厂界噪声治理技术研究及应用

朱柏安

（攀枝花钢钒有限公司能源动力分公司，四川攀枝花 617062）

前言

攀钢热轧煤气加压站位于热轧板厂北侧，因“先生产后生活”历史原因，煤气加压站北侧距离厂界较近，厂界外即为生活区域。热轧煤气加压站主要向热轧板厂加热炉供应混合煤气，为先加压后混合工艺，设有3 台D500 型离心式焦煤鼓风机和3 台AI750 型离心式高煤鼓风机，一套高、焦炉煤气混合装置。分别加压后的高、焦炉煤气进入煤气混合系统，按一定比例混合后，由出站混合煤气管道送往热轧板厂加热炉使用。热轧煤气加压站现常态运行1 台焦煤鼓风机、1 台高煤鼓风机，送出混合煤气量常态在50000～70000 m3/h。工艺流程如图1。

图1 煤气加压站工艺流程图

1 主要问题

煤气加压站北侧厂界敏感点噪声不能稳定达到GB 12348－2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》要求。为消除环保风险，需实施区域厂界噪声治理。

2 噪声现状调查、分析

2.1 区域噪声现状

2016 年11 月16 日选用BK2250 精密声级计（采用等效连续A 声级）摸底监测区域噪声现状,监测点位见图2，期间煤气加压站、热轧空压站、热轧板厂均保持正常生产方式。厂界外居民区域敏感点9#昼间噪声值为65.2 dB（A），敏感点8#、9#、10#夜间 噪声值分 别为59.0 dB(A)、64.1dB(A)、56.7dB(A)，不满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》中三类标准要求[昼间≤65dB(A)、夜间≤55dB(A)]。见表1。

图2 监测点位图

表1 区域环境噪声监测结果 dB（A）

2.2 区域噪声源辨识

区域噪声源种类主要分为空气动力性噪声、机械噪声、电磁噪声，主要表现为点声源。具体为热轧煤气加压站站内煤气鼓风机运行高频噪声、煤气气流噪声（热轧板厂煤气用量波动影响煤气回流产生气流噪声），热轧空压站活塞空压机运行低频噪声、压缩空气气流噪声，热轧板厂循环水层流冷却塔跌落噪声。

近场噪声分析：1#、2#点位噪声源为煤气鼓风机运行噪声和冷却水跌落噪声。3#、7#点位主要为空压机运行噪声和压缩空气气流噪声。4#、5#、6#点位主要为煤气鼓风机运行噪声和煤气气流噪声。

敏感点噪声分析：因1#、2#、3#监测点位距离厂界及敏感点较远，加之靠北侧有煤气加压站、空压站厂房及乔木对声源传播进行阻隔、消减，认为1#、2#、3#点噪声对敏感点噪声贡献不大，非主要控制噪声源点。4#、5#、6#、7#点距离8#、9#、10#敏感点位距离较近，其声源性质包含低频、高频转动机械噪声及气流噪声，对8#、9#、10#点位噪声贡献大，应为噪声主要控制点位。

3 噪声源控制研究及治理

3.1 噪声源

热轧空压站侧7#点位噪声主要包括空压站活塞式空压机进排气阀的冲击声，轴承、连杆等运动部件的摩擦和冲击声，进气和排气管道中的介质发生周期性的压力波动，产生空气动力性噪声。在2002 年已对空压站进行了降噪治理，活塞式空压机室外吸、排气管，后冷却器，过滤器等安装了隔声罩，在空压机吸、排气管上设置了消声器，同时空压站窗户均设置为双层隔声窗，靠敏感点北侧大门安装了阻尼隔声门。

从监测点位分布看，7#点距离8#敏感点较近，从监测数据对比看8#敏感点噪声监测值较9#敏感点昼间低8.4 dB（A）、夜间低5.1 dB（A）。研究认为空压站近场7#点噪声对厂界敏感点噪声贡献非主要因素。

空压站压缩空气冷凝水排放点共3 个，为保障送出压缩空气质量，每两小时需对压缩空气储气罐内冷凝水进行排放、收集，在手动进行冷凝水排放时会产生较大的气流噪声，故需对排放点安装自动疏水器，实现压缩空气自动疏水，杜绝气流噪声产生。

因此，目前热轧空压站区域重点做好现有噪声防治设施日常维护、保养工作，确保正常运行，暂不进行工程治理。

3.2 热轧煤气加压站噪声治理

热轧煤气加压站站内噪声源主要为空气动力性噪声、机械噪声、电磁噪声，站内煤气鼓风机空气动力性噪声主要为旋转噪声和涡流噪声；鼓风机机械噪声主要是由轴承等回转体的不平衡转动，零部件摩擦与撞击产生的振动，通过机壳、管路等向外部辐射产生；电磁噪声是鼓风机电动机空隙中磁场脉动，定子与转子之间交变电磁引力，磁性伸缩引起电动机结构共振而产生。

综合分析，煤气加压站噪声为高频噪声源，需采用消声、阻隔的方式进行综合治理。

(1)热轧煤气加压站厂房内噪声治理

热轧煤气加压站厂房墙体为砖混结构，根据隔声“质量定律”墙体本身具有一定的隔声能力，可有效减弱声音传播，但是由于墙体立面根据不同功能要求，设置了若干未经隔声处理的钢窗、大门、轴流风机等装置，使厂房墙体隔声能力削弱，造成厂房内加压风机运行时产生的噪声大量外泄，因此，须首先对煤气加压站厂房内噪声进行隔声处理。

现厂房门窗为钢结构框架，部分门窗存在孔隙噪声透声面积大，故选择透声系数小的材质对门窗隔声进行整治。采用隔声窗，边框为塑钢，双层中空玻璃。隔声窗共有三层，上层为 4200×2400 mm 隔声窗组件 10 组；中层为 1500×1200 mm隔声窗 20 樘；下层为 1500×1200 mm 隔声窗25 樘，隔声窗隔声面积总计182 m2。

采用消声阻尼隔声门对现有站房大门进行整治。门框尺寸900×2000 mm，门体厚度80 mm，复合式吸隔声结构：镀锌隔声板+阻尼层+离心玻璃棉板+阻尼+镀锌隔声板+镀锌板骨架+钢门框，数量为6 樘；

对站房二层排风口轴流风机进行消声，采用φ200 圆筒式排风消声器，共计24 组。

上述措施实施后极大程度消除了煤气加压站厂房噪声穿透问题，提高了厂房构筑物一体化设施隔声、消声能力。

(2)热轧煤气加压站煤气管道气流噪声治理

热轧煤气加压站站内送出煤气流量根据热轧板厂生产负荷情况而动态调整，送出煤气流量变化调节时会产生气流噪声，故在站房外部煤气管道上外包聚氨酯泡沫吸声棉，进出气管道共有6 组，进出气每段管道上外包聚氨酯泡沫吸声棉20 m，阻隔气流噪音。

(3)热轧煤气加压站厂房外噪声治理

通过实施热轧煤气加压站厂房内噪声整治、煤气管道气流噪声整治，大幅度降低了机械高频噪声、气流噪声，但以结构共振产生的连续低频噪声仍会通过空气传播到监测点，因此还需在热轧煤气加压站北侧（靠居民区）设置隔声屏障，进一步控制噪声源传播。

从监测数据看，8#、9#、10#敏感点位中9#点超标最高，要实现该敏感点噪声达标，还需降噪幅度不低于9.1 dB（A）。故采用隔声屏。

隔声屏选择：根据隔声屏理论降噪量计算公式：

式中：ΔL—隔声屏降噪量，dB（A）；

N—越过屏障顶端衍射的菲涅耳数，它是描述音波传播中，绕射性能的一个量，参见隔音屏障示意图。

λ—声波波长，m；人能感受到最低与最高频率在20～20000 Hz 范围内，相应波长17m～0.017m，250 Hz声波波长为1.4 m；

A—噪声源到隔音屏障顶端的距离,m；

B—接受点到隔音屏障顶端的距离,m；

D—声源到接受点之间的直线距离,m。

如图3 所示：拟在煤气加压站北侧堡坎上安装隔声屏，噪声源至隔声屏距离约为10 m，隔声屏至9#点距离约为20 m，故D 总长为30 m，隔声屏高度拟选择为6 m。

核算隔声屏理论降噪：

A2=62+102计算A为11.66 m；

B2=62+202计算B为20.88 m；

N=2÷1.4×（11.66＋20.88-30）=3.63；

ΔL≈10×lg3.63＋13=18.6 dB（A）。

图3 声传播路径图

从理论计算看，选择总高6 m 的隔声屏能够满足降噪需求。设置长度为74 m、总高6 m 隔声屏，隔声屏设独立的钢结构支撑框架，下部做混凝土基础。隔声屏隔声板采用吸隔声复合结构，由厚度不低于150 mm 隔吸声层、阻尼层等组成，隔声屏一侧为开孔吸声面、一侧为平板面板，开孔吸声面朝向噪声源,安装见图4。

图4 隔声屏安装示意图

4 效果

2017 年6 月全面完成了厂界噪声治理工作，2017 年8 月9 日对8#、9#、10#敏感点进行监测，监测结果（见表2）显示热轧煤气加压站区域厂界噪声排放达到了《工业企业厂界环境噪声排放标准》中三类排放标准要求。

表2 8#、9#、10#敏感点降噪效果 dB（A）

5 结论

通过本次厂界噪声治理，实现了区域厂界噪声稳定达标。2018 年1 月1 日起国家全面施行《中华人民共和国环境保护税法》，厂界噪声超标将按照超标分贝数按月征税，这进一步倒逼了企业强力实施噪声污染治理工作，在消除环保风险的同时也实现噪声不超标不缴税创效，为企业经营发展提供了保障。