摘要:在大型煉鋼生產(chǎn)工藝過程中，需要制備大量的氧氣。由于空氣流量大，制氧機(jī)進(jìn)口噪聲大，對周圍環(huán)境和工作人員造成了極大的危害。文章對某鋼鐵集團(tuán)制氧機(jī)的噪聲源進(jìn)行了分析，并在現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上，提出了制氧機(jī)噪聲的處理方案。經(jīng)過測試，處理后的廠界噪聲指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的控制要求。

關(guān)鍵詞:制氧機(jī);噪聲;控制;廠界噪聲

1 制氧工藝流程

某鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)工藝需要大量氧氣，其氧氣的制備主要通過制氧機(jī)來實(shí)現(xiàn)。該集團(tuán)的制氧車間共有三臺制氧機(jī)，每臺制氧機(jī)配套的壓縮機(jī)流量為105000m3/h，1號制氧機(jī)已經(jīng)投入使用，2號和3號為新建制氧機(jī)，暫未運(yùn)行。制氧機(jī)原來的工藝流程如圖1所示：

空氣進(jìn)氣口、空氣過濾器、消聲器及壓縮機(jī)進(jìn)氣口均位于制氧車間外，空壓機(jī)位于廠房內(nèi)（見圖2A，改造前制氧機(jī)外觀圖）。

2 噪聲源分析

噪聲是環(huán)境保護(hù)中較難治理的項(xiàng)目，要想從根本上治理噪聲帶來的危害，首先必須確定噪聲源的類型和頻譜分布。

通過對1號制氧機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查和多次測試，得出的測試平均結(jié)果見圖3和圖4。

測試數(shù)據(jù)表明，工藝過程中的最大噪聲主要出現(xiàn)在空壓機(jī)入口和室外空氣濾清器進(jìn)口處，而且以低頻脈動噪聲為主，最大噪聲值出現(xiàn)在1250Hz左右。因此控制1250Hz的噪聲，即控制了聲源噪聲。在1號制氧機(jī)運(yùn)行過程中，測得空氣濾清器進(jìn)氣口處噪聲最高達(dá)105dB，制氧機(jī)進(jìn)氣口的噪聲一般為90～110dB，這表明消聲器的效果很差。根據(jù)《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》( GBJ87-85）的規(guī)定，工業(yè)企業(yè)廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)車間及作業(yè)場所（工人每天連續(xù)接觸噪聲8小時），其噪聲限制值為90dB；工業(yè)集中區(qū)，其廠界噪聲限制值晝間為65dB，夜間為55dB。由此可見，該廠實(shí)際噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了國家標(biāo)準(zhǔn)。因此廠方?jīng)Q定，對所有的制氧機(jī)工藝重新進(jìn)行改造和設(shè)計(jì)，使其噪聲達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

另外，在制氧機(jī)的開機(jī)和停機(jī)過程中，均要進(jìn)行放空，此過程也會產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，該噪聲主要是高速氣流脈動噪聲，測試最高值達(dá)105dB。

3 噪聲治理設(shè)計(jì)方案

3.1 1號制氧機(jī)治理方案

分析表明，1號制氧機(jī)的噪聲主要是由制氧機(jī)入口處的高速氣流產(chǎn)生的，室外空氣濾清器外的噪聲是由室內(nèi)制氧機(jī)傳遞出來的。根據(jù)廠方要求，改造過程不得影響生產(chǎn)，因此對1號制氧機(jī)的噪聲治理設(shè)計(jì)方案如下：

在室外空氣濾清器外設(shè)置隔聲屏，拆除原有消聲器，室外空氣經(jīng)過空氣濾清器后直接進(jìn)入室內(nèi)空壓機(jī)（即制氧機(jī)）。這樣，既能保證隔聲效果，又便于設(shè)備的檢修和散熱。

該工程在空氣過濾器四周設(shè)計(jì)了9m高的隔聲屏障，隔聲屏障外側(cè)為彩色金屬夾芯板，最內(nèi)層為鋁塑穿孔板，具有防雨、防潮、防曬等特點(diǎn)，且經(jīng)濟(jì)耐用，外形美觀大方。墻體按照標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)其互換性，方便安裝。隔聲屏的結(jié)構(gòu)見圖5。

改造后，空壓機(jī)進(jìn)氣口噪聲在其它噪聲源不運(yùn)行的條件下，噪聲值控制在70dB以內(nèi)，室外進(jìn)氣口噪聲值控制在60dB以內(nèi)，完全達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。改造后室外空氣濾清器的外觀見圖2B。

3.2 2號和3號制氧機(jī)治理方案

2號和3號制氧機(jī)的流量與1號制氧機(jī)相同，由于是新增設(shè)備，故采用的設(shè)計(jì)方案與1號制氧機(jī)不同，其方案見圖6：

為了有效地降低制氧機(jī)的噪聲，在消聲小室內(nèi)的空壓機(jī)入口處又增加了金屬微穿孔板消聲器。該工藝考慮到空壓機(jī)對進(jìn)氣潔凈度的特殊要求，室外消聲器及小室內(nèi)的消聲器和吸聲墻體均采用全金屬材料，有效地保證了空壓機(jī)長期穩(wěn)定的運(yùn)行。

室外消聲器采用金屬微穿孔板消聲器。微穿孔板消聲器的消聲原理主要是利用多孔材料的吸聲特性和薄板與板壁間的空氣夾層的共振作用。它的性能介于阻性消聲器和共振消聲器之間，常用來消除中低頻噪聲。該消聲器風(fēng)量范圍大，結(jié)構(gòu)簡單，氣流阻力小，吸聲頻帶寬度優(yōu)于常規(guī)的穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，消聲量大。

室外空氣經(jīng)過過濾器后，通過消聲器進(jìn)入消聲小室，消聲小室的平面尺寸為5400×4700（mm），內(nèi)部為吸聲墻體和吸聲頂，吸聲墻體采用模塊化，模塊與模塊之間、模塊與地面之間采用穿墻螺栓聯(lián)接，組裝、拆卸方便，且美觀大方。吸聲單元面為金屬微穿孔板，以C型鋼為龍骨，吸聲墻體的空腔厚100mm，一層穿孔率為1%，二層穿孔率為2%，其結(jié)構(gòu)見圖7。

小室內(nèi)的消聲器采用金屬微穿孔板片式消聲器。它的結(jié)構(gòu)不同于室外消聲器，片式消聲器結(jié)構(gòu)簡單，對中、高頻噪聲消聲性能優(yōu)良，氣流阻力小，適用范圍也非常廣泛。而空壓機(jī)進(jìn)口的噪聲頻率主要為中、高頻。

采用該方案后，在其它噪聲源不運(yùn)行的條件下，空壓機(jī)進(jìn)氣口噪聲值控制在50dB以內(nèi)，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 制氧機(jī)放空噪聲治理設(shè)計(jì)方案

制氧機(jī)在開車和停車時，放空會產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，該噪聲主要是高速氣流產(chǎn)生的中、高頻噪聲，噪聲頻帶比較寬，噪聲量大，因此需設(shè)置專用的放空消聲器。

根據(jù)噪聲源的特點(diǎn)，排氣放空消聲器的主要型式有節(jié)流減壓型、小孔噴注型等。該工程中采用三級節(jié)流加一級小孔噴注的節(jié)流減壓小孔噴注復(fù)合型結(jié)構(gòu)消聲器，這是一種新的結(jié)構(gòu)形式，降噪效果好。該消聲器氣體流量為6000m3/h，外壁采用不銹鋼材料。現(xiàn)場測試表明，采用該消聲器后，噪聲降低了約35dB。

4 結(jié)論

1號制氧機(jī)設(shè)計(jì)方案是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，消聲設(shè)備簡單，占地面積小，投資較低，通過測試數(shù)據(jù)表明，消聲量基本滿足要求。2號和3號制氧機(jī)為新建設(shè)備，采用室外設(shè)置消聲器和消聲小室的方案，消聲設(shè)備多，占地面積大，投資較高，但消聲效果優(yōu)良，總消聲量高達(dá)50dB，完全滿足要求。在噪聲治理工程中，只有正確測試和分析出噪聲的頻率和大小，才能制定出合理的方案，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

參考文獻(xiàn)：
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