廠界噪聲治理技術研究及應用

朱柏安

（攀枝花鋼釩有限公司能源動力分公司，四川攀枝花 617062）

前言

攀鋼熱軋煤氣加壓站位于熱軋板廠北側，因“先生產后生活”歷史原因，煤氣加壓站北側距離廠界較近，廠界外即為生活區域。熱軋煤氣加壓站主要向熱軋板廠加熱爐供應混合煤氣，為先加壓后混合工藝，設有3 臺D500 型離心式焦煤鼓風機和3 臺AI750 型離心式高煤鼓風機，一套高、焦爐煤氣混合裝置。分別加壓后的高、焦爐煤氣進入煤氣混合系統，按一定比例混合后，由出站混合煤氣管道送往熱軋板廠加熱爐使用。熱軋煤氣加壓站現常態運行1 臺焦煤鼓風機、1 臺高煤鼓風機，送出混合煤氣量常態在50000～70000 m3/h。工藝流程如圖1。

圖1 煤氣加壓站工藝流程圖

1 主要問題

煤氣加壓站北側廠界敏感點噪聲不能穩定達到GB 12348－2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》要求。為消除環保風險，需實施區域廠界噪聲治理。

2 噪聲現狀調查、分析

2.1 區域噪聲現狀

2016 年11 月16 日選用BK2250 精密聲級計（采用等效連續A 聲級）摸底監測區域噪聲現狀,監測點位見圖2，期間煤氣加壓站、熱軋空壓站、熱軋板廠均保持正常生產方式。廠界外居民區域敏感點9#晝間噪聲值為65.2 dB（A），敏感點8#、9#、10#夜間 噪聲值分 別為59.0 dB(A)、64.1dB(A)、56.7dB(A)，不滿足《工業企業廠界環境噪聲排放標準》中三類標準要求[晝間≤65dB(A)、夜間≤55dB(A)]。見表1。

圖2 監測點位圖

表1 區域環境噪聲監測結果 dB（A）

2.2 區域噪聲源辨識

區域噪聲源種類主要分為空氣動力性噪聲、機械噪聲、電磁噪聲，主要表現為點聲源。具體為熱軋煤氣加壓站站內煤氣鼓風機運行高頻噪聲、煤氣氣流噪聲（熱軋板廠煤氣用量波動影響煤氣回流產生氣流噪聲），熱軋空壓站活塞空壓機運行低頻噪聲、壓縮空氣氣流噪聲，熱軋板廠循環水層流冷卻塔跌落噪聲。

近場噪聲分析：1#、2#點位噪聲源為煤氣鼓風機運行噪聲和冷卻水跌落噪聲。3#、7#點位主要為空壓機運行噪聲和壓縮空氣氣流噪聲。4#、5#、6#點位主要為煤氣鼓風機運行噪聲和煤氣氣流噪聲。

敏感點噪聲分析：因1#、2#、3#監測點位距離廠界及敏感點較遠，加之靠北側有煤氣加壓站、空壓站廠房及喬木對聲源傳播進行阻隔、消減，認為1#、2#、3#點噪聲對敏感點噪聲貢獻不大，非主要控制噪聲源點。4#、5#、6#、7#點距離8#、9#、10#敏感點位距離較近，其聲源性質包含低頻、高頻轉動機械噪聲及氣流噪聲，對8#、9#、10#點位噪聲貢獻大，應為噪聲主要控制點位。

3 噪聲源控制研究及治理

3.1 噪聲源

熱軋空壓站側7#點位噪聲主要包括空壓站活塞式空壓機進排氣閥的沖擊聲，軸承、連桿等運動部件的摩擦和沖擊聲，進氣和排氣管道中的介質發生周期性的壓力波動，產生空氣動力性噪聲。在2002 年已對空壓站進行了降噪治理，活塞式空壓機室外吸、排氣管，后冷卻器，過濾器等安裝了隔聲罩，在空壓機吸、排氣管上設置了消聲器，同時空壓站窗戶均設置為雙層隔聲窗，靠敏感點北側大門安裝了阻尼隔聲門。

從監測點位分布看，7#點距離8#敏感點較近，從監測數據對比看8#敏感點噪聲監測值較9#敏感點晝間低8.4 dB（A）、夜間低5.1 dB（A）。研究認為空壓站近場7#點噪聲對廠界敏感點噪聲貢獻非主要因素。

空壓站壓縮空氣冷凝水排放點共3 個，為保障送出壓縮空氣質量，每兩小時需對壓縮空氣儲氣罐內冷凝水進行排放、收集，在手動進行冷凝水排放時會產生較大的氣流噪聲，故需對排放點安裝自動疏水器，實現壓縮空氣自動疏水，杜絕氣流噪聲產生。

因此，目前熱軋空壓站區域重點做好現有噪聲防治設施日常維護、保養工作，確保正常運行，暫不進行工程治理。

3.2 熱軋煤氣加壓站噪聲治理

熱軋煤氣加壓站站內噪聲源主要為空氣動力性噪聲、機械噪聲、電磁噪聲，站內煤氣鼓風機空氣動力性噪聲主要為旋轉噪聲和渦流噪聲；鼓風機機械噪聲主要是由軸承等回轉體的不平衡轉動，零部件摩擦與撞擊產生的振動，通過機殼、管路等向外部輻射產生；電磁噪聲是鼓風機電動機空隙中磁場脈動，定子與轉子之間交變電磁引力，磁性伸縮引起電動機結構共振而產生。

綜合分析，煤氣加壓站噪聲為高頻噪聲源，需采用消聲、阻隔的方式進行綜合治理。

(1)熱軋煤氣加壓站廠房內噪聲治理

熱軋煤氣加壓站廠房墻體為磚混結構，根據隔聲“質量定律”墻體本身具有一定的隔聲能力，可有效減弱聲音傳播，但是由于墻體立面根據不同功能要求，設置了若干未經隔聲處理的鋼窗、大門、軸流風機等裝置，使廠房墻體隔聲能力削弱，造成廠房內加壓風機運行時產生的噪聲大量外泄，因此，須首先對煤氣加壓站廠房內噪聲進行隔聲處理。

現廠房門窗為鋼結構框架，部分門窗存在孔隙噪聲透聲面積大，故選擇透聲系數小的材質對門窗隔聲進行整治。采用隔聲窗，邊框為塑鋼，雙層中空玻璃。隔聲窗共有三層，上層為 4200×2400 mm 隔聲窗組件 10 組；中層為 1500×1200 mm隔聲窗 20 樘；下層為 1500×1200 mm 隔聲窗25 樘，隔聲窗隔聲面積總計182 m2。

采用消聲阻尼隔聲門對現有站房大門進行整治。門框尺寸900×2000 mm，門體厚度80 mm，復合式吸隔聲結構：鍍鋅隔聲板+阻尼層+離心玻璃棉板+阻尼+鍍鋅隔聲板+鍍鋅板骨架+鋼門框，數量為6 樘；

對站房二層排風口軸流風機進行消聲，采用φ200 圓筒式排風消聲器，共計24 組。

上述措施實施后極大程度消除了煤氣加壓站廠房噪聲穿透問題，提高了廠房構筑物一體化設施隔聲、消聲能力。

(2)熱軋煤氣加壓站煤氣管道氣流噪聲治理

熱軋煤氣加壓站站內送出煤氣流量根據熱軋板廠生產負荷情況而動態調整，送出煤氣流量變化調節時會產生氣流噪聲，故在站房外部煤氣管道上外包聚氨酯泡沫吸聲棉，進出氣管道共有6 組，進出氣每段管道上外包聚氨酯泡沫吸聲棉20 m，阻隔氣流噪音。

(3)熱軋煤氣加壓站廠房外噪聲治理

通過實施熱軋煤氣加壓站廠房內噪聲整治、煤氣管道氣流噪聲整治，大幅度降低了機械高頻噪聲、氣流噪聲，但以結構共振產生的連續低頻噪聲仍會通過空氣傳播到監測點，因此還需在熱軋煤氣加壓站北側（靠居民區）設置隔聲屏障，進一步控制噪聲源傳播。

從監測數據看，8#、9#、10#敏感點位中9#點超標最高，要實現該敏感點噪聲達標，還需降噪幅度不低于9.1 dB（A）。故采用隔聲屏。

隔聲屏選擇：根據隔聲屏理論降噪量計算公式：

式中：ΔL—隔聲屏降噪量，dB（A）；

N—越過屏障頂端衍射的菲涅耳數，它是描述音波傳播中，繞射性能的一個量，參見隔音屏障示意圖。

λ—聲波波長，m；人能感受到最低與最高頻率在20～20000 Hz 范圍內，相應波長17m～0.017m，250 Hz聲波波長為1.4 m；

A—噪聲源到隔音屏障頂端的距離,m；

B—接受點到隔音屏障頂端的距離,m；

D—聲源到接受點之間的直線距離,m。

如圖3 所示：擬在煤氣加壓站北側堡坎上安裝隔聲屏，噪聲源至隔聲屏距離約為10 m，隔聲屏至9#點距離約為20 m，故D 總長為30 m，隔聲屏高度擬選擇為6 m。

核算隔聲屏理論降噪：

A2=62+102計算A為11.66 m；

B2=62+202計算B為20.88 m；

N=2÷1.4×（11.66＋20.88-30）=3.63；

ΔL≈10×lg3.63＋13=18.6 dB（A）。

圖3 聲傳播路徑圖

從理論計算看，選擇總高6 m 的隔聲屏能夠滿足降噪需求。設置長度為74 m、總高6 m 隔聲屏，隔聲屏設獨立的鋼結構支撐框架，下部做混凝土基礎。隔聲屏隔聲板采用吸隔聲復合結構，由厚度不低于150 mm 隔吸聲層、阻尼層等組成，隔聲屏一側為開孔吸聲面、一側為平板面板，開孔吸聲面朝向噪聲源,安裝見圖4。

圖4 隔聲屏安裝示意圖

4 效果

2017 年6 月全面完成了廠界噪聲治理工作，2017 年8 月9 日對8#、9#、10#敏感點進行監測，監測結果（見表2）顯示熱軋煤氣加壓站區域廠界噪聲排放達到了《工業企業廠界環境噪聲排放標準》中三類排放標準要求。

表2 8#、9#、10#敏感點降噪效果 dB（A）

5 結論

通過本次廠界噪聲治理，實現了區域廠界噪聲穩定達標。2018 年1 月1 日起國家全面施行《中華人民共和國環境保護稅法》，廠界噪聲超標將按照超標分貝數按月征稅，這進一步倒逼了企業強力實施噪聲污染治理工作，在消除環保風險的同時也實現噪聲不超標不繳稅創效，為企業經營發展提供了保障。