硫黄装置主风机噪声治理对策探讨

摘要：以某公司炼油二部Ⅵ套硫黄回收装置噪声治理为例。硫黄主风机运行时，本体噪声强度大，对职工的身心健康造成严重危害。通过对主风机采取加装隔声房、进出口风管隔声包扎、设置隔声采光观察窗等治理措施，经改造前后现场点位噪声强度及岗位噪声强度的对比分析，验证实施效果，为后续风机噪声治理提供技术支撑。

关键词：硫黄回收 风机 噪声 治理

1  概述

某公司炼油二部Ⅵ套硫黄回收装置主风机，属于该套装置的关键设备，一开一备操作，介质为空气。该装置两台主风机集中布置安装在装置区域敞开式钢结构厂房内，风机运行时，噪声强度大，不仅影响厂区环境，对巡检职工的身心健康带来极大危害。经研究表明，长期在生产性噪声之下进行工作的人员容易产生疲劳、耳鸣、胃痛胃酸、记忆力衰退等症状。70 dB(A) 以上噪声会干扰交谈，妨碍听清信号，造成心烦意乱、注意力不集中，影响工作效率，甚至发生意外事故。长期接触85 dB(A)以上的噪声，会造成听力损失，甚至职业性噪声聋，且噪声还可以影响其他系统的正常生理功能。由此可见，硫黄主风机噪声的危害不容忽视。

2  硫黄主风机基本参数及状况

2.1 设备参数

硫黄回收装置主风机单元共设有2套同一型号压缩机，均为齿轮增速式单级高转速离心风机，型号为GM65L，由沈阳鼓风机厂设计制造。电机技术参数：型号YB630S1-2W，额定功率：900kW，额定电压：6000V，额定频率：50Hz，额定电流：90.6A，额定转速：2980r/min。风机技术参数：介质为空气，正常工况下，轴功率：602kW，入口/出口温度：常温/80℃，入口流量：48190m³/h,入口压力：101.4kPaA，出口压力：151.4 kPaA。

2.2 现场布局

主风机轴向水平进气，向上垂直排气。进气口设在高空（离地面14m），通过垂直管道接至风机入口。风机出口设有放空口，直接排放至大气，正常工况下，持续放空，放空量占25%左右。进气管道和放空管道上各安装一个消声器。

主风机布置在一个区域内混凝土基础地面上。该区域范围四侧完全敞开，装置主风机所在区域相邻一侧为马路主行人道，一侧约20m处有一幢车间生产办公用外操室，另一侧为大小不等数台电机。

2.3 运行状况

主风机单元各自均配有隔声罩，但因风机电机设备运行工作时散发大量自身热量，隔声罩内空间较小，热量排泄流速设计计算不足，从而导致罩内风机电机设备温升增高，迫使要提高通风散热需要。故将原隔声罩两个侧面的隔声门及顶板块局部打开，解决通风散热问题，但与此同时噪声辐射现场带来环境污染。此外，原隔声罩板块结构设计简陋，存在漏声情况相当严重，设备检修时隔声罩不能局部拆卸等不便事项，加之隔声罩年过以久，老化失效，设计隔声量也不够，根本满足不了声学设计的降噪要求。

3  噪声测试及分析

3.1 噪声测试结果    

为直观的了解治理前后隔声效果，介于主风机原配有隔声罩，在噪声治理前，使用AWA6228精密声级计对硫黄主风机区域噪声情况进行测定，取得基础数据，监测结果见下图1和表1所示。

图1  噪声监测点位置示意图

表1  噪声监测点位置及监测结果

此外，为便于后续方案的制定，选取该区域噪声强度相对而言较高的点位进行了监测，各高噪声监测点A声级监测结果如表2所示。

表2  高噪声监测点位置及监测A声级数值

分析现场噪声源状况，从频率特性来看，主要峰值在800-1000HZ以上，声功率为LW=105dB(A)，为中高频噪声。已属于强噪声源，产生的噪声频谱较宽，在很宽的频率范围内均有较高的噪声，而且以中高频噪声为主要成分。因此，主风机运行时产生的强噪声对人体的影响或危害是明显的，除了听觉受到一些影响，还感到胸闷头涨，使人烦噪。

3.2 噪声问题分析

主风机运行过程中产生的噪声主要是进气噪声、排气噪声、机壳机械噪声及电机噪声等。主风机噪声经地坪面、混凝土结构及未拆除的隔声罩外侧钢表面等反射，形成反射噪声即混响噪声，混响噪声和设备辐射的噪声即直达声叠加3～5dB(A)左右，使该区域内总噪声级明显提高。

从噪声传播影响情况来看，主风机噪声主要经隔声罩的敞开部分传递至整个装置区域和一侧马路主行人道及车间生产办公用外操室。

此外，主风机运行时，因设备功率大，气体流速高，虽已安装消声器，但还存在不足，气体排放时，进出管道噪声级仍然过高，没有满足降噪设计要求标准范围。

对于声学来讲，声源都是比较复杂的，产生的机理和频率各不相同，而且往往是多种情况同时出现，高低错落不等。所以，根据不同的噪声情况，采取相应的控制措施，合理有效治理，降低噪声影响，保证达到卫生限制要求。同时，要综合考虑防火、防爆、巡检、检修等安全消防及日常操作维护要求。

4  噪声治理措施

鉴于在声源上采取降噪措施十分困难，主要在噪声传播途径上采取隔声、吸声、消声、减振、隔声包扎等措施。通过技术上的革新，选材设计上的优化，利用声屏障降噪原理，对主风机加装单机隔声房，以期达到验收标准。

4.1 声屏障降噪原理

当噪声源发出的声波遇到声屏障时，它将沿着三条路径传播，见下图2。

图2  声屏障绕射、反射路径图

一部分越过声屏障顶端绕射到达受声点；一部分穿透声屏障到达受声点；一部分在声屏障壁面上产生反射。声屏障的插入损失主要取决于声源发出的声波沿这三条路径传播的声能分配。

4.2 隔声房设置目标

在不影响主风机正常运转下，经噪声治理后，隔声房外，距墙壁或窗户1m处，距地面高度1.2m以上处的平均噪声级降低至于85dB(A)以下。

4.3 采取的主要技术措施

根据现场噪声测试结果与分析，结合以往主风机运行中的瓶颈，重点考虑隔声房通风散热和设备机组的检维修。

4.3.1 隔声房设计

为提高电机的通风散热效果和方便检修，适当扩增隔声房内部空间体积，加大宽度和高度。同时，将主风机及出风管线设计在隔声房内，并合理设计了隔声房内的气流组织和换气次数，使隔声房内热量能及时地排至房外，确保隔声房内风机在夏季正常工作使用。隔声房设置隔声门，可供巡视、检修人员及设备维修时物料进出操作，隔声量设计≥25dB(A)。此外，设置防爆型钢化双层中空玻璃隔声采光观察窗，耐油抗腐蚀专用玻璃密封嵌条，便于巡检人员在隔声房外观察设备运行情况，降低噪声接触时间。

4.3.2 结构型式与材料选择

隔声房设计为可拆卸式拼装结构，分块重量控制小于150kg。隔声房采用轻钢结构，以型钢作为柱、梁，以隔声吸声板作为围护结构。隔声吸声板的总厚度为140mm，外侧为隔声层，内侧为吸声层，隔声层内侧涂敷阻尼隔声层。

隔声层选用耐高温防潮离心不燃玻璃棉板为隔声材料，专用纤维吸声布包裹，中间设夹板。为提高隔声量，隔声板内壁衬减振硅胶阻尼层。其表面与内框进行磷化镀锌处理，表面喷刷防腐油漆，保证外观平整。

为降低隔声房内的混响噪声，提高隔声构件的实际隔声量，吸声层采用双层结构。针对设备入射噪声频谱特性，吸声内层选用不燃聚氨酯纤维板块，具有较好的中高频吸声性能。与常规的纤维吸声材料相比，其具有更好的防火--防尘--防雨等优点性能，且不会产生二次污染，更环保。

4.3.3 通风散热

隔声房采用自然进风、机械进风及机械排风的通风方式，换气率按100次/小时考虑计算，房内外温升控制在5℃以内。在电机散热出风口的上方安装防爆型排风机，便于热风排出。在电机进风端的房顶设置强制进风防爆型轴流，并设风道至主风机电机进风端。另外，对主风机隔声房排风机安装室内导流风管，并根据隔声房顶部管线的实际情况，对排风机的消声器进行针对性改造，提高了消声器的消声量。

4.3.4 管线隔声处理

对风机进出风变径管、进出风软接头处，采用离心玻璃棉板+镀锌钢板的结构进行隔声包扎。针对风管穿墙、穿顶处进行隔声包扎，利用玻璃棉板密实填充，确保与墙、顶间的接合处密封严实。

5  噪声治理效果比对

噪声治理项目完成后，在相同的外部条件下，对现场部分点位噪声进行测定，监测结果如下表3所示。

表3  治理前后噪声监测结果对比

从表中数据可知，噪声治理项目实施后，各噪声监测点数据均小于85 dB(A)，满足《工业企业噪声控制设计规范》的要求。此外，对硫黄岗位人员进行个体噪声检测，结果表明，该岗位人员8小时等效连续声级低于85 dB(A)，符合工业企业设计卫生标准要求。

治理后，隔声房内与室外环境温差不大于5℃，拆卸式拼装结构给设备维修保养带来便利。现场解除部分混响声，响度听觉清晰度明显提高，全面达到企业HSE目标和国家规定标准。

参考文献

[1] 马国芳,王欣荣.煤矿扇风机噪声治理及应用研究[J].环境科学与管理,2014(01):86-89.

[2] 李耀中.噪声控制技术[M].北京:化学工业出版社,2001.

[3] 张玉杰.硫磺制酸厂空气风机站噪声控制与治理[J].有色设备,2017(01):27-30.

[4] 董海军,侯振华.石化企业职业健康危害因素分析与对策[J].现代职业安全,2018(04):29-32.