廠(chǎng)界噪聲治理技術(shù)研究及應(yīng)用

朱柏安

（攀枝花鋼釩有限公司能源動(dòng)力分公司，四川攀枝花 617062）

前言

攀鋼熱軋煤氣加壓站位于熱軋板廠(chǎng)北側(cè)，因“先生產(chǎn)后生活”歷史原因，煤氣加壓站北側(cè)距離廠(chǎng)界較近，廠(chǎng)界外即為生活區(qū)域。熱軋煤氣加壓站主要向熱軋板廠(chǎng)加熱爐供應(yīng)混合煤氣，為先加壓后混合工藝，設(shè)有3 臺(tái)D500 型離心式焦煤鼓風(fēng)機(jī)和3 臺(tái)AI750 型離心式高煤鼓風(fēng)機(jī)，一套高、焦?fàn)t煤氣混合裝置。分別加壓后的高、焦?fàn)t煤氣進(jìn)入煤氣混合系統(tǒng)，按一定比例混合后，由出站混合煤氣管道送往熱軋板廠(chǎng)加熱爐使用。熱軋煤氣加壓站現(xiàn)常態(tài)運(yùn)行1 臺(tái)焦煤鼓風(fēng)機(jī)、1 臺(tái)高煤鼓風(fēng)機(jī)，送出混合煤氣量常態(tài)在50000～70000 m3/h。工藝流程如圖1。

圖1 煤氣加壓站工藝流程圖

1 主要問(wèn)題

煤氣加壓站北側(cè)廠(chǎng)界敏感點(diǎn)噪聲不能穩(wěn)定達(dá)到GB 12348－2008《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》要求。為消除環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，需實(shí)施區(qū)域廠(chǎng)界噪聲治理。

2 噪聲現(xiàn)狀調(diào)查、分析

2.1 區(qū)域噪聲現(xiàn)狀

2016 年11 月16 日選用BK2250 精密聲級(jí)計(jì)（采用等效連續(xù)A 聲級(jí)）摸底監(jiān)測(cè)區(qū)域噪聲現(xiàn)狀,監(jiān)測(cè)點(diǎn)位見(jiàn)圖2，期間煤氣加壓站、熱軋空壓站、熱軋板廠(chǎng)均保持正常生產(chǎn)方式。廠(chǎng)界外居民區(qū)域敏感點(diǎn)9#晝間噪聲值為65.2 dB（A），敏感點(diǎn)8#、9#、10#夜間 噪聲值分 別為59.0 dB(A)、64.1dB(A)、56.7dB(A)，不滿(mǎn)足《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》中三類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)要求[晝間≤65dB(A)、夜間≤55dB(A)]。見(jiàn)表1。

圖2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位圖

表1 區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果 dB（A）

2.2 區(qū)域噪聲源辨識(shí)

區(qū)域噪聲源種類(lèi)主要分為空氣動(dòng)力性噪聲、機(jī)械噪聲、電磁噪聲，主要表現(xiàn)為點(diǎn)聲源。具體為熱軋煤氣加壓站站內(nèi)煤氣鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行高頻噪聲、煤氣氣流噪聲（熱軋板廠(chǎng)煤氣用量波動(dòng)影響煤氣回流產(chǎn)生氣流噪聲），熱軋空壓站活塞空壓機(jī)運(yùn)行低頻噪聲、壓縮空氣氣流噪聲，熱軋板廠(chǎng)循環(huán)水層流冷卻塔跌落噪聲。

近場(chǎng)噪聲分析：1#、2#點(diǎn)位噪聲源為煤氣鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪聲和冷卻水跌落噪聲。3#、7#點(diǎn)位主要為空壓機(jī)運(yùn)行噪聲和壓縮空氣氣流噪聲。4#、5#、6#點(diǎn)位主要為煤氣鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪聲和煤氣氣流噪聲。

敏感點(diǎn)噪聲分析：因1#、2#、3#監(jiān)測(cè)點(diǎn)位距離廠(chǎng)界及敏感點(diǎn)較遠(yuǎn)，加之靠北側(cè)有煤氣加壓站、空壓站廠(chǎng)房及喬木對(duì)聲源傳播進(jìn)行阻隔、消減，認(rèn)為1#、2#、3#點(diǎn)噪聲對(duì)敏感點(diǎn)噪聲貢獻(xiàn)不大，非主要控制噪聲源點(diǎn)。4#、5#、6#、7#點(diǎn)距離8#、9#、10#敏感點(diǎn)位距離較近，其聲源性質(zhì)包含低頻、高頻轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械噪聲及氣流噪聲，對(duì)8#、9#、10#點(diǎn)位噪聲貢獻(xiàn)大，應(yīng)為噪聲主要控制點(diǎn)位。

3 噪聲源控制研究及治理

3.1 噪聲源

熱軋空壓站側(cè)7#點(diǎn)位噪聲主要包括空壓站活塞式空壓機(jī)進(jìn)排氣閥的沖擊聲，軸承、連桿等運(yùn)動(dòng)部件的摩擦和沖擊聲，進(jìn)氣和排氣管道中的介質(zhì)發(fā)生周期性的壓力波動(dòng)，產(chǎn)生空氣動(dòng)力性噪聲。在2002 年已對(duì)空壓站進(jìn)行了降噪治理，活塞式空壓機(jī)室外吸、排氣管，后冷卻器，過(guò)濾器等安裝了隔聲罩，在空壓機(jī)吸、排氣管上設(shè)置了消聲器，同時(shí)空壓站窗戶(hù)均設(shè)置為雙層隔聲窗，靠敏感點(diǎn)北側(cè)大門(mén)安裝了阻尼隔聲門(mén)。

從監(jiān)測(cè)點(diǎn)位分布看，7#點(diǎn)距離8#敏感點(diǎn)較近，從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比看8#敏感點(diǎn)噪聲監(jiān)測(cè)值較9#敏感點(diǎn)晝間低8.4 dB（A）、夜間低5.1 dB（A）。研究認(rèn)為空壓站近場(chǎng)7#點(diǎn)噪聲對(duì)廠(chǎng)界敏感點(diǎn)噪聲貢獻(xiàn)非主要因素。

空壓站壓縮空氣冷凝水排放點(diǎn)共3 個(gè)，為保障送出壓縮空氣質(zhì)量，每?jī)尚r(shí)需對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)氣罐內(nèi)冷凝水進(jìn)行排放、收集，在手動(dòng)進(jìn)行冷凝水排放時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的氣流噪聲，故需對(duì)排放點(diǎn)安裝自動(dòng)疏水器，實(shí)現(xiàn)壓縮空氣自動(dòng)疏水，杜絕氣流噪聲產(chǎn)生。

因此，目前熱軋空壓站區(qū)域重點(diǎn)做好現(xiàn)有噪聲防治設(shè)施日常維護(hù)、保養(yǎng)工作，確保正常運(yùn)行，暫不進(jìn)行工程治理。

3.2 熱軋煤氣加壓站噪聲治理

熱軋煤氣加壓站站內(nèi)噪聲源主要為空氣動(dòng)力性噪聲、機(jī)械噪聲、電磁噪聲，站內(nèi)煤氣鼓風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲主要為旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲；鼓風(fēng)機(jī)機(jī)械噪聲主要是由軸承等回轉(zhuǎn)體的不平衡轉(zhuǎn)動(dòng)，零部件摩擦與撞擊產(chǎn)生的振動(dòng)，通過(guò)機(jī)殼、管路等向外部輻射產(chǎn)生；電磁噪聲是鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)空隙中磁場(chǎng)脈動(dòng)，定子與轉(zhuǎn)子之間交變電磁引力，磁性伸縮引起電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)共振而產(chǎn)生。

綜合分析，煤氣加壓站噪聲為高頻噪聲源，需采用消聲、阻隔的方式進(jìn)行綜合治理。

(1)熱軋煤氣加壓站廠(chǎng)房?jī)?nèi)噪聲治理

熱軋煤氣加壓站廠(chǎng)房墻體為磚混結(jié)構(gòu)，根據(jù)隔聲“質(zhì)量定律”墻體本身具有一定的隔聲能力，可有效減弱聲音傳播，但是由于墻體立面根據(jù)不同功能要求，設(shè)置了若干未經(jīng)隔聲處理的鋼窗、大門(mén)、軸流風(fēng)機(jī)等裝置，使廠(chǎng)房墻體隔聲能力削弱，造成廠(chǎng)房?jī)?nèi)加壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲大量外泄，因此，須首先對(duì)煤氣加壓站廠(chǎng)房?jī)?nèi)噪聲進(jìn)行隔聲處理。

現(xiàn)廠(chǎng)房門(mén)窗為鋼結(jié)構(gòu)框架，部分門(mén)窗存在孔隙噪聲透聲面積大，故選擇透聲系數(shù)小的材質(zhì)對(duì)門(mén)窗隔聲進(jìn)行整治。采用隔聲窗，邊框?yàn)樗茕?，雙層中空玻璃。隔聲窗共有三層，上層為 4200×2400 mm 隔聲窗組件 10 組；中層為 1500×1200 mm隔聲窗 20 樘；下層為 1500×1200 mm 隔聲窗25 樘，隔聲窗隔聲面積總計(jì)182 m2。

采用消聲阻尼隔聲門(mén)對(duì)現(xiàn)有站房大門(mén)進(jìn)行整治。門(mén)框尺寸900×2000 mm，門(mén)體厚度80 mm，復(fù)合式吸隔聲結(jié)構(gòu)：鍍鋅隔聲板+阻尼層+離心玻璃棉板+阻尼+鍍鋅隔聲板+鍍鋅板骨架+鋼門(mén)框，數(shù)量為6 樘；

對(duì)站房二層排風(fēng)口軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行消聲，采用φ200 圓筒式排風(fēng)消聲器，共計(jì)24 組。

上述措施實(shí)施后極大程度消除了煤氣加壓站廠(chǎng)房噪聲穿透問(wèn)題，提高了廠(chǎng)房構(gòu)筑物一體化設(shè)施隔聲、消聲能力。

(2)熱軋煤氣加壓站煤氣管道氣流噪聲治理

熱軋煤氣加壓站站內(nèi)送出煤氣流量根據(jù)熱軋板廠(chǎng)生產(chǎn)負(fù)荷情況而動(dòng)態(tài)調(diào)整，送出煤氣流量變化調(diào)節(jié)時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣流噪聲，故在站房外部煤氣管道上外包聚氨酯泡沫吸聲棉，進(jìn)出氣管道共有6 組，進(jìn)出氣每段管道上外包聚氨酯泡沫吸聲棉20 m，阻隔氣流噪音。

(3)熱軋煤氣加壓站廠(chǎng)房外噪聲治理

通過(guò)實(shí)施熱軋煤氣加壓站廠(chǎng)房?jī)?nèi)噪聲整治、煤氣管道氣流噪聲整治，大幅度降低了機(jī)械高頻噪聲、氣流噪聲，但以結(jié)構(gòu)共振產(chǎn)生的連續(xù)低頻噪聲仍會(huì)通過(guò)空氣傳播到監(jiān)測(cè)點(diǎn)，因此還需在熱軋煤氣加壓站北側(cè)（靠居民區(qū)）設(shè)置隔聲屏障，進(jìn)一步控制噪聲源傳播。

從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，8#、9#、10#敏感點(diǎn)位中9#點(diǎn)超標(biāo)最高，要實(shí)現(xiàn)該敏感點(diǎn)噪聲達(dá)標(biāo)，還需降噪幅度不低于9.1 dB（A）。故采用隔聲屏。

隔聲屏選擇：根據(jù)隔聲屏理論降噪量計(jì)算公式：

式中：ΔL—隔聲屏降噪量，dB（A）；

N—越過(guò)屏障頂端衍射的菲涅耳數(shù)，它是描述音波傳播中，繞射性能的一個(gè)量，參見(jiàn)隔音屏障示意圖。

λ—聲波波長(zhǎng)，m；人能感受到最低與最高頻率在20～20000 Hz 范圍內(nèi)，相應(yīng)波長(zhǎng)17m～0.017m，250 Hz聲波波長(zhǎng)為1.4 m；

A—噪聲源到隔音屏障頂端的距離,m；

B—接受點(diǎn)到隔音屏障頂端的距離,m；

D—聲源到接受點(diǎn)之間的直線(xiàn)距離,m。

如圖3 所示：擬在煤氣加壓站北側(cè)堡坎上安裝隔聲屏，噪聲源至隔聲屏距離約為10 m，隔聲屏至9#點(diǎn)距離約為20 m，故D 總長(zhǎng)為30 m，隔聲屏高度擬選擇為6 m。

核算隔聲屏理論降噪：

A2=62+102計(jì)算A為11.66 m；

B2=62+202計(jì)算B為20.88 m；

N=2÷1.4×（11.66＋20.88-30）=3.63；

ΔL≈10×lg3.63＋13=18.6 dB（A）。

圖3 聲傳播路徑圖

從理論計(jì)算看，選擇總高6 m 的隔聲屏能夠滿(mǎn)足降噪需求。設(shè)置長(zhǎng)度為74 m、總高6 m 隔聲屏，隔聲屏設(shè)獨(dú)立的鋼結(jié)構(gòu)支撐框架，下部做混凝土基礎(chǔ)。隔聲屏隔聲板采用吸隔聲復(fù)合結(jié)構(gòu)，由厚度不低于150 mm 隔吸聲層、阻尼層等組成，隔聲屏一側(cè)為開(kāi)孔吸聲面、一側(cè)為平板面板，開(kāi)孔吸聲面朝向噪聲源,安裝見(jiàn)圖4。

圖4 隔聲屏安裝示意圖

4 效果

2017 年6 月全面完成了廠(chǎng)界噪聲治理工作，2017 年8 月9 日對(duì)8#、9#、10#敏感點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果（見(jiàn)表2）顯示熱軋煤氣加壓站區(qū)域廠(chǎng)界噪聲排放達(dá)到了《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》中三類(lèi)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 8#、9#、10#敏感點(diǎn)降噪效果 dB（A）

5 結(jié)論

通過(guò)本次廠(chǎng)界噪聲治理，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域廠(chǎng)界噪聲穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。2018 年1 月1 日起國(guó)家全面施行《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)稅法》，廠(chǎng)界噪聲超標(biāo)將按照超標(biāo)分貝數(shù)按月征稅，這進(jìn)一步倒逼了企業(yè)強(qiáng)力實(shí)施噪聲污染治理工作，在消除環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)噪聲不超標(biāo)不繳稅創(chuàng)效，為企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展提供了保障。