摘要：以某公司煉油二部Ⅵ套硫黃回收裝置噪聲治理為例。硫黃主風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，本體噪聲強(qiáng)度大，對(duì)職工的身心健康造成嚴(yán)重危害。通過對(duì)主風(fēng)機(jī)采取加裝隔聲房、進(jìn)出口風(fēng)管隔聲包扎、設(shè)置隔聲采光觀察窗等治理措施，經(jīng)改造前后現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)位噪聲強(qiáng)度及崗位噪聲強(qiáng)度的對(duì)比分析，驗(yàn)證實(shí)施效果，為后續(xù)風(fēng)機(jī)噪聲治理提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：硫黃回收 風(fēng)機(jī) 噪聲 治理

1  概述

某公司煉油二部Ⅵ套硫黃回收裝置主風(fēng)機(jī)，屬于該套裝置的關(guān)鍵設(shè)備，一開一備操作，介質(zhì)為空氣。該裝置兩臺(tái)主風(fēng)機(jī)集中布置安裝在裝置區(qū)域敞開式鋼結(jié)構(gòu)廠房?jī)?nèi)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，噪聲強(qiáng)度大，不僅影響廠區(qū)環(huán)境，對(duì)巡檢職工的身心健康帶來(lái)極大危害。經(jīng)研究表明，長(zhǎng)期在生產(chǎn)性噪聲之下進(jìn)行工作的人員容易產(chǎn)生疲勞、耳鳴、胃痛胃酸、記憶力衰退等癥狀。70 dB(A) 以上噪聲會(huì)干擾交談，妨礙聽清信號(hào)，造成心煩意亂、注意力不集中，影響工作效率，甚至發(fā)生意外事故。長(zhǎng)期接觸85 dB(A)以上的噪聲，會(huì)造成聽力損失，甚至職業(yè)性噪聲聾，且噪聲還可以影響其他系統(tǒng)的正常生理功能。由此可見，硫黃主風(fēng)機(jī)噪聲的危害不容忽視。

2  硫黃主風(fēng)機(jī)基本參數(shù)及狀況

2.1 設(shè)備參數(shù)

硫黃回收裝置主風(fēng)機(jī)單元共設(shè)有2套同一型號(hào)壓縮機(jī)，均為齒輪增速式單級(jí)高轉(zhuǎn)速離心風(fēng)機(jī)，型號(hào)為GM65L，由沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠設(shè)計(jì)制造。電機(jī)技術(shù)參數(shù)：型號(hào)YB630S1-2W，額定功率：900kW，額定電壓：6000V，額定頻率：50Hz，額定電流：90.6A，額定轉(zhuǎn)速：2980r/min。風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)：介質(zhì)為空氣，正常工況下，軸功率：602kW，入口/出口溫度：常溫/80℃，入口流量：48190m³/h,入口壓力：101.4kPaA，出口壓力：151.4 kPaA。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)布局

主風(fēng)機(jī)軸向水平進(jìn)氣，向上垂直排氣。進(jìn)氣口設(shè)在高空（離地面14m），通過垂直管道接至風(fēng)機(jī)入口。風(fēng)機(jī)出口設(shè)有放空口，直接排放至大氣，正常工況下，持續(xù)放空，放空量占25%左右。進(jìn)氣管道和放空管道上各安裝一個(gè)消聲器。

主風(fēng)機(jī)布置在一個(gè)區(qū)域內(nèi)混凝土基礎(chǔ)地面上。該區(qū)域范圍四側(cè)完全敞開，裝置主風(fēng)機(jī)所在區(qū)域相鄰一側(cè)為馬路主行人道，一側(cè)約20m處有一幢車間生產(chǎn)辦公用外操室，另一側(cè)為大小不等數(shù)臺(tái)電機(jī)。

2.3 運(yùn)行狀況

主風(fēng)機(jī)單元各自均配有隔聲罩，但因風(fēng)機(jī)電機(jī)設(shè)備運(yùn)行工作時(shí)散發(fā)大量自身熱量，隔聲罩內(nèi)空間較小，熱量排泄流速設(shè)計(jì)計(jì)算不足，從而導(dǎo)致罩內(nèi)風(fēng)機(jī)電機(jī)設(shè)備溫升增高，迫使要提高通風(fēng)散熱需要。故將原隔聲罩兩個(gè)側(cè)面的隔聲門及頂板塊局部打開，解決通風(fēng)散熱問題，但與此同時(shí)噪聲輻射現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)環(huán)境污染。此外，原隔聲罩板塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)陋，存在漏聲情況相當(dāng)嚴(yán)重，設(shè)備檢修時(shí)隔聲罩不能局部拆卸等不便事項(xiàng)，加之隔聲罩年過以久，老化失效，設(shè)計(jì)隔聲量也不夠，根本滿足不了聲學(xué)設(shè)計(jì)的降噪要求。

3  噪聲測(cè)試及分析

3.1 噪聲測(cè)試結(jié)果    

為直觀的了解治理前后隔聲效果，介于主風(fēng)機(jī)原配有隔聲罩，在噪聲治理前，使用AWA6228精密聲級(jí)計(jì)對(duì)硫黃主風(fēng)機(jī)區(qū)域噪聲情況進(jìn)行測(cè)定，取得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)結(jié)果見下圖1和表1所示。

圖1  噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置示意圖

表1  噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置及監(jiān)測(cè)結(jié)果

此外，為便于后續(xù)方案的制定，選取該區(qū)域噪聲強(qiáng)度相對(duì)而言較高的點(diǎn)位進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，各高噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)A聲級(jí)監(jiān)測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2  高噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置及監(jiān)測(cè)A聲級(jí)數(shù)值

分析現(xiàn)場(chǎng)噪聲源狀況，從頻率特性來(lái)看，主要峰值在800-1000HZ以上，聲功率為LW=105dB(A)，為中高頻噪聲。已屬于強(qiáng)噪聲源，產(chǎn)生的噪聲頻譜較寬，在很寬的頻率范圍內(nèi)均有較高的噪聲，而且以中高頻噪聲為主要成分。因此，主風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)噪聲對(duì)人體的影響或危害是明顯的，除了聽覺受到一些影響，還感到胸悶頭漲，使人煩噪。

3.2 噪聲問題分析

主風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的噪聲主要是進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、機(jī)殼機(jī)械噪聲及電機(jī)噪聲等。主風(fēng)機(jī)噪聲經(jīng)地坪面、混凝土結(jié)構(gòu)及未拆除的隔聲罩外側(cè)鋼表面等反射，形成反射噪聲即混響噪聲，混響噪聲和設(shè)備輻射的噪聲即直達(dá)聲疊加3～5dB(A)左右，使該區(qū)域內(nèi)總噪聲級(jí)明顯提高。

從噪聲傳播影響情況來(lái)看，主風(fēng)機(jī)噪聲主要經(jīng)隔聲罩的敞開部分傳遞至整個(gè)裝置區(qū)域和一側(cè)馬路主行人道及車間生產(chǎn)辦公用外操室。

此外，主風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，因設(shè)備功率大，氣體流速高，雖已安裝消聲器，但還存在不足，氣體排放時(shí)，進(jìn)出管道噪聲級(jí)仍然過高，沒有滿足降噪設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)范圍。

對(duì)于聲學(xué)來(lái)講，聲源都是比較復(fù)雜的，產(chǎn)生的機(jī)理和頻率各不相同，而且往往是多種情況同時(shí)出現(xiàn)，高低錯(cuò)落不等。所以，根據(jù)不同的噪聲情況，采取相應(yīng)的控制措施，合理有效治理，降低噪聲影響，保證達(dá)到衛(wèi)生限制要求。同時(shí)，要綜合考慮防火、防爆、巡檢、檢修等安全消防及日常操作維護(hù)要求。

4  噪聲治理措施

鑒于在聲源上采取降噪措施十分困難，主要在噪聲傳播途徑上采取隔聲、吸聲、消聲、減振、隔聲包扎等措施。通過技術(shù)上的革新，選材設(shè)計(jì)上的優(yōu)化，利用聲屏障降噪原理，對(duì)主風(fēng)機(jī)加裝單機(jī)隔聲房，以期達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

4.1 聲屏障降噪原理

當(dāng)噪聲源發(fā)出的聲波遇到聲屏障時(shí)，它將沿著三條路徑傳播，見下圖2。

圖2  聲屏障繞射、反射路徑圖

一部分越過聲屏障頂端繞射到達(dá)受聲點(diǎn)；一部分穿透聲屏障到達(dá)受聲點(diǎn)；一部分在聲屏障壁面上產(chǎn)生反射。聲屏障的插入損失主要取決于聲源發(fā)出的聲波沿這三條路徑傳播的聲能分配。

4.2 隔聲房設(shè)置目標(biāo)

在不影響主風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)下，經(jīng)噪聲治理后，隔聲房外，距墻壁或窗戶1m處，距地面高度1.2m以上處的平均噪聲級(jí)降低至于85dB(A)以下。

4.3 采取的主要技術(shù)措施

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)噪聲測(cè)試結(jié)果與分析，結(jié)合以往主風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的瓶頸，重點(diǎn)考慮隔聲房通風(fēng)散熱和設(shè)備機(jī)組的檢維修。

4.3.1 隔聲房設(shè)計(jì)

為提高電機(jī)的通風(fēng)散熱效果和方便檢修，適當(dāng)擴(kuò)增隔聲房?jī)?nèi)部空間體積，加大寬度和高度。同時(shí)，將主風(fēng)機(jī)及出風(fēng)管線設(shè)計(jì)在隔聲房?jī)?nèi)，并合理設(shè)計(jì)了隔聲房?jī)?nèi)的氣流組織和換氣次數(shù)，使隔聲房?jī)?nèi)熱量能及時(shí)地排至房外，確保隔聲房?jī)?nèi)風(fēng)機(jī)在夏季正常工作使用。隔聲房設(shè)置隔聲門，可供巡視、檢修人員及設(shè)備維修時(shí)物料進(jìn)出操作，隔聲量設(shè)計(jì)≥25dB(A)。此外，設(shè)置防爆型鋼化雙層中空玻璃隔聲采光觀察窗，耐油抗腐蝕專用玻璃密封嵌條，便于巡檢人員在隔聲房外觀察設(shè)備運(yùn)行情況，降低噪聲接觸時(shí)間。

4.3.2 結(jié)構(gòu)型式與材料選擇

隔聲房設(shè)計(jì)為可拆卸式拼裝結(jié)構(gòu)，分塊重量控制小于150kg。隔聲房采用輕鋼結(jié)構(gòu)，以型鋼作為柱、梁，以隔聲吸聲板作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。隔聲吸聲板的總厚度為140mm，外側(cè)為隔聲層，內(nèi)側(cè)為吸聲層，隔聲層內(nèi)側(cè)涂敷阻尼隔聲層。

隔聲層選用耐高溫防潮離心不燃玻璃棉板為隔聲材料，專用纖維吸聲布包裹，中間設(shè)夾板。為提高隔聲量，隔聲板內(nèi)壁襯減振硅膠阻尼層。其表面與內(nèi)框進(jìn)行磷化鍍鋅處理，表面噴刷防腐油漆，保證外觀平整。

為降低隔聲房?jī)?nèi)的混響噪聲，提高隔聲構(gòu)件的實(shí)際隔聲量，吸聲層采用雙層結(jié)構(gòu)。針對(duì)設(shè)備入射噪聲頻譜特性，吸聲內(nèi)層選用不燃聚氨酯纖維板塊，具有較好的中高頻吸聲性能。與常規(guī)的纖維吸聲材料相比，其具有更好的防火--防塵--防雨等優(yōu)點(diǎn)性能，且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，更環(huán)保。

4.3.3 通風(fēng)散熱

隔聲房采用自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械進(jìn)風(fēng)及機(jī)械排風(fēng)的通風(fēng)方式，換氣率按100次/小時(shí)考慮計(jì)算，房?jī)?nèi)外溫升控制在5℃以內(nèi)。在電機(jī)散熱出風(fēng)口的上方安裝防爆型排風(fēng)機(jī)，便于熱風(fēng)排出。在電機(jī)進(jìn)風(fēng)端的房頂設(shè)置強(qiáng)制進(jìn)風(fēng)防爆型軸流，并設(shè)風(fēng)道至主風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)風(fēng)端。另外，對(duì)主風(fēng)機(jī)隔聲房排風(fēng)機(jī)安裝室內(nèi)導(dǎo)流風(fēng)管，并根據(jù)隔聲房頂部管線的實(shí)際情況，對(duì)排風(fēng)機(jī)的消聲器進(jìn)行針對(duì)性改造，提高了消聲器的消聲量。

4.3.4 管線隔聲處理

對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)變徑管、進(jìn)出風(fēng)軟接頭處，采用離心玻璃棉板+鍍鋅鋼板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔聲包扎。針對(duì)風(fēng)管穿墻、穿頂處進(jìn)行隔聲包扎，利用玻璃棉板密實(shí)填充，確保與墻、頂間的接合處密封嚴(yán)實(shí)。

5  噪聲治理效果比對(duì)

噪聲治理項(xiàng)目完成后，在相同的外部條件下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)部分點(diǎn)位噪聲進(jìn)行測(cè)定，監(jiān)測(cè)結(jié)果如下表3所示。

表3  治理前后噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比

從表中數(shù)據(jù)可知，噪聲治理項(xiàng)目實(shí)施后，各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)均小于85 dB(A)，滿足《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。此外，對(duì)硫黃崗位人員進(jìn)行個(gè)體噪聲檢測(cè)，結(jié)果表明，該崗位人員8小時(shí)等效連續(xù)聲級(jí)低于85 dB(A)，符合工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。

治理后，隔聲房?jī)?nèi)與室外環(huán)境溫差不大于5℃，拆卸式拼裝結(jié)構(gòu)給設(shè)備維修保養(yǎng)帶來(lái)便利。現(xiàn)場(chǎng)解除部分混響聲，響度聽覺清晰度明顯提高，全面達(dá)到企業(yè)HSE目標(biāo)和國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬國(guó)芳,王欣榮.煤礦扇風(fēng)機(jī)噪聲治理及應(yīng)用研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2014(01):86-89.

[2] 李耀中.噪聲控制技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.

[3] 張玉杰.硫磺制酸廠空氣風(fēng)機(jī)站噪聲控制與治理[J].有色設(shè)備,2017(01):27-30.

[4] 董海軍,侯振華.石化企業(yè)職業(yè)健康危害因素分析與對(duì)策[J].現(xiàn)代職業(yè)安全,2018(04):29-32.