化工機械設備的噪音污染與防護措施研究

郭佳

摘要：隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，越發(fā)重視化工機械設備的噪音污染。噪音污染不僅對工作人員的身體健康產(chǎn)生影響，還會對化工生產(chǎn)效率和安全事故造成影響。所以需要大力執(zhí)行降低噪音污染的措施。本文首先對化工機械設備噪音的分類、特點及產(chǎn)生原因進行闡述。然后再分析化工機械設備產(chǎn)生噪音的危害，主要危害包含工作人員的身心健康受到影響、設備的生產(chǎn)效率降低和化工機械設備遭到破壞。最后通過控制噪音源和傳播過程，提出相應的防護措施，這些措施的實施，能夠極大的降低化工機械設備的噪音污染。

關鍵詞：化工機械設備;噪音污染、措施

中圖分類號：TQ050;TB535 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）10-0115-05

1化工機械設備噪音的分類及特點

1.1化工機械設備噪音的分類

化工機械設備的噪音有很多，為了能夠快速準確的減小噪音的傷害，需要先將所有的噪音進行分類。一般情況下，噪音分類的依據(jù)比較多，通常以噪音聲源、噪音頻率、噪音時間和噪音源的設備進行分類。以下將對其具體分類。

1）按照噪音聲源分類按照噪聲的聲源分類就是化工機械設備發(fā)出噪音的傳播介質(zhì)不同，即分為氣體傳播介質(zhì)、固體傳播質(zhì)和液體傳播介質(zhì)。氣體傳播介質(zhì)的噪音就是比如更風機、鼓風機等設備所發(fā)出的高速氣體擾動所發(fā)出的噪音;固體傳播介質(zhì)的噪音較為多見，比如球磨機、粉碎機等設備，這類噪音就是設備不規(guī)則振動所發(fā)出的噪音;液體傳播介質(zhì)就是液體與其他物質(zhì)碰撞所發(fā)出的噪音。

2）按照噪音頻率分類不同的化工機械設備所產(chǎn)生的噪音的頻率也是不一樣的，其噪音污染程度也會不一樣，所以按照噪音頻率可以分為低頻噪音、中頻噪音和高頻噪音。低頻噪音的頻率大致在20Hz～400Hz，這類噪音的頻率低，但是傳播能力比較強，而且傳播時噪音不容易消減，比如低速運轉(zhuǎn)的風機。中頻噪音的頻率大致在400Hz～1000Hz，這類噪音頻率是出現(xiàn)得最多的，所以在控制噪音污染時，需要重點防治中頻噪音。高頻噪音的頻率大致在1000Hz-20000Hz，這類的噪音頻率太高，一般是電機設備所發(fā)出的，要及時的對該類噪音從聲源上控制。

3）按照噪音時間分類類似于生活噪音，化工機械設備的噪音也可以按照噪音持續(xù)時間長短分，趙玫等人已經(jīng)將其分為穩(wěn)態(tài)噪音、脈沖噪音、起伏噪音等。對于時間長的噪音，要能夠從源頭進行控制。

4）噪音源的設備分類粉碎設備：在化工機械設備加工過程中，有一類機械設備會與加工的材料進行接觸，會發(fā)出噪音，這類機械設備就是粉碎者被，比如球磨機、破碎機、研磨機等，粉碎設備所發(fā)出的噪音比較大，處于所有噪音中的污染較為嚴重的噪音?；旌显O備：混合設備所發(fā)出的噪音是在工作時自身所發(fā)出的噪音，比如均值設備、乳化機等。篩分設備：篩分設備的噪音是很小的，對人體和機器的危害比較小，比如過濾機、離心機等。傳質(zhì)設備：該類設備產(chǎn)生的噪音也比較小，比如吸收器等。輸送設備：就是進行物質(zhì)傳遞的設備，該類型的設備是噪音產(chǎn)生的主要來源，所以是噪音控制的重點，比如加料機、鼓風機等。反應設備：反應設備所產(chǎn)生的噪音也不大，但是這類設備會與工作人員緊密聯(lián)系，比如發(fā)酵提取設備等，所產(chǎn)生的噪音就會對工作人員有直接的影響，擾亂工人的心情，就會降低工作效率，長期受到這種噪音的污染還會對身體噪聲傷害。

1.2化工機械設備噪音污染的特點

噪音就是就是一種聲音，但是這種聲音干擾到人們的工作、學習和生活，還有一種振動所發(fā)出的聲音，這種振動的振幅和頻率是沒有規(guī)律的，而且是雜亂的?；C械設備由于其工作『生質(zhì)和自身特點也會產(chǎn)生噪音污染，化工機械設備的噪音特點有以下幾個方面。

1）噪音來源多：在化工生產(chǎn)的過程中，會涉及到運用很多的機械設備，這些機械設備又包含著很多的零部件，每一個地方都有可能產(chǎn)生噪音，所以噪音的來源比較多，影響大。

2）噪音持續(xù)時間長：在化工生產(chǎn)中，只要化工機械設備開始運行，就會產(chǎn)生噪音污染，在化工生產(chǎn)中，每天的工作的時間時固定的，所以化工機械設備所發(fā)出的噪音是連續(xù)陸穩(wěn)定的，而且是很多聲音組合成的噪音。

3）化工機械設備的噪音有潛在危險性：噪音看似對人、對機械設備沒有直接的影響，當人長時間的處于噪音的環(huán)境中時，也沒見過會有致命的危險，但是當積累的時間過長，就會出現(xiàn)問題，而且這種問題是很難被提前發(fā)現(xiàn)的。

2化工機械設備噪音產(chǎn)生的原因

化工機械設備發(fā)出的噪音都會有其原因，而且只有當知道原因之后才能對癥下藥，對噪音污染做一系列的治理措施。按照噪音產(chǎn)生的原因可以將其分為四種類別，分別為振動噪音、噴射噪音、旋轉(zhuǎn)噪音和電磁噪音，下面將對其產(chǎn)生噪音的原因進行分析。

2.1化工機械設備振動噪音

振動噪音按照噪音源不同又可分為設備振動和管道振動。設備振動就是化工機械設備在運作過程中，當運轉(zhuǎn)部件達不到平衡后，就會進行兩邊晃動從而引發(fā)噪音，也會由于聯(lián)軸器定心不穩(wěn)，也會造成機械設備發(fā)出噪音。而且當機械設備的運轉(zhuǎn)速度越來越快時，噪音污染也將會更加嚴重。

管道振動所發(fā)出的噪音主要有兩個原因，第一個原因就是管道內(nèi)的液壓沖擊力所造成的，當這種力量很強時，就會使管壁的應力非常大，管道就會發(fā)生嚴重的振動，從而引起管道振動噪音。第二個原因就是氣流脈動所引起的噪音，在管道內(nèi)形成了氣體和液體，會形成空化現(xiàn)象，當氣泡破裂時就會在管道內(nèi)形成很強的沖擊力，從而擾亂管道，使之失去平衡，造成噪音污染。造成這兩種原因的都與流體流速突變有關，而突變的原因有：泵的開啟和停止、液體遇到節(jié)流孔、閥門的快讀開關、流體速度的變化等。

2.2化工機械設備噴射噪聲

當高速氣流從管口噴射而出時，其周圍的空氣將會被迅速的卷人到氣流中，而且射流量越多，周圍被卷入的空氣面積就會越大，這些氣流會與空氣進行動量質(zhì)量交換，從而造成較大的噴射噪音。黃澤淦等人就對化工機械設備噴射噪音進行過實驗，文中提出當噴口距離越來越遠時，射流的寬度也會越來越大，當壓力越來越小時，流動也會越來越小。圖1即為化工機械設備噴射噪音流場圖。

氣流噴射過程大致可分為三個區(qū)，即混合區(qū)、過渡區(qū)和擴散區(qū)。當氣流剛從管口噴出時，由于其流速較快，故能保持成束狀流動，這一段的距離一般為4～5D（D為噴口直徑）。在距離管口5～8D處，噴射氣流在剪切周圍空氣的同時，兩者發(fā)生強烈的混合并逐漸向外擴散，從而產(chǎn)生強烈的噪聲。因此，混合區(qū)、過渡區(qū)是噴射噪聲的主要產(chǎn)生區(qū)域，發(fā)出高頻噪聲，在擴散區(qū)兩者進一步混合形成紊流，發(fā)出低頻噪聲。

2.3化工機械設備的旋轉(zhuǎn)噪音和渦流噪音

化工機械設備的旋轉(zhuǎn)噪音就是設備在工作過程中，有的機械設備工作時高速旋轉(zhuǎn)，如風機等，當葉輪高速旋轉(zhuǎn)時就會快速的將空中的氣體切割，從而引發(fā)氣壓脈動，就會造成旋轉(zhuǎn)噪音。而且該類噪音頻率是可以根據(jù)葉片數(shù)和葉片轉(zhuǎn)速求出的，當轉(zhuǎn)速越快時，所形成的噪音頻率就會越大，當葉片數(shù)越多時，其噪音頻率也會越來越大。

葉輪的轉(zhuǎn)速會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)噪音，還會引起渦流噪音，即當葉輪高速運轉(zhuǎn)時，與周圍的空氣相互作用，從而使葉輪的后面形成渦流，這些渦流又會分解成多個小渦流，這些渦流就會引起渦流噪音，它的噪音頻率與旋轉(zhuǎn)噪音一樣可以求出其頻率。當氣體與氣流的相對速度越來越大時，所產(chǎn)生的渦流噪音頻率就會越大，當氣體入射方向的厚度越來越大時，所產(chǎn)生的渦流噪音頻率就會越小。

2.4化工機械設備電磁噪音

化工機械設備的電磁噪音主要就是定子的振動造成的。在電機中氣縫磁場中，定子和轉(zhuǎn)子相互作用產(chǎn)生了一種了力讓其改變了形狀，從而使其發(fā)生振動，就會造成電磁噪音。再就是定子和轉(zhuǎn)子受到高次諧波的徑向力影響，使其發(fā)生了變型，而且定子的剛性不強，當收到外力時就會發(fā)生較大的變形振動，從而發(fā)生化工機械設備的電磁噪音。

3化工機械設備噪音污染的危害

3.1噪音污染對人的危害

有研究表明，當噪音強度超過80dB時，人體的健康就會受到影響，此時的影響還不算大，當時長時間受到該強度的影響就會造成更嚴重的傷害，而當噪音強度達到110dB時，就會對人體產(chǎn)生直接的傷害，此時的噪音環(huán)境下，人體是受不了的。噪音首先是對人體的聽力產(chǎn)生影響，比較輕的影響就是當人體不處于噪音環(huán)境下時聽力就會自動的恢復正常，嚴重的影響就是當人體處于噪音污染較為嚴重的環(huán)境時就會直接導致耳聾。當噪音的頻率達到4000HzA左右時，人的聽力能力就會開始降低，當長時間處于這種環(huán)境下時，就會導致完全喪失聽力能力。為了更好的反應出正常聽力和噪音聾聽力，圖2和圖3即為兩個聽力的曲線圖。

噪音除了造成聽力問題，還會給人的生理機能造成影響。有研究表明，心臟病的發(fā)展與噪音污染有關，噪音還會影響人體的消化系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)。噪音還會對人的心理造成影響，當處于噪音環(huán)境下時，人體就會柑橘到煩躁不安的負面情緒，當噪音污染越強時，人體的心理負面情緒就會越大。

還有就是當人體受到噪音污染時，就會從耳朵傳到大腦中樞神經(jīng)，這樣將會讓人的全部器官都受到影響，當長期處于噪音環(huán)境下時，中樞神經(jīng)系統(tǒng)就會受到比較嚴重的影響，會出現(xiàn)頭痛、眼花、乏力、記憶力衰退等現(xiàn)象。

3.2噪音污染對化工機械設備安全生產(chǎn)的影響

在化工生產(chǎn)中，一個小問題的失誤都可能造成嚴重的后果?；C械設備的噪音污染就會使工作人員受到干擾，當機械設備出現(xiàn)某種信號時，由于工作人員受到噪音的污染，不能及時的、準確的判斷出機械設備的信號，而且當機械設備出現(xiàn)某種危險的聲音信號時，由于噪音太大，工作人員無法清晰的辨別出，就會造成嚴重的安全生產(chǎn)后果。而且當工作人員長期處于噪音環(huán)境中時，就會影響到他們的心情，使他們無心于工作，出現(xiàn)消極情緒，就會降低他們的工作速率。因為有研究表明，當人在噪音的環(huán)境下心算時，不僅會降低反應速度，還會提高錯誤率，所以噪音污染對安全生產(chǎn)產(chǎn)生了比較嚴重的后果。

另外，噪音對工作人員造成的影響就會直接反應在化工生產(chǎn)效率和安全事故上，而且，當噪音強度越來越大時，對化工機械設備的安全生產(chǎn)的負面影響就會越來越大。還有，噪音還會對信號產(chǎn)生屏蔽的作用，就會使工作人員難以發(fā)現(xiàn)各種危險信號，就會造成各種安全事故。

3.3超強噪音對化工機械設備的影響

噪音看似就是一種聲音，當噪音強度很大時，也會具有非常大的殺傷力，也會對儀器設備造成直接的傷害，還會影響到建筑物本身。當噪聲的強度超過150dB時，化工機械設備的電阻、晶體等就會受到非常嚴重的破壞。當噪音的強度和頻率都非常大時，化工機械設備的就會受到直接的傷害。建筑物是很難受到噪音的影響的，但是當強度超過140dB時，輕型建筑就會開始受到影響。所以對于超強噪音來說，對化工機械設備和建筑物就會造成直接的影響，這樣的環(huán)境下對人的傷害將會是更加嚴重的。所以必須得及時處理才不至于造成更大的傷害。

4化工機械設備噪音防護措施

噪音的三大要素為聲源、傳播媒介和接受點，當對其中一個要素進行控制就會降低噪音的污染。所以降低化工機械設備的噪音也同樣用從這三個要素上進行考慮。降低化工機械設備的噪音污染就會減少對工作人員的傷害，就會減少化工安全事故的發(fā)生。通常從以下幾個方面進行減小化工機械設備的噪音污染。

4.1化工企業(yè)廠房優(yōu)化設計合理布局

化工機械設備在生產(chǎn)過程中，噪音是完全避免不了的，當盡量控制化工機械設備自身的噪音污染強度的影響時，還需要對化工廠房進行合理布局和設計，也可以減少噪音的污染。如果是新建的化工廠房，需要對其進行綠化設計，合理布局，將機械設備安裝在最為合適的地方，以減小噪音污染;如果是已有的廠房，可以對機械設備的空間布局進行微調(diào)，還需要對廠房內(nèi)的綠化進行設計，這樣做就會削弱化工機械設備的噪音。對于噪音污染較為嚴重的機械設備，要盡可能的將其設置在車間的一側，而且這一側要有大量的植物用來吸收噪音，車間兩側的還需要設定一定的距離用來減弱噪音的傳遞，以免對另——側的設備造成干擾。

4.2安裝消聲器

針對氣體傳播介質(zhì)的噪音，安裝消聲器能夠發(fā)揮較大的作用，這是從化工機械設備噪音的源頭進行控制。一般情況下，在設備的吸氣口和排氣口進行安裝消聲器能達到非常好的效果，起碼可以減少一般的噪音污染。而且消聲器的種類比較多，多達十種，不能隨便對安裝，需要根據(jù)化工機械設備的噪音情況而確定什么類型的消聲器。另外，我國在消聲器上的研發(fā)處于世界前列，微穿孔板新型消聲器就是我國自主研發(fā)的，其功能強大，應用范圍也很廣闊，對于噪音的防護上也能起到非常好的效果。

4.3控制振動源

對化工機械設備的噪聲源進行控制，可以達到非常的防護效果，而且還經(jīng)濟有效?；C械設備的大部分噪音都是通多振動、摩擦、撞擊所產(chǎn)生的，歸根結底都是因為振動造成的噪音污染，當振動越大時，所產(chǎn)生的噪音就會越大。從噪聲源頭進行控制的措施，將是一個主要的方式。

對于從化工機械設備的振動源進行控制，需要對機械設備的設計進行改造，電機產(chǎn)生的噪音非常的大，需要在電機上面安裝變頻器。將設備進行結構優(yōu)化，還要盡可能的控制好設備的轉(zhuǎn)速，因為轉(zhuǎn)速越高，引發(fā)的噪音就會越大，而且該轉(zhuǎn)速又不能影響到化工生產(chǎn)。還需要提高設備的質(zhì)量，并且在設備中加入潤滑劑減少摩擦所產(chǎn)生的噪音。從振動源上控制噪音，就是讓機械設備的設計合理、使用合理。

4.4化工機械設備上加裝隔聲措施

除了對化工機械設備的聲源上進行削弱噪音外，還可以在聲源和接受者之間進行削弱噪音。隨著我國的科學技術的快速發(fā)展，很多的隔聲材料被研發(fā)用于化工機械設備上，這種隔音防止噪音的措施的效果也是非常明顯的。比如在化工機械設備上安裝隔聲罩，隔音罩里面放的是一些吸聲的材料，比如玻璃纖維或者鈣化棉等，就可以將化工機械設備上所產(chǎn)生的噪音減小。

還可以通過水封或者水阻法達到降低噪音的作用。以化工機械設備鼓風機為例，將其所用的鋼板進行改造，首先將單層薄鋼板改造為雙層的，其兩層鋼板之間留有一定的距離，然后再兩板之間加入循環(huán)冷卻水。該方法不僅可以降低化工機械設備的溫度，水的作用還可以削弱鼓風機的噪音污染，可以說是一舉兩得，既環(huán)保又節(jié)能，還能達到減少噪音的作用。

4.5減少化工機械設備的振動

有些機械設備，比如壓縮機等，經(jīng)過長時間的運行，就會造成設備的重量不平衡，導致這種大型設備發(fā)生振動。這種振動雖然不像電機那樣發(fā)出較大的噪音，但是這種低頻的噪音持續(xù)時間長，具有較強的穿透力，會對工作環(huán)境造成很不好的現(xiàn)象，對旁邊的工作人員將是一個長期的影響。造成這種機械設備振動的原因也非常的多，為了減少這種振動，就需要相關人員對化工機械設備進行規(guī)范的操作。在設備的制作過程就需要進行精確的工作，避免各種不利的因素影響到化工機械設備的質(zhì)量，就可以減少設備的振動頻次。此外，還需要在化工機械設備的安裝過程中，盡可能提高安裝工藝質(zhì)量，保障化工機械設備的強度和剛度符合要求，為了減少振動，在化工機械設備的底座設計上用柔性彈性的材料和減振材料，當設備在運行過程中，就可以通過底座的形變從而減少這種振動發(fā)生。所以減少化工機械設備的振動，就可以降低低頻率的噪音。

4.6設備之間用隔音與吸音處理

有的化工機械設備的噪音比較突出，可以將其進行隔音與吸音處理，使化工機械設備的噪音在傳播過程中被削弱。如果工作人員需要長時間的呆在車間，為了減輕噪音對工作人員的傷害，可以將主要產(chǎn)生噪音的機械設備用密封罩罩起來，將噪聲源密封起來，就可以減少其傳播出去的噪音。對于存在噪音很大的車間來說，還需要對車間進行吸音處理，即將車間的內(nèi)壁上用吸音材料進行裝飾，如纖維板、泡沫塑料、多孔纖維材料等，從而可以將噪音在傳播的過程中將其阻絕，起到減弱噪音的作用。

5結論

綜上所述，化工機械設備的噪音污染可以分為好幾個類別，可以按照噪音頻率、噪音持續(xù)時間、噪音聲源和產(chǎn)生噪音的機械設備分類。噪音的特點有三個，分別為噪音來源多、噪音持續(xù)時間長、具有潛在的危險性。如果人長時間的處于噪音的環(huán)境下，其身心將會受到影響，當工作人員的身心受到影響之后就會導致其工作效率降低，降低了化工生產(chǎn)效率，嚴重還會造成安全事故，超強的噪音還會對化工機械設備造成之間破壞，甚至還會影響到建筑物的正常使用。通過對這些的分析，本文提出了六個降低機械設備噪音的措施，這些措施的不外乎都是通過控制聲源和傳播過程，都能夠達到很好的控制噪音污染的作用。所以，對于化工機械設備的噪音防護措施，我們要能夠從聲源上、傳播過程中控制，甚至還可以對接受者進行控制，即從噪音的三要素上著手解決噪音污染。