噪音是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。噪音给人带来生理上和心理上的危害主要有以下几方面:损害听力、有害于人的心血管系统、影响人的神经系统, 使人急躁、易怒、影响睡眠, 造成疲倦。产生噪音的原因是机械转动机抽空排气, 又要有气流噪声、电动机噪声、和基础辐射的固体声, 在生产和输送过程中也都产生噪声, 如果长久地直接处于其中, 可使人感到烦躁疲劳, 重则引起头晕、耳鸣、心血管等疾病, 甚至还会危及劳动者的生命。

1 姚桥选煤厂概况

姚桥选煤厂是中煤大屯能源股份有限公司选煤中心新建项目, 年设计入洗原煤300万吨的炼焦选煤厂, 投产于2009年8月份, 主要加工产品是六级精煤, 工艺采用50～8mm块原煤无压三产品重介旋流器+煤泥压滤联合流程。姚桥选煤厂现有主要建构筑物有原煤仓、主厂房、1#矸石仓、2#矸石仓、洗混煤仓、精煤仓、浓缩车间、压滤车间、介质库等。2012年下半年进行厂房改扩建, 增加精煤浮选车间, 届时能全部入选姚桥矿400多万吨的原煤。经入洗后产品分为精煤、中煤、矸石、末精彩个品种, 主要满足国内江苏、上海、浙江等地的烧焦、热电用户, 六级精炼还曾出口日本。

姚桥选煤厂共有皮带35条, 机架总长度3000多米, 大小设备200多台, 由于设备种类繁多, 设备密集, 主要表现为作业场所噪音大, 严重影响现场生产作业职工的正常工作, 噪音危害职工的身心健康, 职工对此也有较多的反映。从选煤厂领导到现场职工, 都迫切需要进一步加大力度对噪音进行治理, 以改善职工的作业环境, 使得职工身心健康, 从而提高工作效率, 促进企业的的和谐发展。

2 主要噪音源产生分析

(1) 在姚桥选煤厂多处分布振动筛, 振动筛是主要噪音设备, 发声部位多, 频率成分复杂, 工作环境产生回声。噪音主要有三类:a类是煤粒等物料与振动筛筛面部件的冲击、撞击声。b类振动筛激振机构, 电机、筛板、侧板、联轴器等自身发出的振击声, 声压级高, 振动辐射面广。C类振动筛与周围环境产生的回声, 例如墙体撞击声等。分析其噪音源有四个方面。

1) 振动筛板噪音

振动筛板采用的钢制筛板, 是噪音源产生的主要因素, 尤其是两台准备车间原煤筛分选矸振动筛, 接触物料粒度大, 噪音就很大。上煤仓四台入洗原煤分级筛架于煤仓上部, 产生的噪音由于悬空的作用, 噪音就更大。振动筛板在空载和满载两种情况下有所不同。空载时筛板的振动噪音, 取决于振动筛的安装方式:筛体箱、梁无断裂, 无严重变形;螺栓固定牢固;筛框、筛箱对角线允许偏差1‰;振动方向角45°±5°, 两侧要求振幅一致。在满载的情况下, 噪音取决于物料的粒度的硬度、大小, 最主要的物料粒度国较细小时, 且在水分偏高的情况下, 噪音因物料间自身的阻尼作用下产生低闷振动声。物料水分较小时, 产生的振动声强而刺耳。同时由于物料参与振动改变了筛板及整个筛机参振质量, 从而使得噪音频率结构发生了一系列的变化。在重载物料水分较小时, 物料在筛面的撞击、滚动、跳动, 并与筛面发生了摩擦搓动, 使得噪音的掺杂, 而使噪音扩大。筛面本身由于使用过程中产生板块松动间隙, 振动撞击也会产生一定的噪音。

2) 激振器噪音

振动筛激振器噪音主要产生于联轴器, 个别采用齿轮传动的双轴振动筛, 齿轮传动噪音占一部分。联轴器在运转中的振动对振动筛的振动和噪音有直接影响。联轴器自身振动会引起振动筛的成倍噪音, 同时又以互振的形式传递到各个部件, 包括筛底、侧板和弹簧等, 个别活动灵活的, 由于惯性作用产生的杂音迅速放大, 所以激振器物件弹性振动激振力是噪音源之一。

振动筛侧板噪音

3) 侧板

侧板是振动筛阻挡物料的主要部件, 大多采用10mm左右的钢板制作, 侧板在阻拦物料过程中, 不断受到物料的撞击, 噪音随之产生。根据振动理论, 振动筛运动时上下、前后、左右、的往复作用不仅以工作频率大幅振动。

振动筛隔振弹簧产生的噪音

4) 隔振弹簧

其作用是柔和振动筛筛分、保护振动筛构件不受损坏, 但是隔振弹簧也是产生噪音的一大因素, 它对整个振动筛在动作过程中为筛分起到推波助澜的作用, 从而噪音被扩大。隔板螺旋弹簧、橡胶弹簧、复合弹簧等大多的金属螺旋弹簧噪音高是一个普遍存在的现象。噪音来源于弹簧本身局部振动, 因为弹簧是“S”状斜而上上升的弹性体, 在开机动作时外界因素激振下将产生各种应对其固有频率的振动, 另外弹簧在不同的基础上安装方式不同, 筛板振动时出现弹跳动, 就会与其他附件发生撞击产生更大的噪音。

(2) 溜槽、漏斗由于多是钢板制成的, 在煤料、矸石物料的冲击下, 撞击所产生的噪音不仅频率高而且强度大, 分布面广, 产生噪音因素有3点:a物料冲击钢板产生弯曲而振动, 产生冲击噪音;b物料沿溜槽、漏斗底斜面下滑滚动产生的碰撞各摩擦噪音, 另外还有手选矸石溜槽漏斗, 从筒口下落在溜槽筒口滑动、滚动、跳动、撞击产生各异的噪音;c溜槽由两段焊接而成, 表面不平整, 物料撞击连续多次而产生噪音。

(3) 破碎机在破碎物料时, 在箱体内碾压、挤压、撞击、敲击而产生的噪声、物料撞击沿箱体内的形状移动产生噪声、箱体本身物体的移动所产生的动能势而产生的噪声。物体受到碾压敲击等外力而粉碎产生的噪声。

(4) 皮带机头噪声主要有电机噪声、变速箱噪声和物料下落噪声组成。变速箱噪声主要有以下几个部分:

齿轮箱噪音:齿轮箱内传动系统受力后起振动, 通过箱体及空气介质与箱体的传递而发出噪声。

齿轮噪音:齿轮在啮合过程中与齿之间的连续冲击使齿轮产生啮合频率振动, 齿轮在旋转过程中由于齿轮偏心的不平衡力产生与轮速相一致的噪声。齿轮与齿轮间自由振动带来的噪声。齿与齿之间的摩擦产生的激振而产生噪声。

一般而言, 齿轮的噪声以两种形式出现:第一种上齿轮的啮合频率噪声, 第二种是整体齿轮箱以它固有的振动所产生的噪声。

(5) 在噪声中电机噪声一般不超过筛板等其它噪声, 但值得注意的是对采用皮带传动的振动箱, 电机也会成为噪声源的一部分。电机转动的微小不平衡也会成为振动筛的激振, 引发筛板整体的弹性振动。在工作现场, 振动筛停机过程中的振动又使得电机的工作环境变坏, 加剧电机座底基础不平衡, 久而久之, 成为毎台振动筛的固定特性。

(6) 鼓风机噪音主要包括空气动力摩擦性性噪声、动力性噪声。主要是气体在不稳定流动时气体与气体、气体与固体相互作用所产生的噪声, 它表现在旋转噪声和涡流噪声。

旋转噪声:是叶轮上均匀分布的叶片, 周期性打击气体介质所引起的, 也就是说取决于叶片表面积的大小, 叶片的数量, 风机的转速。

叶片涡流:涡轮噪声是空气流过叶片时, 在叶片上形成的附面层, 吸力边的附面层容易加厚, 并产生许多涡流。涡流的不断汇集和分离, 引起气体压力脉动产生噪声。

机械性噪声上由于转子不平衡、轴承磨损及风机进出口压力脉动引进机体外壳振动产生噪音。

(7) 水泵噪音大致可以分为两部分, 即机械噪音和水力噪音。主要还是水力噪音较大。机械噪音一般产生于机芯与连队轴外壳随之振动, 但频率较高。水力噪音是叶片对水作功过程中在叶片正面和背面上的压力与速度造成的差异, 使流体状态发生变化并延续到叶片的后边缘及排出的流浪中。每当叶片的后缘过涡舌或导向器导叶的前边时, 延时压力就有变化, 并且传到接管和泵体上, 以脉动振动、辐射到空气中, 空气受到振动形成噪声。

(8) 皮带、托辊的噪音。由于皮带点多面广, 战线长, 众多的摩擦点形成引起强大的噪音, 皮带在转动运输过程中噪声有2个方面:皮带与托辊滑动摩擦, 产生噪音响;皮带表面与扫煤器的摩擦产生噪音。

总之许多种声频杂乱, 相互交织, 使人难以辨别, 噪音给职工的身心健康带来一定的伤害。

3 噪音治理措施

噪声主要分为三大类:运行噪声、机器噪声、机械噪声。姚桥选煤厂厂房内系统和设备较多, 高噪声设备主要有破碎机、振动筛、煤炭转载等, 声级范围在60～100dB (A) 之间, 如表1所示。

表1 姚桥选煤厂主要噪声源及声压级

姚桥选煤厂结合控制噪声源与隔断噪声传播途径相结合的办法, 对噪声的控制采取了有效措施, 有效的减轻了噪声对周围环境的影响, 具体措施如下:

(1) 从设备选型方面, 大型设备选用低噪音的优质进口设备, 如配用聚胺脂板面及低噪声的 (下转第332页) (上接第82页) 脱介脱水筛等;对老设备进行可行性改造, 如在振动筛漏斗底板增加一块粘弹性减振降噪板溜槽可采用圆弧过渡、内衬高分子耐磨板等, 以减轻洗选物料的冲击。

(2) 从围护结构方面, 设计将噪声较大的设备均置于室内, 设计隔声墙、隔声门, 楼梯间设计声门斗, 顶部设计阻性吸声顶, 立墙设计隔振吸声体, 利用建筑物隔声, 围护结构的综合隔声减量可达35dB (A) 以上。

(3) 更换皮带接头方式。由传统的打卡子和订扣子改为先进的皮带硫化技术。

(4) 采用弹性材料。钢管托辊改为聚脂托辊

(5) 减缓冲击。入料溜槽下部加装缓冲床、漏料口装挡帘

(6) 需拆除现有窗户, 重新安装隔音窗, 完全阻断外部噪声传入

(7) 增加隔音墙, 既能达到隔音效果, 又不影响振动筛检修和散热。

(8) 原选煤厂在厂房和厂界周围栽种灌木、乔木、空地种植草坪。选用杨树、油松、榆树等树种, 形成绿化带, 与地形、辅助厂房相结合, 可起到阻挡噪声传播和吸声的作用。入料漏斗口半密封

采取以上控制措施后, 当噪声通过门、窗、孔洞传播到室外, 噪声强度已大为降低, 厂界噪声能满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》 (GB 12348-2008) 中的Ⅲ类标准。

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