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蔡教民¹?張建勛²?馬治欽²

（ 1.河南省中原大化集團有限責任公司，河南濮陽  457004；

2.濮陽綠宇新材料科技股份有限公司 河南省噪聲控制技術工程研究中心，河南濮陽  457004）

 

摘?要：隨著化工動力裝置大型化發展，裝置環保噪聲污染問題日益突出，化工動力裝置噪聲治理已成為化工能源行業高質量發展必須面對的重要問題。本文旨在探討大型動力裝置噪聲的來源、影響以及有效的治理方法，并通過實際案例說明治理措施的應用效果。

關鍵詞：化工裝置；噪聲治理；噪聲源；噪聲控制；應用案例

中圖分類號：R134；TE687 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2024）13-0008-03

  

0引言

隨著工業現代化進程不斷加快，我國化工動力裝置大型設備的數量不斷增加，規模日益擴大，化工行業在國民經濟中的地位越來越重要。然而，這些設備在運行過程中，由于機械振動、氣體排放、液體流動等多種因素，會產生高強度的噪聲。工業企業車間噪聲大多在75～102dB（A），部分設備噪聲高達110～130dB（A）^[1]。這些噪聲嚴重影響現場工作人員的健康和生產效率，還影響到現場巡檢質量和突發事件處置效率。因此，化工動力裝置噪聲治理已成為化工能源行業高質量發展必須面對的重要問題。

1化工動力裝置噪聲來源及影響

化工動力裝置噪聲主要來源于以下幾個方面。

（1）機械噪聲。一般指在機械運動中產生的摩擦、沖擊和碰撞噪聲及設備的運動件相對于固定件的周期作用力所激發的噪聲，包括泵、風機、壓縮機等旋轉設備和往復設備的噪聲。最簡單的周期力是轉動軸飛輪等傳動系統的靜、動態不平衡所引起的偏心力。這種作用力與轉動系統的質量和靜、動態的合成偏心距成正比，與轉動角速度的平方成正比。當轉動系統轉速達到其臨界轉速時，則該系統自身便產生極大的振動，并將振動力傳遞到與其相連的其他機械部分，激起強烈的機械振動和噪聲。周期力的作用還由于機械縫隙導致強度不足或磨損嚴重而增大，進一步增強撞擊和磨擦而激發更強的機械振動和噪聲。若機械轉數不高，則周期力的變動頻率也不高，但這種低頻的周期力能激發較高頻率的振動。當受迫振動零件的固有頻率等于周期頻率的整倍數時，則會使其產生強烈的共振，從而產生高強噪聲，當同期性作用力的頻率高到一定程度而受力零部件表面又足夠大時，則受迫振動噪聲突出。

（2）流體噪聲。由于介質流動、沖擊、渦流等引起的噪聲。流體流經過流斷面時，雷諾數判別其流態。當雷諾數Re＜1200時，流體呈層流狀態；當Re＞2400時，則呈湍流狀態。實際上，絕大多數管路中的流體均處于Re＞2400的湍流狀態，即自身就處于很“吵”的狀態。當經過管路中具有不規則形狀或不光滑表面時，就與這些阻礙流體通過的部分相互作用而產生噪聲。

（3）空氣動力性噪聲。空氣壓縮機、通風機等設備的排氣噪聲，是由流體流動過程中的相互作用，或氣體和固體介質之間的相互作用而產生的噪聲。這種噪聲主要由旋轉噪聲（氣壓脈動）和渦流噪聲（紊流噪聲）組成。從噪聲產生的機理來看，主要包括噴射噪聲、渦流噪聲、旋轉氣流噪聲。

（4）閥門噪聲。通常是由于閥門內部流體流動、機械振動或部件撞擊等因素產生的聲音，常見的有調節閥噪聲、溢流閥噪聲、高壓閥等噪聲。

化工裝置噪聲對人員、環境和生產的影響主要表現在以下方面。

（1）對人員的影響。長期在噪聲環境下工作，會對人體的生理健康產生不良影響。噪聲會導致血壓升高、心跳加快、呼吸急促等，增加心血管疾病的風險。在嚴重的情況下，甚至可能引發神經衰弱、失眠等心理疾病。長時間在90dB以上噪聲環境下工作還會導致聽力下降。當噪聲達到115dB時伴有眼睛對光亮適應度下降及有色判斷能力削弱等健康問題^[2]。

（2）對環境的影響。化工裝置噪聲會對周邊環境產生影響，不僅會干擾人們的正常生活和工作，還會影響動物的行為和生態平衡。此外，噪聲還會引起建筑物的振動，對建筑物造成損害。

（3）對生產的影響。噪聲過大可導致設備故障率增加，影響生產效率，增加生產安全風險。

2化工動力裝置噪聲治理方法

化工動力裝置噪聲傳播與控制原理，簡單來說就是要阻止或降低噪聲從源頭傳播到接收者。根據化工裝置噪聲的特點和來源，一般采取以下治理步驟。

識別噪聲源。首先要明確化工裝置中哪些設備或操作是主要的噪聲源，通常包括壓縮機、泵、風機、破碎機、球磨機等^[3]。

噪聲分類。根據噪聲傳播媒介的不同，可以將化工機械噪聲分為氣體傳播、固體傳播和液體傳播。此外，還可以根據聲音的頻率分為低頻、中頻和高頻噪聲。

源頭控制。通過改進設備設計、優化工藝流程、調整參數、采用低噪聲材料或安裝減振裝置等方法，直接降低噪聲源的聲級。例如，對于電機等高頻率振動設施，可以從聲音源頭進行切斷。

傳播途徑控制。采用隔聲、吸聲、消聲、隔振等措施，阻斷或降低噪聲的傳播，這是最常用的方法。通過在噪聲傳播途徑上設置隔聲屏障、吸聲材料或消聲器等，降低噪聲的傳播效率。例如，對于空氣傳播的噪聲，可以采用吸音或隔音手段削弱噪聲的傳播。

接收點控制。為工作人員提供耳塞、耳罩等防護用品，減少噪聲對人體的影響。

噪聲治理的具體措施如下。

（1）隔聲屏障。用于阻擋聲波傳播的大型結構物，可以有效降低噪聲的傳播。

（2）吸聲材料。如礦物棉、紡織材料等，能夠吸收聲波并將其轉化為熱能，從而降低噪聲的聲級。

（3）消聲器。安裝在通風管道或排氣口等位置，通過內部結構使聲波在傳播過程中逐漸減弱。

（4）減振裝置。用于減少機械設備振動產生的噪聲，如橡膠墊、彈簧等。

3化工動力裝置噪聲治理應用案例

以下以陜西榆林能源集團橫山煤電動力鍋爐房噪聲治理為例，介紹噪聲治理措施的應用效果^[4]。

3.1案例背景

根據業主提供的資料和現場勘察結果，汽機房、鍋爐房設備運行時噪聲超出《工業企業設計衛生標準》規定的（GBZ1—2010）噪聲標準，對工作環境造成較大影響，不僅危害員工身心健康，而且在噪聲超標區域無法實施人員溝通造成安全生產隱患^[5]。為了解決噪聲集中區域人員通話效果差的問題，公司預先針對1號鍋爐房進行噪聲治理。1號鍋爐噪聲數據見表1。

表1 噪聲測量數據

檢測位置	噪聲值dB（A）
一號鍋爐A一次風機出口管線處	108.1
一號鍋爐A一次風機20米管線處	105.1
一號鍋爐A送風機出口管線處	107.6
一號鍋爐B送風機20米管線處	104.69
一號鍋爐引風機A出口管連接處	99.30
一號鍋爐引風機B出口管連接處	102.25
一號爐密封風機出口管線處	103.45

圖1 1號鍋爐噪聲頻譜圖

實測噪聲頻譜顯示，1號鍋爐房在中高頻突出。如圖1所示，自由聲場疊加噪聲3-6dB（A），最高聲壓級達111-114dB（A）。主要噪聲源是多臺套設備產生的中低頻噪聲，疊加多條高通量風管產生的高頻噪聲，在大容積廠房內墻面屋頂反射，形成的巨大混響空間噪聲^[6]。

3.2治理依據標準

3.2.1《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》

3.2.2《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB 12348—2008）

3.2.3《聲環境質量標準》（GB 3096—2008）

3.2.4《中華人民共和國國家職業衛生標準》（GB Z38—2006）

3.2.5《中華人民共和國國家職業衛生標準工作場所物理因素測量第8部分：噪聲》（GBZ/ T189.8—2007）

3.3治理措施

（1）在鍋爐一次風機、二次風機、引風機機體、風道分別包覆200mm模塊化、輕量化胺基透氣吸聲體，外護與原設備顏色、材質一致的彩鋼薄板，可重復拆卸使用。分層施工，各層間錯縫，防止漏聲，胺基透氣吸聲體吸隔聲量不小于15-24dB（A）。

（2）胺基透氣吸聲體按照設備尺寸進行模切，保證吸聲模塊與設備表面契合。吸聲模塊厚度200mm，隔聲量15-24dB（A）。

（3）胺基透氣吸聲體采用搭扣鏈接，方便拆裝，每個模塊原則上不小于1平米。模塊面密度＜5kg，防火B1級，環保E1級，憎水性98%，滿足廠房使用要求。

（4）風機房局部墻壁敷設100mm白色裝飾性輕量化胺基吸聲板，與墻面顏色統一。降低墻面反射噪聲3-5dB（A），混響時間從8s降至3s以下，大幅提高語言清晰度。

（5）省煤器泵設置拼裝式隔聲房（附帶照明、通風散熱系統）。降低泵源噪聲15-20dB（A）。

（6）加強日常管理和維護，確保降噪設施的穩定運行。通過定期檢查、維修和更新降噪設施，確保降噪效果的持久性和穩定性。

3.4治理效果

該工程經第三方檢測機構現場檢測，并出具檢測報告。從檢測報告數據來看，效果顯著，將1號鍋爐房噪聲由113.6dB降低至81-85dB（A），完全實現了治理后鍋爐房達到85dB以下的合同要求。經過項目管理人員走訪座談，現場職工們評價1號鍋爐房聲學環境明顯改善，降噪效果顯著。第三方安全環保檢查專家對此給予高度評價，并作為亮點點評^[7]。綜上所述，該工程工期、進度、質量管控優良，實現了既定目標，具有較好的綠色工廠評價作用。

（1）治理后檢測情況

根據合同約定，按照《中華人民共和國國家職業衛生標準工作場所物理因素測量第8部分：噪聲》（GBZ/T 189.8—2007）和《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB 12348—2008），聘請具有CMA資質國家噪聲檢測認證的第三方進行實地檢測（如圖2所示），出具驗收評價報告。報告顯示：各項指標合格。

（2）治理效果評價

經現場詢問崗位工作人員，對現場噪聲主觀評價。現場崗位職工認為效果明顯，一是噪聲明顯降低，二是說話交流從趴在耳朵旁喊話都聽不清轉變為距離二米可隨時正常對話。

經第三方光遠檢測公司監測結果可得，各點位噪聲排放值均達到國家職業衛生標準《工作場所物理因素測量噪聲》（GBZ 189.8—2007）規定，治理區域聲壓級85dB（A）。

4結語

化工裝置噪聲治理是一個復雜而重要的問題。通過源頭控制、傳播途徑控制和個體防護等措施的綜合應用，可以有效降低化工裝置噪聲對人員、環境和生產的影響。同時，加強日常管理和維護是確保降噪效果持久穩定的關鍵。在實際應用中，應根據具體情況選擇合適的治理方法，并結合實際情況進行優化和改進。

 

參考文獻

[1] 王福軍,王國慶,牟學軍.工業企業噪聲污染現狀及治理措施[J].黑龍江環境通報,2001(3):41-42,45.

[2] 陳永生,武萍.噪聲防治技術在化工裝置中的研究應用[J].油氣田環境保護,2009,19(S1):43-44,85.

[3] 劉曉群.化工裝置的噪聲治理技術研究及應用[J].環境保護與循環經濟,2012(12):3.

[4] 吳艷東.現代煤化工空分裝置噪聲污染防治技術研究[J].中國煤炭,2022(8):48.

[5] 李建平.空分裝置噪聲控制技術的研究與應用[J].化工管理,2020(22):2.

[6] 郭浩.化工裝置噪聲控制技術簡析[J].廣州化工,2016, 11(10):185-187.

[7] 劉珊.化工裝置調節閥的噪聲預測[J].石油化工自動化, 2023,59(5):15-20.

 

作者簡介：蔡教民（1972—），男，湖南益陽人，高級工程師，研究方向：化學工程與工藝。

 

Study on Noise Control of Chemical Power Plant

CAI Jiaomin¹,ZHANG Jianxun²,MA Zhiqin²

(1.Henan Central Plain Dahua Group Co., Ltd., Puyang  Henan  457004;

2.Puyang Luyu New Material Science and Technology Co., Ltd., Henan Engineering Research Center of Noise Control Technology, Puyang  Henan  457004)

Abstract:With the large-scale development of chemical power plant, environmental noise pollution of plant is becoming increasingly prominent. This paper discusses the source, influence and effective control method of noise in large power plant, and illustrates the application effect of control measures through practical cases.

Key words:chemical plant;noise control;noise source;noise control;application cases