冶金生产需要使用冶金熔剂,其作用是在火法冶金过程中与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物发生作用,形成低熔点渣层,进而将需要提取(精炼)的金属分离出来。熔剂车间共有两座双膛窑,生产冶金活性石灰。由于煤气采用高炉、转炉低热值气体,需要进行加压和供风,使用罗茨风机实现。这样,在生产区域内,入窑煤气、助燃风、冷却风管道涡流激发产生较大噪声。托板出灰机、过渡料仓、助燃/冷却风释放阀、成品出料系统等设备也会产生周期性噪声。这些噪声污染严重影响了长安路的环境噪声水平,实测噪声达87.0dB(A)。此外,1#和2#双膛窑煤气加压站、鼓风机房、上料系统筛分房等设备噪声也高达100dB(A)以上,对工人和厂区环境都产生了影响。因此,特别进行专业消声降噪处理,旨在减少车间内以及长安路的环境噪声,达到国家的相关指标。
通过对煤气加压站、风机房、双膛窑、多斗提升机、破碎筛分楼、锥形料斗等区域具体项目进行设备噪声特性、现场情况进行分析并给出噪声治理方案,解决了环境噪声问题。
双膛窑石灰窑实施降噪工程前现场情况分析
1、噪声源点位
熔剂车间双膛窑区域内共有影响较大噪声源点9 处,为1#和2#双膛窑强力振动筛房、1#和2#双膛窑托板出料机及集料仓、1#和2#双膛窑的煤气加压站、鼓风房及其入炉管道、成品出料多斗提升机、双膛窑岗位除尘风机。
主要声源噪声产生情况
1、 罗茨风机 通常叶轮对向同时旋转和齿轮泵的工作原理很接近,在工作时,叶片之间、叶片和外壳之间理论上不接触,但实际上或多或少地会出现撞击。同时,叶片高速旋转不平衡造成的振动和相对较高的流体流动均会产生噪声。其噪声包括三大部分:进气口和出气口辐射的空气动力性噪声、机壳及轴承辐射的机械性噪声、电机产生的电磁噪声。
2、 离心风机 风机噪声以空气动力性噪声为主,机械、电磁噪声为辅,频谱分布曲线较平坦,峰值并不突出,高、中、低频成分均丰富,是噪声治理的重点设备。
3、 管道 双膛窑区域受场地限制,各类管道纵横交错,是本区域又一主要声源。
管道噪声主要来源有:
(1)高速气流在流动中冲刷管道、激发管壁并使之发生振动形成“发生器”后经管壁向四周辐射而产生的噪声。
(2)管道的弯头、变径阀门及风口等部位因涡流、涡阻现象导致气体的紊流现象严重,从而引发这些部位剧烈振动产生噪声。当管内气流速度大于8m/s 时,直管道的气流噪声较大,其频率峰值一般为2000—4000Hz,属中高频噪声。
4、 阀门 阀门是流体输送系统中的控制部件,具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能,其中调节功能是阀门重要与常用的功能。阀门的噪声通常由机械振动噪声、气体动力噪声等组成。
5、 强力振动筛 振动筛是以振动为主要工作方式的高噪声设备,料流本身与筛板接触碰撞产生噪声。偏心轴作为主要振动源将振动通过轴承、轴承座传递给筛框和筛底等部件,使之产生噪声,从而影响周边的声环境。
6、 料流对全系统钢构的冲刷 两座双膛窑除上料、出料及窑上可逆皮带机外,其余各系统设备、构建主要材质均为钢构,对于石灰生产线而言,料流对钢构设备的冲刷所产生的噪声同样突出。 上述噪声声源绝大部分在90dB(A)以上,个别声源超过100dB(A),对周围生产环境影响很大。其中长安路主要的声源为各窑入炉助燃风、冷却风、喷枪冷却风、煤气管道及释放阀间歇性动作产生的噪声。具体倍频程数据见表1。 由表1 可知,噪声主要峰值集中在160—2000Hz频段,属于中低频噪声[2],其中500—1000Hz 中频频段最为明显,该频段人耳识别度高、计权加权高、衰减慢[2],为主要需要治理的噪声频段。 另外,由于监测时天气温度较低(约10℃),设备运行的负载较低,运行数量也较少。应考虑车间满负荷运载时产生的增幅噪声,按照监测数据增加10dB 的设计余量,来进行针对声源的降噪设计。
熔剂车间特殊生产情况分析
通风要求:熔剂车间的风机房内罗茨风机需要在室内吸入新风,煤气加压站需要大量通风以保证煤气出现泄漏时室内不聚集易燃气体。
散热要求:煤气加压站和风机房设备运行期间均产生高热量,出于对设备电机和巡检人员的保护,需要持续大量地通风换气以保证室内热量及时排出;出料区域高温环境需要持续通风进行散热。
检修要求:工业生产环境需要满足日常巡检方便进出的要求,设置巡检门、巡检窗、检修口等;大型设备隔声装置需考虑模块化可拆装形式,为设备大修提供便利。
防爆要求:溶剂车间煤气加压站为高风险易燃易爆装置,施工期间需留意防爆防中毒,选用材料设备应为防火防爆设备。
降噪方法:
与相关通风设计的配合
罗茨风机机组要求设备周围应保留2m 的自由空间[3]。顶部间距需要足够大,以保证散热。需要留有足够的空间进行检修。设备周围需要有循环风。 按照以上要求和现场情况,设计通风形式为下部安装进风消声器,房间对角上部安装排风消声器,排风消声器配置6#轴流风机,将室内上部的热空气排出室外,室内形成负压状态,使室外冷新风从下部的进风消声器吸入室内,由此形成持续有组织的通风(见下图)。依据通风设计[7],工业车间采用换气12 次/min 计算,煤气加压采用4 台6#轴流风机进行通风散热。
实施过程中发现
1#煤气加压站由于房间较为局促,按照设计要求的换气量无法达到足够的散热降温效果,经整改增加4 台6#轴流风机进行通风散热。对于以罗茨风机为主的高产热设备机房,应增加换气次数,不低于20 次/min。
4 噪声控制工程实施后的效果评估 该项目实施后,经第三方检测单位检测:噪声双膛窑强力振动筛房噪声≤80dB(A)、双膛窑窑前管道(长安路)噪声≤75dB(A)、双膛窑托板出料机及下部圆锥形集料仓噪声≤80dB(A)、双膛窑成品多斗噪声≤75dB(A)、双膛窑煤气加压站噪声≤85dB(A)、双膛窑鼓风房噪声≤85dB(A)、双膛窑岗位除尘风机噪声≤80dB(A),达到预定目标,部分区域治理后噪声指标优于职业健康要求的噪声环境限值。