新型拉矯機降噪除塵裝置設(shè)計原理及應(yīng)用研究

文_李婷 廣西柳鋼環(huán)保股份有限公司

鋼鐵廠多采用拉矯機對帶鋼材進行拉伸矯直的精整作業(yè)，而近年因生產(chǎn)需要隨著拉矯機組運行速度的提高，拉矯機工作運行噪聲污染也隨之加重，且拉矯機生產(chǎn)中產(chǎn)生的鐵粉塵灑落于帶鋼表面，不同程度影響帶鋼表面質(zhì)量。為此，需對拉矯機采取降噪和除塵措施，降噪措施多選用密閉性隔聲罩，罩外配置除塵器。本文主要分析一種新型拉矯機降噪除塵裝置設(shè)計原理及應(yīng)用情況，以論證該裝置的實用性。

1 工程概況及污染源分析

1.1 拉矯機概況

本降噪除塵裝置應(yīng)用于柳鋼冷軋板帶廠6#重卷線拉矯機組。該拉矯機組本體由出、入口導(dǎo)向輥、兩彎兩矯的四個單元輥系等組成。拉矯機出、入口導(dǎo)向輥位于拉矯機的兩側(cè)。

1.2 拉矯機噪聲源分析

拉矯機組運行過程中發(fā)聲部位多，是一個多聲源發(fā)聲體，其噪聲主要由摩擦噪聲、機械噪聲、電機噪聲等組成。

經(jīng)對拉矯機周圍7個測試點檢測可知（見表1），拉矯機停運時，現(xiàn)場噪聲檢測值為78.2～83.2dB（A）；拉矯機運行時，機組工作噪聲平均值高達108.3 dB（A），頻帶范圍為63～8000HZ，為中、低、高寬頻帶噪聲特性，峰值為2000HZ，超過職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)噪聲限值85dB（A）。

表1 拉矯機工作時噪聲檢測數(shù)據(jù)表

操作側(cè)中 80.1 81.3 86.6 84.2 92 95.4 103.3 100.9 98 107.4操作側(cè)后 78.9 79.8 85.7 84.1 91.1 95.2 103.5 100.7 97.8 107.0

1.3 拉矯機粉塵源分析

拉矯機轎正鋼卷時，與鋼卷摩擦，會散發(fā)一定量的鐵粉到空氣中，產(chǎn)生粉塵污染。經(jīng)檢測，拉矯機運行時粉塵檢測值為2.6mg/m3，小于衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值8mg/m3，但鐵粉塵灑落于帶鋼表面，不同程度影響帶鋼表面質(zhì)量。

2 治理目標(biāo)

根據(jù)《中華人民共和國國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中相關(guān)要求，拉矯機降噪治理目標(biāo)為在其隔音房外的噪聲控制在85dB（A）以下，則工程降噪量需達26.7dB（A）以上；本除塵方案主要在于削減灑落于帶鋼表面的鐵粉塵量，并確保拉矯機旁粉塵濃度達到標(biāo)準(zhǔn)限值8mg/m3。

3 降噪措施的選擇

噪聲控制中，最積極、最有效的方法是優(yōu)先從聲源上進行控制，即優(yōu)先采用低噪聲設(shè)備、裝置或產(chǎn)品，其次就是從傳播途徑上進行控制。結(jié)合本工程實際情況，拉矯機設(shè)備作為噪聲源已安裝投入使用，降噪措施只有從傳播途徑上進行控制。

傳播途徑降噪措施多選用隔聲罩，本工程降噪措施選用金屬板隔聲罩，并采用內(nèi)吸外隔的結(jié)構(gòu)形式，即在罩內(nèi)飾一定厚度吸聲材料，吸聲材料由阻尼隔音氈、超細離心玻璃棉和隔音專用涂材組成。

4 治理技術(shù)難點

拉矯機設(shè)備增加隔音罩后，拉矯機內(nèi)部處于一個相對密閉的狀態(tài)，隔音罩里的鐵粉無法散開而堆積在罩子里，易導(dǎo)致密閉空間內(nèi)拉矯機旁粉塵濃度超標(biāo)且設(shè)備上鐵粉堆積較多影響設(shè)備運行。員工入隔音罩內(nèi)檢查設(shè)備時，超標(biāo)的粉塵濃度將影響職工身體健康，且增加罩子后也不方便清理。因此，隔音罩需配置除塵系統(tǒng)。

本工程隔音罩配置除塵系統(tǒng)后，降噪和除塵措施協(xié)作中又存在一定的矛盾，即拉矯機采取密閉性隔音罩將導(dǎo)致除塵措施補風(fēng)量不足，無法有效發(fā)揮除塵效果，如隔音罩上開設(shè)補風(fēng)口，又形成的漏聲點削減降噪效果。

5 治理技術(shù)難點處理

5.1 隔音房結(jié)構(gòu)及降噪難點處理

5.1.1 降噪難點處理

隔音罩上兩側(cè)預(yù)留出與卷板規(guī)格相同的長方形進出口，該兩處開口相對整個隔音罩面積較小，長卷板物料進出運行與周圍及隔音罩里空氣之間相互作用，在開口處衍生出空氣動力性噪聲，影響了降噪效果。

針對該開口處漏聲點，根據(jù)空氣動力性噪聲消聲原理，可在隔音房兩端物料進出口設(shè)置消聲通道，通道材料采用與隔聲罩相同的材料，即金屬板+吸聲材料內(nèi)吸外隔的隔音板，也形成了阻性消聲器，大程度地削減物料出入口漏聲點噪聲量，達到了設(shè)備有效降噪的目的。

由專業(yè)教樣消聲通道消聲量計算式可知，消聲通道設(shè)置適當(dāng)?shù)拈L度和較小面積的截面有利于提高消聲量，因此為保證消聲通道較長的長度及維修需要，在隔音罩兩側(cè)物料進出口消聲通道較設(shè)計成可伸縮的長方形通道，并根據(jù)卷板規(guī)格、進出口高度及維護需要，盡量縮小通道截面。

5.1.2 隔音房結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)設(shè)備檢修需要，拉矯機隔音罩主體設(shè)計為整體可吊裝移走的隔音房，拉矯機隔音房進出料口設(shè)計為各兩節(jié)伸縮移動消音通道。拉矯機前側(cè)移動部件上設(shè)計一幅固定在移動部件上的隔音墻以便于檢修，移動設(shè)備下方地下通道設(shè)計兩幅隔音墻。

為方便維修及觀察設(shè)備運行情況，在隔聲罩的罩體上開設(shè)檢修隔聲門及觀察隔聲窗。隔聲窗采用雙層固定密封，并在兩層的邊框上襯密封條，隔聲門門縫同樣采取密封條。

5.2 除塵措施及與降噪措施協(xié)作難點處理

隔音罩外配置一套除塵系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)主要由集氣罩、風(fēng)管、濾筒式除塵器除塵器、風(fēng)機組成。集氣罩設(shè)置于隔音房內(nèi)拉矯機鋼材進出口產(chǎn)塵點處進行收塵，風(fēng)管與隔聲罩連接處采取密封條以封閉間隙和減少風(fēng)管振動。

為保證隔聲罩內(nèi)補風(fēng)量及罩內(nèi)的通風(fēng)散熱，根據(jù)現(xiàn)場情況，在隔聲罩壁底部開設(shè)通風(fēng)進出口，并配置消聲百葉窗，以防止罩內(nèi)噪聲從進氣口向外輻射傳播，罩內(nèi)不另設(shè)通風(fēng)風(fēng)機。拉矯機組隔音罩和除塵系統(tǒng)布置見圖1。

圖1 拉矯機組隔音罩和除塵系統(tǒng)布置示意圖

6 應(yīng)用效果

目前該降噪除塵裝置已在柳鋼冷軋板帶廠6#重卷線拉矯機組安裝實施，并已通過了竣工驗收，驗收檢測數(shù)據(jù)（見表2）表明：拉矯機增加隔音房后，機組噪音低于噪聲標(biāo)準(zhǔn)限值，噪音平均下降25.9dB（A）；拉矯機附近的粉塵排放濃度削減至1mg/m3，低于標(biāo)準(zhǔn)限值，達到降噪和削減粉塵的目標(biāo)。

表2 治理前后同一檢測點檢測數(shù)據(jù)

7 結(jié)語

本新型拉矯機降噪除塵裝置結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備施工現(xiàn)場及運行需求，通過合理設(shè)計消聲通道，實現(xiàn)拉矯機的隔音罩和除塵系統(tǒng)的優(yōu)化協(xié)作，達到拉矯機降噪同時有效發(fā)揮除塵效果，也完全兼顧拉矯機活動部件檢修和卷板進出的空間需求。

通過該降噪除塵裝置的安裝，實現(xiàn)了拉矯機設(shè)備噪聲和粉塵達標(biāo)排放，削減了過多粉塵對帶鋼表面質(zhì)量的影響，一定程度減少了因帶鋼表面質(zhì)量引發(fā)的設(shè)備故障率，提高了設(shè)備管理質(zhì)量，改善了職工工作環(huán)境。