化工廠噪聲治理措施探究

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【摘要】噪聲污染不僅影響人的身心健康還會對威脅到設備的安全生產。論文從化工企業噪聲成因分析入手，闡述噪聲的傳播機理，介紹運行中的化工企業噪聲污染治理的舉措。通過這些切實可行的措施，能夠極大地降低化工企業的噪聲污染。

【關鍵詞】噪聲控制；噪聲成因；措施

1引言

近年來，隨著現代化工行業的快速發展，化工廠的大型化，噪聲擾民問題愈發突出。因此，如何控制化工廠運行過程中的噪聲問題是設計及操作人員需要解決的難題。

2化工企業噪聲成因分析

2.1機械性噪聲。機械性噪聲是由于機械設備在運轉過程中，轉動部件間的摩擦力、撞擊力或非平衡力，使機械部件等發聲體產生無規律振動而輻射出的噪聲。如發電機、壓縮機、離心泵等。還有一類是管道振動噪聲。如閥門的快速開關或泵的啟動與停止引起的水錘、流速的改變、流體通過節流孔時產生的高壓力降液體等。2.2噴射噪聲。噴射噪聲聲源研究表明，在高速氣流從管口噴出后，距離噴射口5~8D（D為管口直徑）的部分噴射出的氣流會剪切周圍的空氣并與之發生強烈的混合，隨著混合后逐漸向外擴散。在這一過程中會產生強烈的噪聲。2.3旋轉噪聲及渦流噪聲。旋轉噪聲是壓縮機、風機等設備的葉輪高速旋轉時切割周圍氣體介質，引起周圍氣體壓力脈動而形成。葉片在引起氣體壓力脈動的同時會切割氣流使其在葉片界面產生分裂，形成附面層及旋渦，這些渦流由于空氣本身的黏滯作用，又分裂成許多小渦流，從而擾動空氣形成壓縮與稀疏過程而產生噪聲，輻射出一種非穩定的流動噪聲，常見于空冷器組。2.4電磁噪聲。電磁噪聲主要是由電磁場交替變化而引起的某些機械部件或空間容積振動而產生的噪聲。電機氣隙中存在各種次數、各種頻率的旋轉徑向電磁力波，它們分別作用在定子、轉子鐵心上，使定子鐵心和機座以及轉子出現周期性變化的徑向變形，即發生振動。

3噪聲控制原理

大型化工廠完全消除噪聲源是不切實際的，因此，工廠噪聲治理往往從傳播途徑入手，在噪聲傳播的過程中削弱噪聲。3.1在空氣傳播的過程中削弱噪聲。在空氣傳播常采用吸音或者隔音手段削弱噪聲的傳播。吸音指當聲音進入某種材料時因黏滯性和熱傳導效應，聲能轉化為熱能而導致聲音的消散和吸收。開孔材料常被用作吸音材料。常見的有開孔發泡材料、氈類制品、礦物棉、紡織材料等。當需要處理低頻噪聲時，經常需要采用共振原理做成各種共振吸聲結構。當聲波入射聲波投射在吸聲結構上時，引起振動，其振動要克服本身的阻尼以及部分結構之間的摩擦，會使部分聲能轉化為熱能而耗損。平面波在空間傳播到2種媒質的交界面時，一部分聲波在原媒質中產生反射波，另一部分聲波投射到界面另一側的媒質中形成透射波。交界面的材料質量越大，隔音性能越好。常見的材料包括重質層材料、混凝土、鉛、金屬板、礦物填充的聚合物或乙烯基層材料[1]。3.2在固體傳播的過程中削弱噪聲。聲音通過固體傳播主要通過振動。減振主要考慮隔振及阻尼。隔振是通過降低振動強度來減弱固體聲傳播的技術。振動能量常以2種方式向外傳播產生噪聲：一部分直接向空氣輻射；另一部分振動能量通過與其相接觸的固體進行傳播。水泥地板、磚石結構等是隔絕空氣聲的良好材料，但對固體聲幾乎沒有衰減。通過選取隔振材料或減振器將噪聲源和其他能高效傳播噪聲的結構或部件分離可以減弱固體傳噪。常見的隔振材料包括發泡材料、彈簧、橡膠等。阻尼作用可以衰減沿結構傳遞的振動能量，減弱共振頻率附近的振動并降低結構自由振動或沖擊引起的振動。常見的材料包括厚層材料、瀝青、特殊混合物和覆層材料。

4化工廠的噪聲治理措施

4.1隔聲罩的設置。噪聲污染集中區域常采用隔聲罩來減弱噪聲，隔離罩的結構應當是重質的，例如，混凝土或厚鋼板等。受限于現場的空間、機器的維修及隔聲罩的拆裝運等因素，隔離罩也多選擇金屬薄板并內飾一定厚度的吸聲材料。根據插入損失的要求，計算隔聲罩結構的隔聲量，再按實際情況選用。無孔實心結構有經驗公式[2]可以簡單地計算隔聲量。R=23×logm-9（m≥200kg/m2）（1）R=23×logm+13（m≤200kg/m2）（2）式中，m為構件的綜合面密度，指固定厚度的情況下，單位面積的重量；R為隔聲量，dB。由式（1）和式（2）可看出面密度越大，其隔聲量越大。當罩壁振動較大時，可在金屬板外表面或內表面涂一些內損耗系數較大的阻尼材料，如瀝青漿、石棉瀝青漿等。為防止固體傳聲，可在噪聲源下面安裝隔振器或鋪設隔振材料。在處理噪聲的實際問題中，會在隔聲罩罩壁上留一定的孔洞。大體積的發電機組的噪聲控制常采用全覆蓋一體的箱式隔聲罩。為滿足發電機組的溫控需求，需要搭配強制冷卻設備和一個結構復雜、高成本的散熱設備。為減少投資，有文獻記載，通過在廠房頂部鋪設吸音材料，音源處設置隔聲屏障等措施也取得了滿意的效果。如非必要，建議盡量采用開放式的隔音手段減少隔音罩的設置，避免帶來投資費用的增加及檢測維修的不便[3]。4.2管線噪聲控制。化工廠中與管道相關的噪聲是最主要的噪聲源。管系中的噪聲有閥門節流噪聲、氣穴噪聲、水錘聲、機械振動噪聲以及管線作為傳播介質將輻射的噪聲。管系噪聲有以下幾種噪聲控制措施：在壓降較大的場合，更換低噪閥門；設置限流孔板；合理的控制流速；優化管道走向，采用撓性連接[4]；設置管道隔聲支吊架，增加吸聲內襯。由于管網噪聲輻射而形成復雜的分布式噪聲治理起來非常困難，單純對廠區內高噪聲的動設備點聲源治理無法完全解決環境噪聲問題，也常采用管道包扎式降噪。各層的常規材料選用如表1所示。4.3安裝消聲器。在化工設備的排氣管道上安裝消音器可以起到很好的降噪效果。常用的型號有擴散緩沖型消聲器及小孔型消聲器，降噪水平約30~35dB。選型時需注意，消聲器的排氣能力要與排氣放空相匹配。另外，當系統中放空點很多時，可以在每個放空點上設置限流孔板，而在管網中共用一個消聲器。

5結語

綜上所述，在噪聲控制中，綜合運用消聲、吸聲、隔聲、隔振等手段限制噪聲的傳播從而使得噪聲排放達到要求的關鍵是理解噪聲的傳播機理。只有從噪聲源頭出發，在其傳播的路徑上綜合考慮該噪聲的特性，采取合理的措施才能起到好的噪聲治理效果。

【參考文獻】

【1】黃澤淦,齊忠流.化工廠噴射噪聲消聲器的設計及應用[J].化工環保,1993,13(2):100-109．

【2】袁建新.建筑隔聲設計:空氣聲隔聲技術[M].北京:中國建筑工業出版社,2004.

【3】趙玫,周海亭,陳光冶.機械振動與噪聲學[M].北京:科學出版社,2004.

【4】趙子琴.管道振動的減振方案及工程應用[J].管道技術與設備,2011(3):54-56．

作者:胡南 胡偉 單位:華陸工程科技有限責任公司