某香精香料厂VOCs治理设备的噪声控制实践.docx

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Summary：。VOCs治理设备运转时产生较高的噪声，导致厂界噪声排放超标。文章介绍一个香精香料厂VOCs治理设备的噪声控制案例，通过对噪声源的进行分析，选择合适的降噪措施，经实践后降噪效果达到了标准要求，可供同类型工程参考。
Keys：噪声控制；声屏障；隔声包扎；消声器
0引 言
香精香料生产过程会产生大量的有机废气，有机废气治理目前采用的主要方法有化学洗涤法、活性炭吸附法、低温等离子体法、蓄热式焚烧法和生物过滤法等。这些废气处理技术原理各异，但是处理过程中均会产生较高的噪声，对厂界或周边居民产生较大的影响。对该类噪声的控制首先要分析噪声来源，然后
判断不同噪声源对厂界的贡献量，进而选择针对性的噪声控制措施，最终降低设备噪声对厂界的影响。
1项目概况
某香精香料厂南侧安装了一套活性炭吸附、脱附-RTO（蓄热式热力燃烧）设备，该设备距南侧厂界最近约6m。设备运行时产生较高的噪声，导致南侧厂界噪声排放超标。经现场测量，设备低负荷（30Hz）运转时，南侧厂界噪声可达到65dB(A);设备高负荷（40Hz）运转时，厂界噪声可达到70dB(A)。不满足GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》中三类区昼间Leq≤65dB(A)，夜间Leq≤55dB(A)的要求。
 
图1现场平面图
2噪声源及声学特性分析

本项目废气处理采用的是吸附、脱附-燃烧VOCs治理技术，该技术主要工艺流程包括预处理、吸附、脱附-燃烧三个阶段。
该废气治理工艺中包含吸附风机、脱附风机、补冷风机、引风机、助燃风机。这些风机外均已安装了隔声罩。
经过对现场的勘测可以发现现场的主要噪声源是以下几部分：
Ø风管管壁辐射的噪声；
Ø助燃风机进风口噪声；
Ø焚烧炉的电磁阀排气噪声；
Ø排放烟囱排放口的噪声；
Ø风机隔声罩辐射出的噪声。

（1）风机噪声特性分析
1）风机叶轮高速旋转，使空气扰动产生的空气动力性噪声，该噪声主要从进排风口传出；
2）机壳及电动机、轴承等辐射的机械性噪声；
3）电机运转产生的电磁噪声；
4）基础振动辐射的结构噪声。
在这几部分噪声中，以进排口部分辐射的空气动力性噪声为最强，其次为风机运转时产生的机械噪声、电磁噪声等，基础振动辐射的结构噪声可不做考虑。
本项目中的五台风机均配备了专业级隔声罩，因此风机辐射的机械噪声和电磁噪声均为次要噪声源。风机的进排风口基本都连接了管道，进排风口噪声会通过管道壁辐射出来，从而对厂界产生影响。助燃风机的进风口直接从环境中采风，进风口噪声影响较大。引风机的排风口引至烟囱，最终从烟囱口排出，烟囱排放口噪声也会比较高。
（2）电磁阀噪声特性分析
电磁阀换向时会产生排气噪声，该噪声具有持续时间较短、声压级较高的特点，但是该区域电磁阀较多，噪声此起彼伏，也是一个明显的噪声源。
3噪声传播影响分析
以下是设备噪声高负荷（40Hz）运转下现场实测的噪声数据，(A)。
表1 设备噪声 声压级dB(A)
测点编号
A声级
测点位置
备注
1

助燃风机进风口
2

电磁阀排气口
瞬时噪声
3
~
管道外1m
未包扎管道
4

风机隔声罩外1m
 
图2现场测试噪声数据
为了更加直观、准确地评价设备噪声的传播影响情况，并预测采 取降噪措施后厂界的噪声情况，本项目采用德国Cadna/A软件进行噪声的预测分析。
根据各声源的噪声辐射特性，声源建模按如下处理：
烟囱排放口、风机隔声罩壁面：视作面声源；
电磁阀、风机：视作点声源；
进排风管道：视作线声源。
根据现场测量的噪声数据设置计算模型的噪声源强，并进行适当的修正，使得模拟预测的噪声值与现场实测的噪声值相吻合。
图3降噪前三维模拟声场图

通过以上的模拟数据与实测的噪声数据对比可以看出，模拟值与实测值的差值在误差允许范围内，噪声模拟情况与现场实际情况相符。
通过模拟的结果可以发现对厂界影响最大的是未包扎处理的进排风管道，其次为助燃风机进风口和电磁阀，最后是烟囱排放口噪声。
4噪声控制措施

对现场未包扎的管道采取阻尼隔声包扎。管道隔声包扎就是在管道摩擦或者振动强烈处使用阻尼材料、吸声材料、隔声材料复合包扎起来，不需要改变原有管道系统，不影响设备运行。
管道包扎高频隔声效果显著，在低频，当波长大于材料厚度的10倍以上时，管道与包扎材料层易产生共振使隔声性能下降，本项目的管道噪声以低频为主，因此需要增加包扎材料的厚度。
为了尽量保持外表面的平整度，吸声棉的厚度设计为100mm，100mm的玻璃棉分为32K和48K两种容重，各50mm厚。
在现有管道外面依次包扎阻尼隔声毡、离心玻璃棉板、和隔声钢板。在该复合结构中，阻尼隔声毡起到减振隔声的作用，离心玻璃棉板主要起吸声的作用，隔声钢板主要起到隔声和对内层包扎材料防护的作用
图5 管道隔声包扎后图片

在焚烧炉下的电磁阀排气口分别安装一套排气消声器，消声器插入损失大于20 dB。

在助燃风机的进风口安装一套进风消声器，消声器插入损失大于15dB。

在对主要噪声采取降噪措施后，在废气处理设备区域的的西侧、南侧及东侧安装一道“U型”吸隔声屏障，，，，高度设计为5m。
隔声屏障的布局考虑现场天然气管道的保护，避开已建成的VOC检测小屋。
声屏障主要由混凝土基础、钢结构立柱及支撑、吸隔声板组成。
声屏障的基础采用C30钢筋混凝土，基础上预埋螺栓。南侧浇筑混凝土前需要对现有的地面进行下挖。
钢结构为工厂预制，立柱下焊接地脚板，现场直接安装在预埋螺栓上，为保证声屏障的抗风强度，声屏障安装斜撑，斜撑需要固定在新浇筑的条形基础上。
另外，所有的立柱通过连系钢连接起来，使之成为一个整体，增加结构的稳定性。
钢结构安装完毕后，将工厂预制的吸隔声板插入钢立柱的凹槽内，并做好密封措施。
图6 安装声屏障后图片
5噪声控制效果及分析
以下为采取以上降噪措施后南侧厂界噪声模拟结果。通过模拟可以看出，南侧厂界噪声理论上可以降低到55dB(A)以下。
图7 降噪后三维模拟声场图
图8
项目完工后，对厂区的南侧厂界进行噪声测试，厂界外1m噪声均降低到55dB(A)以下。南侧厂界噪声达到GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》中三类区昼间Leq≤65dB(A)，夜间Leq≤55dB(A)的要求。
6后语
本文通过对一个香精香料厂VOCs治理设备的噪声进行分析，根据实际情况并结合Cadna/A预测软件模拟分析，采用了多种噪声治理措施，最终实现了项目完全达标的要求。为其他同类型的VOCs治理设备的噪声控制提供了借鉴。同时，笔者认为，在VOCs治理设备建设初期就要考虑好设备在厂内的布局，设备尽量避免布置在有居民的一侧或厂界边，如果受场地限制，设备必须布置在厂界边，需要提前考虑采取降噪措施，例如风机选用低噪声风机、同时对风机加装隔声罩、风机进排风管道采取隔声包扎，风机风口及电磁阀排气口加装消声器等措施。
Reference
[1][M]，北京：机械工业出版社，-921.
[2]吕玉恒，[M].北京：机械工业出版社,1999.
[3]HJ/T90-2004声屏障声学设计与测量规范[S].
 
-全文完-