子，將球磨機的輥軸整個罩起來，外殼多為金屬，里面有帶護面的吸聲材料。該方法的優(yōu)點是有較好的降噪效果，一般噪音量可達15-20dB。缺點就是占地面積較大，狹窄的地方不能應用。另外，對設備的運行巡視、清理漏煤粉、裝卸鋼球、維護檢修帶來麻煩。設備檢修時隔聲罩要拆掉，檢修完又要重新安裝，在拆卸過程中，隔聲罩的構件易損壞，同時也給檢修人員增加了許多工作量。

2. 在襯板底部設彈性層

在襯板底部設彈性層消除襯板和輥筒之間的剛性連接，這種方法不易掌握，弄不好不是無效就是更糟。只有正確選擇橡膠墊材料并認真安裝，確保隔振質量，才能獲得滿意的效果。這種方法可降噪15dB以上，但造價昂貴。鋪在橡膠墊上的襯板像彈簧球一樣，原則上屬于一個振動系統(tǒng)，若砸在襯板上的鋼球沖擊力隨襯板的固有頻率而變化，導致振幅增大，此時不管采用什么樣的隔振方法都無濟于事。只有在振動和噪聲的頻率大于襯板的固有頻率時，才能取得明顯的效果。同時這種方法只有在設計球磨機時考慮才有可能，如果球磨機和襯板的尺寸已定，再想加彈性墊，筒內經變小，襯板就無法安裝。

3. 吸聲材料降噪

巖棉發(fā)泡復合材料，具有優(yōu)異的中低頻吸聲性能，對頻率在1600Hz以下噪聲的平均吸聲系數達0.6，這個針對現行的噪音頻率區(qū)間是很有效的。巖棉發(fā)泡復合材料從成本上來說，這種材料的造價低廉，易于成型，它的生產是用聚氯乙烯，乙丙橡膠。把巖棉發(fā)泡復合材料加入隔聲罩的效果是最佳的，可以降低噪音8-12dB，是一種良好的吸聲材料，對磨煤機的噪音再次降低有很好的幫助。

4. 襯瓦螺旋線布置

鋼球磨煤機襯板呈水平直線布置，隨著筒體轉動，逐排推升鋼球和物料到達一定高度下拋，致使動負荷瞬間劇增，波動很大，同時，隨著下拋動作，瞬時撞擊能量達到極值，噪聲頻譜出現峰值。周而復始，動負荷和噪聲都出現周期性的變化。國內外學者提出襯板的螺旋線布置方式代替水平直線布置。降低動負荷波動，可減少電耗30%左右，削低了動負荷和噪聲峰值，使球磨機運轉平穩(wěn)，撞擊過程平穩(wěn)，不影響出力，這項改進措施可降噪8dB-12dB。

5. 采用非球形鋼制研磨體

可以采用非球形鋼制研磨體，鋼球磨煤機噪聲與鋼球直徑的三次方成正比，對同樣質量的研磨體，在保持原有沖擊力不變的情況下，將鋼球改為24面體、18面體等棱形鋼制研磨體，利用其棱、角特有的切割與破碎能力不但可提高磨煤效率，而且可降低噪聲5dB-8dB。這種方法是很好的，從聲源上降低噪音，而且成本幾乎為零。我們可以很好的借鑒使用。

6. 簡易包扎

采用工業(yè)毛氈、玻璃棉等軟質吸聲材料和薄鋼板（3-4mm）做成弧形的隔聲蓋板，然后用螺栓緊固在輥筒上，為了檢修方便，輥筒上固定襯板的螺栓不進行包扎，在蓋板兩端的連接處留有150mm左右弧長的距離。這種方法降噪量在15dB左右，費用比隔聲罩法稍高。該方法克服了隔聲罩的缺點，不影響設備的維護、檢修、巡視，也不影響清理漏煤粉和裝卸鋼球。

四、結語

鋼球磨煤機在運行期間，其噪音遠遠超過國家職業(yè)健康標準要求，對現場作業(yè)人員的聽力造成損傷，影響員工身體健康。我們要通過改造，逐漸使現場噪音達到《工業(yè)企業(yè)場區(qū)噪聲控制設計規(guī)范》的國家噪音標準，即噪聲級90dB以下，從而大幅改善工作人員的作業(yè)環(huán)境，保障運行維護人員的身心健康。