孫紅曼
(北京燕山石化職業(yè)病防治所,北京 102500)
某公司催化劑成型采用轉動成型方式,將粉料置于轉動的容器中,噴淋適量水或粘結劑,潤濕的物料互相粘附,在滾球鍋內滾動逐漸長大為球形催化劑顆粒。在成型過程中作業(yè)人員需要一直在滾球鍋鍋口處進行水或黏結劑噴淋,并且時常進行刮壁、攪拌動作(見圖1)。
某催化劑成型車間內部有39 臺成型滾球系統(tǒng),主要設備是滾球鍋及動力驅動電機、減速機等(見圖2),在生產過程中滾球鍋運轉,電機、減速機產生很大的噪聲,對作業(yè)人員身心健康都有著較大的影響[1]。
1)該公司按照要求定期對存在職業(yè)病危害因素的工作場所進行檢測,該成型車間檢測主要職業(yè)病危害因素是噪聲、粉塵,下表1 給出了最近一次噪聲日常檢測結果,8 h 等效聲級超過職業(yè)接觸限值。
表1 滾球單元噪聲最近一次日常監(jiān)測數(shù)據(jù)
2)查看該公司近3 年的體檢報告發(fā)現(xiàn)有數(shù)例電測聽異常人員,說明噪聲對作業(yè)人員身體健康已有較大影響。
利用B/K2250 精密聲級計進行現(xiàn)場勘測,靠近滾球鍋料口的工人操作位噪聲在87.5~92.8 dB(A)(因物料狀態(tài)和滾球鍋大小有一定區(qū)別),機組對稱中央區(qū)域噪聲約88.7 dB(A),減速機近場峰值噪聲98.0 dB(A)。具體檢測數(shù)據(jù)見下頁表2。
表2 各測點A 計權聲壓級和1/3 倍頻程頻譜測試數(shù)據(jù) [dB]
由上表數(shù)據(jù)可知滾球鍋料口近場噪聲高值集中在400~1 250 Hz之間,機組對稱中央區(qū)域噪聲高值集中在400~1 250 Hz,減速機噪聲高值集中在200~1 250 Hz,基本屬于中頻噪聲。
因操作工人每班均持續(xù)在滾球鍋口附近作業(yè),按照《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范》(GB/T 50087—2013),對應的生產車間噪聲控制指標應為85dB(A)。由于滾球鍋發(fā)聲機理較為特殊、工況多變、噪聲源分布較為離散,可以采取如下噪聲綜合治理技術對策,以期將工人操作區(qū)域噪聲全部降低至85 dB(A)以下:
1)對滾球鍋外表面涂覆適當?shù)淖枘岵牧希M行阻尼隔聲處理;
2)對減速機與驅動電機系統(tǒng)加裝通風消聲隔聲罩;
3)在每臺減速機之間加裝可移動隔聲吸聲擋板;
4)對成型車間內進行適當吸聲處理;
5)為降低操作工人勞動強度,可研制一些比竹掃把更輕巧耐用的刮鏟等特殊工具,并配以可移動式懸臂支架或工位吊架。
由于隔聲罩加工困難,影響設備散熱、維修,采用第一步和第三步有希望能達到預期效果,所以可以先試驗不增加隔聲罩,僅采取第一步和第三步措施。其具體實施方案如下:
第一步,滾球鍋外表面阻尼隔聲處理——采用水性阻尼涂料,涂覆厚度5 mm,需要分兩次刮涂,一天一遍(7 天后達到完全固化);在滾球鍋轉動的情況下涂刮阻尼劑,以確保其整體動平衡精度。每平米阻尼劑用量大約為7 kg,估算直徑1 400 mm 的滾球鍋外表面積約5.5 m2,阻尼劑用量約38.5 kg;估算直徑1 200 mm的滾球鍋外表面積約4.8 m2,阻尼劑用量約33.6 kg。
第二步,減速機與驅動電機系統(tǒng)通風消聲隔聲罩——外形尺寸為L1400 mm×W800 mm×H1500mm,采用板塊快捷拼裝固定方式,其后部底端設置進風消聲器,頂部設置排風消聲器,減速機輸出軸位置設置消聲護套短管以減少噪聲泄露。
第三步,每臺減速機之間可移動隔聲吸聲擋板——初步設計為底部帶有滾輪的L3 200 mm×W150 mm×H2 000 mm 的帶雙側吸聲層的可移動式隔聲屏障。
鑒于上述第二步通風消聲隔聲罩的加工制造有較為特殊的噪聲專業(yè)要求和難度,而且有可能會影響到設備檢修和通風散熱,故建議暫緩實施;而以第一步和第三步兩項最簡易的措施先開展試點,循序漸進地先以2~4 臺機組的改造進行改造嘗試和試運行考核,確認運行可靠、有效后再推廣到其余機組。
為便于治理前后噪聲強度對比,在治理實驗前催化劑成球到最大、最光滑、最干燥的時候,停其他設備,測量試驗滾球鍋口靠近操作人員處的噪聲值,進行記錄。
選取現(xiàn)場體積最大的滾球機,按照要求對其進行阻尼材料涂刷。
選取現(xiàn)場功率最大的電機、減速機,進行移動式隔聲屏的設計,并進行現(xiàn)場安裝。
滾球鍋正常生產情況為30 Hz,檢測時將非正常生產情況下42 Hz 與51 Hz 也進行了噪聲檢測,如表3,表4 和表5 所示。
表3 治理前滾球鍋鍋口噪聲原始數(shù)據(jù) dB(A)
表4 加阻尼材料后滾球鍋鍋口噪聲數(shù)據(jù) dB(A)
表5 加隔聲吸聲擋板后滾球鍋鍋口噪聲數(shù)據(jù) dB(A)
由數(shù)據(jù)對比可知,加阻尼材料前后噪聲強度無明顯變化。
由數(shù)據(jù)對比可知,加隔聲吸聲擋板后,噪聲下降比較明顯,30 Hz 時降噪值達6~9 dB,42 Hz 時降噪值達4~5 dB,51 Hz 時降噪值達3~5 dB。
1)對單臺設備進行實驗,在滾球鍋外表涂覆阻尼材料,降噪效果不明顯;在滾球鍋兩側加隔聲吸聲擋板,有較明顯的降噪效果,正常工況30 Hz的情況下,可以降噪6~9 dB(A),噪聲值降到85 dB(A)以下。
2)阻尼材料涂刷后未起到明顯降噪效果,分析原因應該是所選阻尼材料不適宜,若選擇更加合適的阻尼材料,應可降噪3~5 dB(A)。
3)采用滾球鍋之間增加可移動隔聲吸聲擋板、涂刷適宜阻尼材料的治理方案可以進行全車間的推廣,有效的減少噪聲對作業(yè)人員的危害。
4)為了廠房整體效果,還可以在廠房頂部增加吸聲體,從而降低廠房內的混響音。