水泥工业设备噪声环保治理技术的实践

山东烟台某新型干法水泥项目，2009年7月建设5000t/d水泥熟料生产线配套12MW纯低温余热发电工程，噪声环境要求严格，建设初期设计选用了低噪音设备(立磨、螺杆空压机、三叶低噪音萝茨风机等)及厂房门窗封闭等措施降低生产环境噪音。生产运行后根据实际情况针对不同噪音源分析，分别采取隔音门、隔音窗、隔声屏、隔音罩和进、排风消声器设施、管道消音器及消音包扎等治理措施，实施后生产运行噪音监测达到了现行国家相关噪声排放标准，通过现代水泥工业技术的实施和资金投入300多万元，有效防止了噪声对公司职工及周围村庄生活的影响，取得了良好环保效果。

1 厂区主要工程治理噪声源点

(1)窑尾排风机及钢烟囱系统

(2)窑头排风机系统

(3)窑头篦冷机系统的冷却风机系统(11台)

(4)原料磨循环风机系统

(5)煤磨排风机及烟囱系统

(6)煤磨罗茨风机系统

(7)窑尾高温风机系统

(8)窑头燃烧器用一次风罗茨风机系统

(9)余热发电冷却塔及锅炉排污系统

(10)生料均化库和水泥库、散装库底罗茨风机系统

2 技术分析

(1)根据厂区噪声主要相关噪声源的勘测，这十个系统的噪声值都在97-110dB(A)之间，而且这些设备都是空载运行，如正常生产后的噪声值将会有所增加。

(2)如原料立磨空载运行时现场勘测噪声为87 dB(A)，进料运行时106 dB(A)，本厂区的建设地势较为特殊，厂区四面环山(见图1)，因此厂界地势标高均高于厂区内部地势，而厂区内的设备发声点距厂界都很近，紧邻厂界院墙，特别是窑尾排风系统的排风风机出口烟囱的标高达到123M，出口处声压级106.1dB(A)，并且风机距厂界院墙约20米左右。噪声临界环境几乎就是厂界环境。

(3)公司要求治理后的技术指标达到《工业企业厂界噪声排放标准》中的Ⅱ类标准。如果仅仅采用常规的隔声屏障的方式来实现标准要求，显然是不现实的，因此，在设计中，必须根据现场声源频率分析情况，有针对性的对超标频率范围的声源采取吸声、隔声和低频阻尼的综合方式，方可达到预期效果。

(4)对厂界和村庄监测

1)厂界外1M处，设备开机后(全部运行)噪声为74.8dB(A);

2)对厂界村庄作了两次监测，即设备开机前和开机后：

开机前对厂区周围三个敏感点监测：

a.A村的背景噪声49.9 dB(A)

b.B村的背景噪声62 dB(A)

c.C家村距离厂界相对较远未来得及监测.

开机后(部分运行)：

a.A村的实测噪声62.4 dB(A)

b.B村的实测噪声63.1 dB(A)

c.C家村未来得及监测，该地区与目前的声源点的距离很远，在1000米以上，暂不作考虑。

3 降噪效果计算

(1)双层隔声窗结构设计

本降噪工程所采用的双层玻璃采光隔声窗规格为：长*宽*厚=1200*1400*100采用δ=5mm厚玻璃作为隔声窗外层，内层采用δ=5mm厚的玻璃，双层玻璃中间形成一个100mm厚的隔声结构。其整体隔声量为：

将相关设计参数代入公式计算，上述双层玻璃隔声窗的隔声量>35dB(A)。

(2)隔声门结构设计

采用δ=2.0mm钢板作为隔声门外壳护面板，内侧壁设δ=2mm厚阻尼板作为隔声阻尼主体。采用100 100方通钢作为隔声门主体框架，C100型钢作为隔声门次龙骨。在双层钢板中间填充50mm厚离心矿棉板，作为500Hz左右声波的滤波吸声。选用容重为80㎏/m3,厚度为50mm超细玻璃吸音棉作为隔声的吸声结构。其整体隔声量为：

将相关设计参数代入公式计算，隔声门的有效隔声量>37dB(A)。

(3)进、排风消声器的设计

进、排风消声器的外形尺寸1100*1100*2800，有效消声道长度为2米，消声器消声量的计算式：

消声器消声量的计算公式：

通过计算，进排风通风消声器消声量为37.7dB(A)以上，完全可以满足设计要求。

(4)隔声罩吸声墙体、吸声吊顶

墙面和顶部吸声材料要求较高，需满足重量轻、降噪效果好、耐用、防火、防腐、防霉变、无污染的要求。可以采用穿孔板作面板，用轻钢龙骨作吸声墙体的骨架，内填充吸声材料以高密度离心真空吸声矿棉作为250~800Hz的中低频噪声的声能量转换结构，以超细纤维玻璃棉作为500~8000Hz中、高频噪声的吸声结构作为墙面吸声体结构。

计算式同隔声窗的计算式，经计算，隔声量>38.7 dB(A)。

(5)管道包扎的隔声量计算

窑尾排风机钢烟囱采取包扎的形式，选用3mm厚的阻尼板包覆于管壁外(阻尼材料是根据50~300Hz振动频谱配置的)，然后在阻尼层外包覆50mm厚超细玻璃棉作为吸声层，再包覆50mm厚的岩棉，外表面用0.5mm镀锌板包扎，这样有效的控制各频段的噪声向外辐射，达到降噪的目的。

通过吸声隔声包扎，降噪效果可达到30dB(A)以上。

(6)对敏感点的有效降噪量计算

1)本工程的所有设施的降噪量均按30dB(A)设计;

2)敏感点与声源点的距离最近的点在400米以上;

3)噪声的自然衰减量。

实际衰减量：26.02 dB(A)

最近点108-38.5-26.02=43.48 dB(A)

完全满足最近敏感点的降噪要求，监测时排除背景噪声干扰。

4 技术治理措施

(1)窑尾排风机系统、窑头排风机系统、篦冷机风机系统、原料磨循环风机系统、煤磨排风机系、高温风机系统的降噪措施

1)、以隔声罩的形式控制，每台风机的隔声罩结构大体相同，隔声罩的顶部为活动可拆式或者开放式，目的是便于设备检修时吊装设备。

2)、每个隔声罩的墙面设计有采光隔声窗和通道隔声门，四周与设备之间都预留有80cm~100cm巡检通道。

3)、为不影响隔声罩内设备的正常运行，设置有进、排风系统和排风风机，排风风机选用T35-№6.3-4型，排风量Q=16639M3/h,根据当地的气候环境和风机的发热情况，通过计算，选用配备进、排风消声器和排风风机数量，以控制罩内最高温度在45℃-50℃之间。

4)隔声罩为钢结构，采用100x100x4.0方管作为隔声罩主体框架(主柱);采用100x50x2.0 C型钢作为框架水平支撑;隔声墙的结构从里到外采用穿孔板(0.6mm厚)+玻纤布+吸声材料(100mm厚)+彩钢板(0.6mm厚)。

采取措施治理后，降噪量≥25dB(A)。

(2)煤磨罗茨风机房的降噪措施

1)、将风机房原百叶窗更换成自行设计制作的专用双层玻璃隔声窗。

2)、将原普通钢制门更换成自行设计制作的专用高效隔声门。

3)、为确保风机的正常运行，在机房的两侧土建墙体上装设进、排风消声器和排风风机，风机型号选用T35-№6.3-4轴流风机，排风量Q=16639M3/h。

机房进、排风风量的计算：

①、机房有效容积(单位为m):

长*宽*高=12*9.7*12=479.5m3

②、根据本地区的环境温度和设备运行时的发热状况、确定机房换气次数为45次/h，配装2台风机。

采取措施治理后，降噪量≥28dB(A)。

(3)窑头罗茨风机降噪

1)罗茨风机隔声罩容积(单位为m):

长*宽*高=5*3.5*6=105m3

2)根据本地区的环境温度和设备运行时的发热状况、确定机房换气次数为35次/h。

3)选用T35-№3.15#轴流风机为排风，配置一台，风机排量为Q=4141m3/h。

采取措施治理后，降噪量≥25dB(A)。

(4)窑尾排风机烟囱的降噪措施

1)、利用检修停机，在风机排风口处现场组装管道消声器2400*9576*7280(长*宽*高)，消声器与管道采用φ4000*9576*7280*1500的变径接头连接，配装4000mm法兰两对。消声器内安装100mm厚消声片，片间距120mm，片长2400mm，采用σ8mm、Q235钢板做消声器外壳，壁面采用90*8的扁铁作加强筋板。

2)、将钢烟囱管道进行阻尼减震、吸声、隔声包扎处理，烟囱管壁依次采用σ4mm阻尼板、σ50mm岩棉板、σ50mm离心玻璃棉、玻纤布、σ0.5mm的镀锌板进行分段包扎,如下烟囱管道包扎示意图见图2。

采取措施治理后，烟囱口降噪量≥23dB(A),烟囱壁降噪量≥28dB(A)。

(5)冷却塔的降噪措施

1)主要采取隔声屏(弧长87米、高7.6米)的降噪措施，在围绕冷却塔大约3/4圆周安装100mm厚的隔声屏，隔声量大于20dB(A)。

2)隔声屏主要采用100*100*4的方管、100*50*2的方管制作钢架，采用0.6mm彩钢瓦作为外护面板，内护面板采用0.6mm镀锌穿孔板，中间空腔依次填充，3mm阻尼板、50mm矿物棉、50mm玻璃棉、玻璃纤维布。

采取措施治理后，降噪量≥25dB(A)。

(6)生料均化库和水泥库、散装库底罗茨风机系统降噪措施

这三个均为混凝砼库，罗茨风机系统安装在库底内部，只需设计安装隔音门即可，降噪量≥25dB(A)。

部分噪音治理效果图见图3，厂界围墙隔声屏效果图见图4。

5 效 果

经过2011年采取上述措施的综合治理后，公司治理范围之内的厂界A、B、C三个噪声敏感点昼间分别为56.3 dB(A)、57.5 dB(A)、57.3 dB(A)达到GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》Ⅱ类标准小于60dB(A)，取得了良好效果，有效防止了水泥工业设备噪声对公司职工及周围村庄生活的影响，实现了企业与社会自然的和谐发展。