王熙伟,燕 翔,王 亮
(1.清华大学 建筑学院建筑物理实验室,北京 100084;2.中油辽河工程有限公司,辽宁 盘锦 124010)
随着我国经济的快速发展,工业生产过程中产生的高噪声对居民生活环境的污染问题也日益突显。噪声源的种类复杂繁多,燃气燃烧器作为工业噪声源的一种,虽然体型较小,但辐射的噪声值较高,当与厂界距离较近时,往往会导致附近声环境严重超标。如何针对燃气燃烧器进行有效噪声控制设计,本文通过实例研究进行一些总结,以供参考。
近年来,在噪声污染防治领域,仍主要采用传统的技术手段,这些技术包括吸声、隔声、消声、隔振与阻尼减振等。就任一降噪措施而言,其技术开发与应用都已达到比较成熟的阶段。噪声防治正如医生给患者诊治一般,对症下药,药到病除,乃医之根本。而对降噪设计而言,如何将各种技术手段有效组合与实施,乃降噪工程之根本。
燃烧器共5台,属于油管加热区的配套设备之一。5台燃烧器并排放置,正常工况下用4备1,燃烧器区域现场照片见图1,现场平面布置见图2。燃烧器区域的主要噪声源为风机噪声,燃烧器距离西侧厂界围墙11 m,围墙外便是民宅聚集区,居民对厂内噪声污染反映强烈。经现场检测,各测点噪声值见表1。根据实测数据分析,噪声以中低频为主。因此,必须采取有效技术手段,降低中低频的噪声辐射。
图1 燃烧器现场照片Fig.1 Photo of burners
本项目降噪设计指标参考《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)。GB12348规定,厂界外以居民住宅为主要功能的区域适用1类声环境功能区标准,即噪声控制后,厂界外1 m处夜间不大于45 dB(A),昼间不大于55 dB(A)。因燃烧器夜间也运转,因此噪声治理需达到夜间不大于45 dB(A)的设计指标[1]。
此外,隔声间的设计需考虑燃烧器工作环境温度的变化以及对通风的影响,确保降噪处理后,不影响燃烧器正常运行。
本项目属于改造工程,借助原有结构框架设计隔声间构造,隔声间设计组合隔声量RW≥50 dB。隔声间结构设计见图3[2]。
隔声间各部分构造设计具体如下:
(1)顶板隔声:利用燃烧器上方原5 mm厚钢板,增加相应结构框架,制作成隔声量RW≥50 dB的隔声板构造,见图4;
(2)墙体隔声:在燃烧器南北两侧采用单层墙体隔声构造,隔声量RW≥55 dB,见图5;西侧采用组合墙体隔声构造,由两道单层隔声墙体组成,组合隔声量RW≥60 dB,见图6;墙体预留2樘小隔声门,隔声门带观察窗,方便燃烧器的巡检观察与检修维护进出[3];
图2 现场平面布置图Fig.2 Layout of the site
表1 治理前实测噪声数据Tab.1 Original noise data before treatments
图3 隔声间结构设计图Fig.3 Structural drawing of the sound-proof booth
图4 隔声顶板Fig.4 Acoustic ceiling
(3)室内吸声:隔声间内设计吸声结构,除靠向锅炉一侧不做吸声处理,其它三面墙体与顶部均做吸声处理,见图7[4];
(4)通风消声:隔声间是密闭结构,为满足燃烧器室内进气量又避免漏声,在隔声间南北两侧各安装管道消声器,既保证通风量又防止漏声。北侧进气管道设成弯头式,南侧进气管道为直管式,管道消声器截面净尺寸300×400 m,设计消声量LTL≥35 dB(A)。经计算,单个管道风速不大于9 m/s,两管道总阻力损失不大于100 Pa。消声器内衬吸声棉设计为Basotect环保吸声棉,达到送风环境的清洁要求,避免对燃烧器产生不利影响[5]。
图5 南北侧隔声墙体Fig.5 South and north acoustic wall
燃烧器区域采用隔声间的降噪方案后,现场照片见图8。噪声治理后实测噪声数据分析见表2,治理前后噪声对比分析见图9。
通过采用上述降噪技术手段,厂界噪声由67.9 dB(A)降至44.5 dB(A),完全满足不大于45 dB(A)的降噪设计指标。此外,燃烧器运行时电机尾部空气温度不大于46°C,经试运转证明,不影响燃烧器的正常运行。
采用隔声间的降噪方法,可应用于多种工业场所的噪声防治,关键在于如何结合实际情况,组合运用各种降噪技术,既能实现隔声之功效,又能解决通风消声之矛盾,不影响设备正常运行与检修。
图6 西侧隔声墙体Fig.6 West acoustic wall
图7 吸声板Fig.7 Sound-absorbing board
图8 噪声治理后现场照片Fig.8 Site photo after installation of the booth
表2 治理后实测噪声数据Tab.2 Noise data after installation of the booth
图9 测点2治理前后对比Fig.9 Comparison of noise levels at measurement point 2
[1]GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》(S).
[2]潘仲麟,等.噪声控制技术[M].北京:化学工业出版社,2006.119-120.
[3]马大猷.噪声与振动控制工程手册[M].北京:机械工业出版社,2002.266-267.
[4]钟祥璋.建筑吸声材料与隔声材料[M].北京:化学工业出版社,2012.65.
[5]吕玉恒,等.噪声控制与建筑声学设备和材料选用手册[M].北京:化学工业出版社,2011.106-107.