:引言

就現(xiàn)有新型干法水泥生產(chǎn)線而言，按照其生產(chǎn)工序，噪聲源主要分布在石灰石開采與破碎、物料皮帶輸送及轉(zhuǎn)運(yùn)、熟料生產(chǎn)線以及水泥粉磨與包裝運(yùn)輸?shù)炔课?，高噪聲源主要有礦山破碎機(jī)、生料立磨、煤磨、水泥磨等產(chǎn)生的機(jī)械性噪聲，空壓機(jī)以及羅茨風(fēng)機(jī)等發(fā)出的空氣動(dòng)力性噪聲，源強(qiáng)一般都在90~120 dB（A）甚至以上，具有噪聲源分布廣、聲源種類多、噪聲疊加影響大等特點(diǎn)，需采取吸聲、隔聲、消聲以及隔振、減振等措施對(duì)全廠主要噪聲源進(jìn)行綜合治理。某公司5 000 t/d熟料生產(chǎn)線于2009年10月投產(chǎn)，先后配套建設(shè)了年產(chǎn)220萬t水泥粉磨站和9 MW純低溫余熱發(fā)電，其廠界執(zhí)行二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)（即：晝間60 dB（A）、夜間50 dB（A）），經(jīng)測(cè)量部分廠界噪聲超出二類區(qū)夜間標(biāo)準(zhǔn)5~10 dB（A）左右，局部高噪聲區(qū)域超過15 dB（A）左右。

1 廠區(qū)主要噪聲源及特征分析

1.1 礦山區(qū)（破碎機(jī)）

該公司礦山有一臺(tái)石灰石破碎機(jī)，破碎機(jī)距離附近的居民樓敏感點(diǎn)不足500 m，居民受破碎機(jī)工作時(shí)的噪聲影響明顯。物料破碎噪聲主要包括皮帶擊打的聲音、石料擊打破碎機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械性噪聲、機(jī)器地基下降導(dǎo)致機(jī)器共振的噪聲，聲壓級(jí)高，超過100 dB（A），傳播距離遠(yuǎn)。

1.2 熟料生產(chǎn)線

1.2.1 主要噪聲源類型

熟料生產(chǎn)線主要噪聲源類型見表1。

表1 熟料生產(chǎn)線主要噪聲源

1.2.2 主要噪聲源的噪聲特性分析

（1）風(fēng)機(jī)的噪聲特性

熟料生產(chǎn)線大量使用包括離心風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)等各類風(fēng)機(jī)，噪聲問題突出。離心風(fēng)機(jī)主要用于通風(fēng)與除塵裝置中，其噪聲一般包括氣動(dòng)噪聲、機(jī)械噪聲及氣體和固體彈性系統(tǒng)相互作用產(chǎn)生的氣固耦合噪聲，為多頻率的音頻所組成，其中氣動(dòng)噪聲為主要聲源，約占45%。羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲主要有：進(jìn)氣和排氣口輻射的空氣動(dòng)力性噪聲、機(jī)殼管壁及電動(dòng)機(jī)輻射的機(jī)械性噪聲以及通過基礎(chǔ)振動(dòng)輻射的固體聲和電磁噪聲。其中以氣流噪音的強(qiáng)度最高，噪聲值在100 dB（A）左右。噪聲特性一般與風(fēng)機(jī)的流量、轉(zhuǎn)速、靜壓等因素有關(guān)。大風(fēng)量羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲是一個(gè)在較寬頻帶范圍里的穩(wěn)態(tài)噪聲，以低中頻為主，其低頻峰值出現(xiàn)在63 Hz，中頻峰值在500 Hz，在高頻段里一般從1 000 Hz開始隨頻率的增加聲壓級(jí)逐步降低，其衰減量每倍頻程約10 dB（A）。吸風(fēng)口通常是一個(gè)低頻噪聲源，因該聲源位于室外，傳播距離遠(yuǎn)影響大；放風(fēng)口一般因管徑和開口較小，高速氣流沖擊了周圍的空氣，使氣體的穩(wěn)定狀態(tài)受到破壞而發(fā)生巨大的擾動(dòng)，形成一個(gè)室外的高頻噪聲源。

（2）球磨機(jī)的噪聲特性

球磨機(jī)的噪聲很大，近場(chǎng)測(cè)量噪聲在120 dB（A）左右，主要有：驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁噪聲、減速機(jī)齒輪產(chǎn)生的機(jī)械噪聲、磨機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)中研磨體物料和襯板相互研磨撞擊產(chǎn)生的機(jī)械性振動(dòng)噪聲、除塵設(shè)備和分級(jí)設(shè)備的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力性噪聲以及通過基礎(chǔ)振動(dòng)輻射的固體聲。主要為穩(wěn)態(tài)連續(xù)噪聲，峰值在250 Hz左右，在125~4 000 Hz頻帶內(nèi)，聲壓級(jí)都在85 dB（A）以上，是一種以中高頻為主的寬頻帶噪聲，4 000 Hz以后，隨頻率的增加，聲壓級(jí)開始衰減，其衰減量每倍頻程為10~15 dB（A）。

（3）立磨的噪聲特性

立磨噪聲主要來自磨輥與磨盤的相對(duì)運(yùn)動(dòng)碾壓物料時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械性噪聲，同時(shí)電動(dòng)機(jī)噪聲也是主要噪聲源之一。根據(jù)測(cè)定，立磨噪聲在90~110 dB（A），比球磨機(jī)噪聲低10 dB（A）左右，呈明顯低頻特性，更具傳播性。

（4）空壓機(jī)的噪聲特性

空壓機(jī)是一個(gè)多聲源發(fā)聲體，其進(jìn)氣噪聲是空壓機(jī)氣口間歇吸入空氣，產(chǎn)生壓力脈動(dòng)而傳送到空氣中形成空氣動(dòng)力性噪聲，是一種寬頻帶連續(xù)譜，且呈低頻特性，聲壓級(jí)由低頻逐漸向高頻降低，進(jìn)氣噪聲一般隨負(fù)荷的增加而增加，一般比其他部件噪聲要高7~10 dB（A），是空壓機(jī)的主要噪聲源；排氣噪聲是氣體從空壓機(jī)氣缸閥門間斷地排出時(shí)，氣流產(chǎn)生擾動(dòng)所形成的噪聲，也是一種寬頻帶連續(xù)譜，但頻譜特性中明顯呈中、高頻特性，噪聲頻率比較復(fù)雜，總聲壓級(jí)一般在80~110 dB（A），流量越大、壓力越高、轉(zhuǎn)速越高，噪聲越大。排氣口布置在空壓機(jī)房外，環(huán)境影響大；機(jī)械噪聲是由于摩擦、磨損以及機(jī)構(gòu)間的力傳遞不均勻產(chǎn)生的，特別是因?yàn)檗D(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡產(chǎn)生，其基頻與進(jìn)氣噪聲基頻相同呈低頻特性，聲壓級(jí)一般在90~110 dB（A）；電磁噪聲是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)脈動(dòng)引起的噪聲，頻帶寬，聲壓級(jí)比較穩(wěn)定。

1.3 水泥磨系統(tǒng)

1.3.1 包裝車間

主廠區(qū)有一個(gè)包裝車間，包裝車間的噪聲源可以分為室內(nèi)和室外兩部分，包裝車間噪聲源較為復(fù)雜，主要以離心風(fēng)機(jī)、收塵器、包裝機(jī)、皮帶運(yùn)輸噪聲為主，噪聲主要有中低頻的電磁噪聲和機(jī)械噪聲以及空氣動(dòng)力性噪聲，主要聲源噪聲值都高達(dá)95 dB（A）以上，且廠房?jī)?nèi)聲反射較多，混響噪聲嚴(yán)重。

1.3.2 水泥庫(kù)

水泥分廠共計(jì)6個(gè)水泥庫(kù)，主要噪聲源包括庫(kù)底的羅茨風(fēng)機(jī)、庫(kù)頂?shù)碾x心風(fēng)機(jī)、斗式提升機(jī)等，其中庫(kù)頂離心風(fēng)機(jī)噪聲位置較高，輻射比較遠(yuǎn)，環(huán)境影響大。

1.3.3 水泥磨房

水泥分廠有2臺(tái)輥壓機(jī)和水泥磨，內(nèi)部設(shè)備分布復(fù)雜，可看為整體噪聲源，噪聲類型復(fù)雜多樣，主要可分為各種機(jī)械噪聲、電磁噪聲以及水泥磨系統(tǒng)排風(fēng)機(jī)排風(fēng)口噪聲，其中排風(fēng)噪聲雖然是間斷性出現(xiàn)的，但由于其頻率和聲級(jí)都比較高，且排氣口在室外，對(duì)周圍的環(huán)境影響很大。

1.4 廠區(qū)其他噪聲源

除以上噪聲源，廠區(qū)還存在諸如余熱發(fā)電冷卻塔、物料皮帶輸送、各類袋式收塵器（全廠共計(jì)60余臺(tái)）等噪聲源，其噪聲特性簡(jiǎn)要分析見表2。

表2 廠區(qū)其他噪聲源及噪聲特性

2 降噪難點(diǎn)分析與降噪技術(shù)介紹

2.1 降噪難點(diǎn)分析

綜上分析，該水泥生產(chǎn)線噪聲源分布廣、聲源種類多、聲壓級(jí)疊加嚴(yán)重，且大部分噪聲源位置較高，噪聲輻射比較嚴(yán)重，部分強(qiáng)噪聲源距離廠界較近，降噪量大。如果僅對(duì)相關(guān)高噪聲設(shè)備進(jìn)行降噪設(shè)計(jì)，難免出現(xiàn)隱形聲源暴露而影響最終達(dá)標(biāo)。再有部分車間是一個(gè)向外擴(kuò)散的熱梯度場(chǎng)，在聲學(xué)設(shè)計(jì)的同時(shí)需保證其熱梯度場(chǎng)不出現(xiàn)劇烈變化，保證安全生產(chǎn)。此外降噪設(shè)計(jì)需充分考慮設(shè)備的吊裝、檢修空間。

2.2 降噪技術(shù)

結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)采用隔聲、消聲、吸聲以及阻尼減振等綜合噪聲治理措施，其中隔聲作為主要措施，其次是消聲、吸聲以及阻尼減振等。將隔聲材料與其他聲學(xué)材料如吸聲材料、阻尼材料或空氣層復(fù)合在一起組成復(fù)合隔聲構(gòu)件，可以組裝成不同形式和用途的隔聲結(jié)構(gòu)，如隔聲控制室、設(shè)備隔聲罩和隔聲屏障等。在設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合降噪對(duì)象的聲壓級(jí)、頻譜特性以及需降噪量，通過隔聲量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式確定整個(gè)隔聲結(jié)構(gòu)的最終設(shè)計(jì)；合理設(shè)計(jì)消聲器既能使噪聲得到有效的衰減又能保證氣流正常通過；在噪聲源周圍隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁面上做必要的吸聲處理，不但可有效加強(qiáng)隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量，而且可降低室內(nèi)的混響聲達(dá)3~8 dB（A），改善操作人員的操作環(huán)境。在深化設(shè)計(jì)過程中，利用專業(yè)聲學(xué)軟件進(jìn)行三維模擬和計(jì)算，從點(diǎn)、線、面全方位對(duì)該生產(chǎn)線的噪聲源及降噪效果進(jìn)行計(jì)算、評(píng)估和預(yù)測(cè)，以確保最后降噪效果達(dá)到既定目標(biāo)，如圖1。

圖1 水泥粉磨站降噪系統(tǒng)模擬

3 全廠主要噪聲綜合治理措施

3.1 礦山區(qū)主要噪聲源（破碎機(jī)）治理

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形，對(duì)破碎機(jī)采用隔聲屏降低噪聲，隔聲屏形狀為“]”，頂部采用折角式以增加隔聲屏聲影區(qū)，聲屏障留有雙開檢修門以滿足檢修，其隔聲量≮20 dB（A）。聲屏障以型鋼為立柱，插入模塊化隔音屏體?？紤]破碎機(jī)在采礦車傾倒礦石時(shí)會(huì)產(chǎn)生礦石撞擊的噪聲，由于作業(yè)需求，無法進(jìn)行入料口封閉，利用現(xiàn)有的防雨棚結(jié)構(gòu)，進(jìn)行吸音噴涂，能夠有效進(jìn)行吸隔聲處理，降噪效果≮8 dB（A）。

3.2 熟料生產(chǎn)線噪聲治理

3.2.1 窯頭噪聲源

（1）窯頭收塵排風(fēng)機(jī)

對(duì)風(fēng)機(jī)配備的電動(dòng)機(jī)安裝隔聲罩，隔聲罩為拼裝可拆卸式設(shè)計(jì)，殼體均采用模塊化隔聲板材，設(shè)置隔聲檢修門，預(yù)留隔聲觀察窗兩扇，隔聲罩頂部安裝排風(fēng)扇采取強(qiáng)制通風(fēng)措施確保電動(dòng)機(jī)通風(fēng)散熱，并在相應(yīng)位置開設(shè)通風(fēng)口。安裝進(jìn)、排風(fēng)消聲器，隔聲罩整體隔聲量≮25 dB（A）。此外對(duì)管道進(jìn)行包扎：在風(fēng)機(jī)的外殼及進(jìn)出風(fēng)口外殼進(jìn)行隔聲包扎，鋪設(shè)阻尼和隔聲材料，隔聲包扎降噪量在8~10 dB（A）。

（2）篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)群

利用現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)置隔聲房，并盡可能減少漏聲，所有隔聲構(gòu)件均采用模塊化隔音板材；更換隔聲門：隔聲量≮20 dB（A），共計(jì)3樘；設(shè)置隔聲窗：其中靠近綜合樓一側(cè)7扇窗戶安裝透明隔聲窗，隔聲量≮30 dB（A），另一側(cè)6扇窗戶安裝通風(fēng)消聲器，消聲量≮20 dB（A）；由于風(fēng)機(jī)較多，混響嚴(yán)重，對(duì)隔聲房頂棚和墻體進(jìn)行吸音噴涂，降低混響噪聲。

（3）羅茨風(fēng)機(jī)房和離心風(fēng)機(jī)房

羅茨風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)噪聲極高，針對(duì)設(shè)備房更換現(xiàn)有門窗為隔聲門和隔聲窗、設(shè)備間進(jìn)行吸音噴涂等綜合措施，整體降噪量≮20 dB（A）。

3.2.2 窯中回轉(zhuǎn)窯噪聲

窯中回轉(zhuǎn)窯區(qū)域主要噪聲是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以及各種窯體冷卻風(fēng)機(jī)。對(duì)風(fēng)機(jī)安裝隔音罩；平臺(tái)上的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和冷卻風(fēng)機(jī)，因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境溫度高，無法進(jìn)行全包設(shè)計(jì)，故在側(cè)面平臺(tái)上安裝隔聲屏障，整體隔聲量≮15 dB（A）。

3.2.3 窯尾噪聲源

由于立磨體積大，高度達(dá)到15 m左右，且周邊管道設(shè)備密布，并要求三面都需留有檢修通道，因此對(duì)立磨的降噪采取區(qū)域隔聲的方法。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，利用立磨周圍的喂料樓、鋼結(jié)構(gòu)支撐和周圍的混凝土結(jié)構(gòu)安裝聲屏障，其隔聲量在15~18 dB（A）。包括：將喂料樓進(jìn)行隔聲處理，利用模塊化隔音板材對(duì)空框架進(jìn)行填堵，形成隔音墻；利用現(xiàn)有混凝土框架和鋼結(jié)構(gòu)支撐，在立磨周圍安裝聲屏障，屏障采用模塊化百葉型隔音板，預(yù)留隔聲檢修門。窯尾三大風(fēng)機(jī)降噪措施同窯頭收塵排風(fēng)機(jī)。

3.2.4 煤磨房

結(jié)合煤磨房噪聲特性，采取綜合治理措施：更換為隔聲門，隔聲量≮20 dB（A），共計(jì)2樘；將26扇窗戶中13扇更換為透明隔聲窗，隔聲量≮30 dB（A），滿足生產(chǎn)采光要求，其余13扇更換為通風(fēng)隔音窗，消聲量≮18 dB（A）。煤磨風(fēng)機(jī)排風(fēng)口位于煤磨房頂部，出風(fēng)口噪聲值高，安裝大風(fēng)量阻抗復(fù)合式蜂窩消聲器，降噪量≮30 dB（A）。

3.2.5 均化庫(kù)、熟料庫(kù)與石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)

針對(duì)各類庫(kù)頂收塵器、庫(kù)底羅茨風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)等噪聲源，采取安裝隔聲罩、隔音門、消聲器，以及局部混響嚴(yán)重的地方進(jìn)行吸音噴涂等降噪措施。石灰石堆場(chǎng)內(nèi)有堆料機(jī)，由于堆場(chǎng)靠近南側(cè)廠界，需要對(duì)堆場(chǎng)進(jìn)行降噪處理，將皮帶進(jìn)出口處和大棚下沿口至地面進(jìn)行隔聲封堵，隔聲量≮28 dB （A），且注意縫隙，減少漏聲。

3.3 水泥磨系統(tǒng)噪聲治理

結(jié)合水泥磨系統(tǒng)噪聲特性，針對(duì)不同噪聲源，分別采取以下降噪措施。

3.3.1 包裝車間

更換隔音門窗，增加通風(fēng)消音器；對(duì)包裝車間6臺(tái)袋式收塵器進(jìn)行降噪處理。

3.3.2 水泥庫(kù)

對(duì)樓梯口、吊裝孔、門窗等進(jìn)行隔音處理；風(fēng)機(jī)房進(jìn)行隔音處理，安裝通風(fēng)消音器，部分房間內(nèi)進(jìn)行吸音噴涂，降低混響；穿墻管道采取包扎密封，減少漏聲；庫(kù)頂收塵器降噪處理。

3.3.3 水泥磨房

更換隔音門，現(xiàn)有窗戶部分更換透明隔音窗（滿足采光），部分安裝通風(fēng)消音器（滿足設(shè)備通風(fēng)）；對(duì)排風(fēng)口安裝大風(fēng)量特制消音器，排氣管道進(jìn)行吸隔音處理；對(duì)電動(dòng)機(jī)房頂棚和墻壁進(jìn)行吸音噴涂。

3.3.4 各種輔料庫(kù)

針對(duì)各種局部噪聲源，采取局部降噪處理。

3.4 廠區(qū)其他噪聲源治理

針對(duì)廠區(qū)其他噪聲源主要采取以下治理措施。

3.4.1 冷卻塔

針對(duì)滴水噪聲：水面鋪設(shè)滴水棉；改造現(xiàn)有泵房，安裝隔音門和隔音窗，泵房?jī)?nèi)增設(shè)吸音措施；安裝通風(fēng)消聲器。

3.4.2 輸送皮帶廊與中轉(zhuǎn)站

（1）將廊道兩側(cè)安裝隔音板，頂部安裝彩鋼板，預(yù)留足夠的采光用于日常巡檢和維修，透明采光板的隔聲量≮28 dB（A），底部水泥預(yù)制板縫隙進(jìn)行密封處理。實(shí)現(xiàn)廊道封閉降噪量達(dá)到20 dB（A）以上。

輸送皮帶廊降噪系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)景見圖2。

圖2 皮帶廊降噪系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工

（2）中轉(zhuǎn)站的主要噪聲源是皮帶機(jī)、下料口和收塵器，廠區(qū)中轉(zhuǎn)站共計(jì)15座。主要措施：利用現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)置隔音房，皮帶進(jìn)出區(qū)域設(shè)置消聲通道（可通風(fēng)）；增加隔聲門、隔聲窗。

3.4.3 各式袋收塵器

對(duì)配套的離心風(fēng)機(jī)安裝可拆卸式隔聲罩，增設(shè)檢修隔音門，預(yù)留隔音觀察窗，安裝進(jìn)出風(fēng)消音器。隔聲罩整體隔聲量≮25 dB（A）；針對(duì)脈沖清灰噪聲，對(duì)脈沖閥和清灰管道等進(jìn)行隔音處理。

3.5 噪聲治理效果

全廠噪聲源綜合治理后，經(jīng)測(cè)試，在沒有其他噪聲源干擾的情況下，主廠區(qū)主要設(shè)備穩(wěn)態(tài)噪聲值為≤80 dB（A），滿足限值85 dB（A）（設(shè)備降噪措施外1 m處噪聲值）的要求，廠界噪聲排放≤50 dB（A），滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 12348—2008二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)束語

水泥生產(chǎn)線噪聲源分布廣，聲源種類多，噪聲疊加影響大，且各廠區(qū)周邊環(huán)境差異大（包括敏感點(diǎn)數(shù)量與分布、地形地貌、氣候因素等），只有在實(shí)地勘察與測(cè)量的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同聲源特性采取針對(duì)性的降噪措施，方能取得較好的治理效果，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。建議新建水泥生產(chǎn)線在總體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮噪聲防治方案，采取優(yōu)化布局、選用低噪聲設(shè)備、進(jìn)行降噪減振等綜合措施。現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在結(jié)合噪聲排放現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采取科學(xué)合理的噪聲治理方案，以達(dá)到對(duì)現(xiàn)有噪聲污染的有效治理。