火電廠磨煤機噪音分析探討

李金仲

摘 要：球磨機在工業生產如化工、電力、建材等行業中得到了廣泛的應用并普遍存在，是原料粉碎不可缺少的設備，也是十大工業噪聲源之一。鋼球磨煤機在運行期間，其噪音主要是由鋼球之間、鋼球和襯板之間所產生，遠遠超過國家職業健康標準要求，對現場作業人員的聽力造成損傷，影響員工身體健康。根據鋼球磨煤機噪聲的變化規律特性，通過降低鋼球磨煤機噪音采取改造措施，使噪音達到國家職業健康標準要求，可以有效改善運行人員的工作環境。

關鍵詞：磨煤機；噪音；職業健康

球磨機在運行過程中當筒體裸露時，其噪聲聲級高達115-119dB超過《工業企業噪聲衛生標準》中規定的90dB聽力保護標準值，必須加以控制。為此，要通過對球磨機噪聲特性及其變化規律分析，尋求球磨機噪聲治理措施，從根本上降低球磨機的噪聲，進而改善運行維護人員的工作環境。

一、噪音的定義及危害

噪音是指可以引起人心情煩躁或者音量過高的聲音，從物理學的角度講，是不同頻率，不同強度的聲音在無規律的條件下組成的雜音。如果從生理學觀點講，是那些使人們心情煩躁、討厭的聲音統稱為噪音。噪音污染則指的是所有產生的環境噪聲超過國家規定的環境噪聲排放標準，并干擾他人正常工作、生活和學習的現象。長期的噪音污染會對人們的身體健康造成一定的危害，最直接的危害是聽覺神經受損。所以我們對噪音要加強控制，以保證人們的身心健康為目標。

二、磨煤機噪音產生機理

鋼球磨煤機適宜研磨細煤粉，特別適宜研磨硬質煤，具有煤種適應性廣、單臺出力高、維護方便、維檢修周期長等優點，在世界各國電廠中得到了廣泛應用。但鋼球磨煤機是電廠的高噪音設備。對電廠職工的身心健康遭成了不可估量的損失。因此電廠磨煤機的降噪事在必行，而降噪的基礎就是從它產生的機理進行分析，找到可行方案。

1. 鋼球磨煤機是一個水平放置的回轉圓筒體，當筒體轉動時原煤與鋼球混合，鋼球在離心力和與襯瓦接觸時產生的摩擦力的共同作用下，被襯板帶到一定高度，受本身重力作用沿拋物線下落將煤擊碎。磨煤機鋼球與原煤相互間撞擊產生機械性的噪聲。主要的噪聲是筒體轉動時鋼球與鋼球、鋼球與筒體襯板、鋼球與原煤相互間撞擊產生的機械性噪聲。筒體是一個強反射面，即聲學上的硬壁面，對入射的聲波吸收少而反射多，因此聲波在筒體內連續反射，形成一個混合聲場，噪聲高達115-119dB；噪聲的頻帶也很寬，通常在31.5-8000Hz，聲壓級均超過95dB。

2. 球磨機內原煤的存儲量。在運行期間，需要向球磨機連續、均勻給煤，保證磨機內有足夠的存煤量，如果出現斷煤或給煤量過小時，則會造成鋼球與鋼球之間、鋼球與襯板之間產生巨大的沖擊聲，造成球磨機噪音增大。

3. 球磨機筒體外側的隔音毛氈及護罩的安裝情況。球磨機制造時，其外部增加了一層3mm厚的隔音毛氈，目的就是為了降低噪音。最外層安裝了防護罩，也具有降低噪音的作用。在球磨機檢修過程中，由于拆卸、安裝過程中的不規范，導致其內部隔音毛氈損壞、防護罩密封不嚴密，造成球磨機噪音逐級增大。

三、磨煤機降噪方法

根據鋼球磨煤機測得的數據分析結果，產生噪音的區間在300Hz-725Hz之間。我們主要針對這個低頻區間進行降噪。現行的降噪方法分為有源降噪和無源降噪兩種。有源降噪又稱反聲、有源噪聲抵消、有源降噪、有源吸收等。以主動產生一個聲場來抵消另一個現有聲場的技術。無源降噪是傳統的噪聲控制方法，包括消聲、吸聲、隔聲、隔振、阻尼減振及其多種技術綜合的方法。

減少鋼球沖擊產生的振動和降低筒體表面的聲輻射，是從噪聲根源進行治理的關鍵。有源控制技術在低頻范圍、硬件可行性及成本等方面具有無源控制技術無可比擬的優越性，已經成為噪聲控制界的一個研究熱點，在理論上是可行的。但因鋼球磨煤機噪聲聲場環境復雜，噪聲源頻譜多變，且隨時間起伏較大，噪聲呈寬頻特性，加上控制技術的約束，多年來此領域的研究工作進展不大。因此采用無源降噪是現行最簡單有效的方法。

1. 加隔音罩

加隔音罩法就是用一個較大的罩子，將球磨機的輥軸整個罩起來，外殼多為金屬，里面有帶護面的吸聲材料。該方法的優點是有較好的降噪效果，一般噪音量可達15-20dB。缺點就是占地面積較大，狹窄的地方不能應用。另外，對設備的運行巡視、清理漏煤粉、裝卸鋼球、維護檢修帶來麻煩。設備檢修時隔聲罩要拆掉，檢修完又要重新安裝，在拆卸過程中，隔聲罩的構件易損壞，同時也給檢修人員增加了許多工作量。

2. 在襯板底部設彈性層

在襯板底部設彈性層消除襯板和輥筒之間的剛性連接，這種方法不易掌握，弄不好不是無效就是更糟。只有正確選擇橡膠墊材料并認真安裝，確保隔振質量，才能獲得滿意的效果。這種方法可降噪15dB以上，但造價昂貴。鋪在橡膠墊上的襯板像彈簧球一樣，原則上屬于一個振動系統，若砸在襯板上的鋼球沖擊力隨襯板的固有頻率而變化，導致振幅增大，此時不管采用什么樣的隔振方法都無濟于事。只有在振動和噪聲的頻率大于襯板的固有頻率時，才能取得明顯的效果。同時這種方法只有在設計球磨機時考慮才有可能，如果球磨機和襯板的尺寸已定，再想加彈性墊，筒內經變小，襯板就無法安裝。

3. 吸聲材料降噪

巖棉發泡復合材料，具有優異的中低頻吸聲性能，對頻率在1600Hz以下噪聲的平均吸聲系數達0.6，這個針對現行的噪音頻率區間是很有效的。巖棉發泡復合材料從成本上來說，這種材料的造價低廉，易于成型，它的生產是用聚氯乙烯，乙丙橡膠。把巖棉發泡復合材料加入隔聲罩的效果是最佳的，可以降低噪音8-12dB，是一種良好的吸聲材料，對磨煤機的噪音再次降低有很好的幫助。

4. 襯瓦螺旋線布置

鋼球磨煤機襯板呈水平直線布置，隨著筒體轉動，逐排推升鋼球和物料到達一定高度下拋，致使動負荷瞬間劇增，波動很大，同時，隨著下拋動作，瞬時撞擊能量達到極值，噪聲頻譜出現峰值。周而復始，動負荷和噪聲都出現周期性的變化。國內外學者提出襯板的螺旋線布置方式代替水平直線布置。降低動負荷波動，可減少電耗30%左右，削低了動負荷和噪聲峰值，使球磨機運轉平穩，撞擊過程平穩，不影響出力，這項改進措施可降噪8dB-12dB。

5. 采用非球形鋼制研磨體

可以采用非球形鋼制研磨體，鋼球磨煤機噪聲與鋼球直徑的三次方成正比，對同樣質量的研磨體，在保持原有沖擊力不變的情況下，將鋼球改為24面體、18面體等棱形鋼制研磨體，利用其棱、角特有的切割與破碎能力不但可提高磨煤效率，而且可降低噪聲5dB-8dB。這種方法是很好的，從聲源上降低噪音，而且成本幾乎為零。我們可以很好的借鑒使用。

6. 簡易包扎

采用工業毛氈、玻璃棉等軟質吸聲材料和薄鋼板（3-4mm）做成弧形的隔聲蓋板，然后用螺栓緊固在輥筒上，為了檢修方便，輥筒上固定襯板的螺栓不進行包扎，在蓋板兩端的連接處留有150mm左右弧長的距離。這種方法降噪量在15dB左右，費用比隔聲罩法稍高。該方法克服了隔聲罩的缺點，不影響設備的維護、檢修、巡視，也不影響清理漏煤粉和裝卸鋼球。

四、結語

鋼球磨煤機在運行期間，其噪音遠遠超過國家職業健康標準要求，對現場作業人員的聽力造成損傷，影響員工身體健康。我們要通過改造，逐漸使現場噪音達到《工業企業場區噪聲控制設計規范》的國家噪音標準，即噪聲級90dB以下，從而大幅改善工作人員的作業環境，保障運行維護人員的身心健康。