某小型轧钢厂生产建筑螺纹钢条, 直径为12mm、16mm, 使用的设备主要有输送地滚、轧钢机、减速机、冷床空压机、冷剪机。这些设备在运行的过程中, 均产生噪声, 车间内声级强度达到100分贝以上。厂界周边噪声等效声级白天达到78dB (A) , 晚上噪声等效声级达到65dB (A) , 超过《工业企业厂界噪声排放标准》3类功能区标准 (GB12348-2008) 。

噪声对职工的听觉造成伤害, 还影响到生产工人的内分泌系统。该厂依山丘而建, 三面地势平坦, 噪声可以传播很远的距离, 因而噪声不仅影响厂内职工, 在周边寂静的情况下, 敏感地点噪声严重超标, 对周边居民的生活和睡眠产生较大的影响。

为防治噪声污染, 厂方在设计时采取了一系列隔声、吸音措施:车间墙面不开窗, 光线从天窗射入, 通风机强制通风, 有效降低噪声对厂房外传播;车间内部地面铺设防吸音材料, 吸收噪声。生产运行后, 为治理噪声、减少噪声对环境的污染, 厂方将车间四壁用铁制波纹板夹泡沫隔音板作墙体隔声, 但外部降声效果并不明显, 噪声在车间内多次反射, 产生声波干涉, 导致内部噪声加强。

为了治理噪声, 在长期监测和分析的基础上, 通过实验与研究, 利用隔离噪声源、对设备进行改造, 增加设备防震和减震配件等技术方法, 明显降低了噪声的声级强度;利用依山地形和植物的作用, 将车间内噪声降至82分贝以下, 厂界外噪声降至55分贝以下, 取得了明显的效果。

1. 噪声的来源及强度

车间内的噪声来自不同的机械, 声级强度在车间内分布不均匀, 噪声源附近声级强度较高, 产生噪声的设备主要有:

1.1 输送地滚

条形钢在加热炉中加热, 出炉温度约为1100℃, 外表呈暗红色, 顺斜面输送到地滚进入轧钢区, 斜面输送地滚由若干钢辊组成, 与地面成30度角, 条形钢在下行的过程中, 动能加大, 速度加快, 达到与地面平行的输送带钢板时, 发出巨大的撞击响声, 噪声瞬间声级强度为92分贝。

1.2 轧钢机及减速机

轧钢机为4台连轧机, 条形钢进入连轧机, 被轧辊挤压后变长变小, 当条形钢与连轧机接触时, 会产生一定的噪声。连轧机轧辊与减速机相连, 巨大的减速机噪声也巨大, 达到96分贝, 4台连轧的噪声使整个轧钢车间充满了噪声。

轧钢机产生的噪声是连续的, 而其它所有设备产生的噪声是间断的, 所有噪声同时发生, 相互叠加时, 噪声声级强度超过100分贝。

1.3 冷床空压机

冷床空压机长约100米, 宽30米, 分为两部分:冷床空压机一侧的导向台及导向台下面的移动平台, 移动由许多齿状槽组成, 由底部的机械将螺纹钢横向平移。从连轧机出来的螺纹钢以每秒100米的速度冲出来, 由滚轮导向, 达到冷床空压机末端, 螺纹钢被自动切断, 切断后的螺纹钢被顶出来, 滚到冷床空压机。进入导向台的螺纹钢与钢板摩擦发出巨大的响声, 达到98分贝, 螺纹钢滾到冷床空压机时, 由于冲击及摩擦产生的噪声达到94分贝。

1.4 冷剪

冷床空压机上的螺纹钢积累到50根时, 被送往冷剪, 冷剪机将螺纹钢切成10米长度的螺纹钢, 打梱成为成品。切断时, 冷剪的钢刀口以每秒10米的速度下切, 冲击时所发出的噪声达到100分贝。

2. 噪声的分别治理

厂方对车间采用全隔离的方式, 对噪声的传播有一定的阻隔作用, 厂界外的噪声由75分贝降低至70分贝, 车间内的声级强度增加了3分贝, 显然, 不从噪声的源头进行控制, 不能将厂界外噪声控制在白天65分贝, 晚上55分贝以下。

针对厂界噪声超标问题, 在掌握主要噪声源频谱特性和排放规律的基础上, 从噪声源控制、噪声源传播途径进行综合治理, 采取隔声、吸声、阻尼、改变噪声传播途径等措施, 降低车间内和厂界外噪声的等效声级强度:

2.1 隔离噪声源

隔离噪声源对于控制噪声是一种传统有效的降低噪声声级强度的有效方法, 研究表明:对条钢输送地滚用隧道型隔声棉罩封闭, 可以降低8~10%的撞击噪声, 最大声级强度由92分贝降到84分贝。减速机由于降温的需要, 不能完全封闭, 在传动轴等部位有一定的空隙, 仍有较大的噪声外泄, 最大噪声由98分贝降低至90分贝。

2.2 增加冷床空压机的导向轮

冷床空压机的噪声是由于高速运动的螺纹钢与导向台的钢板剧烈摩擦所产生的, 增加导向轮的数量可以减少螺纹钢与钢板的接触。导向轮的数量由原来的8个, 增加到16个, 最大噪声由原来的98分贝降低至90分贝。

2.3 减少冷剪噪声

冷剪机的噪声主要是由于在剪切瞬间, 50根螺纹钢在剪切刀的巨大冲击下, 相互撞击发出的巨大声响。厂方设计了液压装置, 在剪切刀的前后30cm处各装1台, 在剪切前2秒将螺纹钢压实, 防止剪切时螺纹钢相互撞击, 实践证明降低噪声的效果显著:噪声强度由100分贝降低至86分贝。

采取上述措施后, 车间内噪声的的平均强度由96分贝降低至89分贝, 厂界外最大噪声白天为70分贝, 晚上为62分贝, 仍超过《工业企业厂界环境噪声排放标准》---3类标准排放限值。

3. 利用地形和植物降低噪声

由于该厂依山而建, 厂区的后门靠山, 山的高度约为80米, 长满树木及野草, 山后250米外有1农舍。经测定, 轧钢厂生产时, 对山后基本无影响, 农舍处则完全没有影响。

绿色植物是天然的“消音器”, 具有降低噪声的作用。据统计, 一般4m宽的林木可降低噪声1~5dB (A)。在采取各种措施仍不能将噪声降到限值的情况下, 决定利用地形和植物来降低噪声。

轧钢车间高18米, 四层混凝土框架结构, 均用波形铁皮夹隔音板作为外墙, 将靠山一侧底层外墙全部打开后, 噪声从车间沿山坡传播, 车间内的噪声随即降低, 由89分贝降低到82分贝, 厂界外噪声白天达到50~56分贝, 夜晚最大噪声为48分贝, 均符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》---3类标准排放限值。为了巩固治理噪声的效果, 厂方在厂区内空坪隙地已种植了数十颗长青树和乔木, 其中3年以上的乔木占40%, 配以不同层次的灌木, 构成隔音带。

沿山坡对噪声的等效声级强度进行监测, 植物对噪声的衰减作用显著, 声音主要沿山坡表面传播, 到山顶仍可感到噪声的影响, 但越过山顶后噪声的强度迅速降低, 山背底部几乎感觉不到噪声, 说明噪声沿山坡的延长线向天空辐射, 对山后的农舍完全无影响。

4. 结论

通过对某小型轧钢厂噪声治理的研究与实践, 可以得出如下的结论:

1、小型轧钢厂的噪声治理应采用噪声隔离、增加减噪配件等多种措施, 单一措施不能达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》---3类标准排放限值。

2、树木、野草等植物对衰减噪声强度有显著的作用, 树木种植采用乔木与灌木混合林的效果最好, 在轧钢厂内, 空坪隙地种植树木既有美化环境的作用, 又有减噪、防噪的作用。

3、地形影响噪声的传播方向, 合理的利用地形, 可以减少噪声对周边环境的影响。利用植被茂密的小山丘等复杂地形, 将地形对噪声传播的影响与植物对噪声的衰减作用结合起来, 可以达到更好的噪声治理效果。

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