翟慶祥，王聞單

(1.北京礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京 100160；2.昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

對(duì)于采用充氣式機(jī)械攪拌浮選機(jī)的大型浮選廠，一般會(huì)專設(shè)鼓風(fēng)機(jī)房作為外部氣源。但在以往的鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)計(jì)中，往往忽略了噪聲對(duì)于人身的危害。據(jù)了解，長(zhǎng)期暴露在高噪聲環(huán)境下，會(huì)引起耳聾、頭暈、記憶力減退等不良癥狀，嚴(yán)重者會(huì)罹患高血壓、消化系統(tǒng)功能不良等。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)對(duì)于環(huán)境噪聲有明確的要求：車間(不同用途)允許標(biāo)準(zhǔn)基數(shù)為85 dB(A)。我國(guó)《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》也有規(guī)定：工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)車間和作業(yè)場(chǎng)所的工作地點(diǎn)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)為85 dB(A)，且噪聲的控制設(shè)施與主體工程需同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)施工，同時(shí)投產(chǎn)。因此，分析鼓風(fēng)機(jī)房的噪聲來源及其特點(diǎn)，并有針對(duì)性地對(duì)鼓風(fēng)機(jī)房進(jìn)行降噪設(shè)計(jì)，是十分有益且必要的。

1 風(fēng)機(jī)噪聲來源及特點(diǎn)分析

1.1 風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲

風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲包括旋轉(zhuǎn)噪聲和湍流產(chǎn)生的噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲是風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)周期性擊打空氣而引起的氣體壓力脈動(dòng)噪聲；湍流噪聲主要是風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)附著在葉片上的空氣不斷滑脫成旋渦而產(chǎn)生的噪聲?？諝鈩?dòng)力性噪聲通過進(jìn)氣口、排氣口、風(fēng)機(jī)殼體3種途徑影響室外環(huán)境。

1.2 電機(jī)噪聲

電機(jī)噪聲主要包括：由旋轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不良引起的旋轉(zhuǎn)噪聲、旋轉(zhuǎn)子切割磁場(chǎng)引起的電磁噪聲、冷卻風(fēng)扇的空氣動(dòng)力性噪聲、軸承摩擦產(chǎn)生的機(jī)械噪聲等。

1.3 管道噪聲

進(jìn)氣管道和排氣管道噪聲，包括在管道中傳遞的鼓風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲和管道再生噪聲，這些噪聲經(jīng)管道向外敷設(shè)。管道再生噪聲分為機(jī)械振動(dòng)噪聲和空氣動(dòng)力性噪聲作用下受迫振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲；渦流噪聲是氣體在管道中流動(dòng)受到擾動(dòng)閥門處均產(chǎn)生渦流噪聲。

1.4 電機(jī)和風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)噪聲

風(fēng)機(jī)和配套電機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)噪聲一般以結(jié)構(gòu)傳聲的方式傳播，因其一般為低頻噪聲，故傳播距離遠(yuǎn)、衰減小，對(duì)人體危害大。

綜合分析，浮選廠鼓風(fēng)機(jī)房的噪聲來源主要是鼓風(fēng)機(jī)機(jī)組的運(yùn)行噪聲、氣體沖洗管道產(chǎn)生的噪聲以及設(shè)備振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。

2 浮選廠鼓風(fēng)機(jī)房的降噪設(shè)計(jì)

控制噪聲的方法有很多，但總括起來不外乎3大類：①控制噪聲源的噪聲，使噪聲降下來，這是最根本的方法；②在噪聲的傳播途徑上采取控制措施；③在噪聲的接受點(diǎn)上采取防護(hù)措施。風(fēng)機(jī)是一個(gè)多噪聲源，既有空氣動(dòng)力性噪聲，又有機(jī)械噪聲、電機(jī)噪聲等，只有采取綜合治理措施，噪聲才能得到有效控制。

2.1 風(fēng)機(jī)進(jìn)出口以及防喘振旁路裝設(shè)消聲器

經(jīng)驗(yàn)證明，風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口安裝適宜的消聲器，可有效地降低風(fēng)機(jī)進(jìn)出口處空氣動(dòng)力性噪聲，這也是風(fēng)機(jī)房降噪最常用的一種措施。就其原理而言，消聲器主要分為阻性消聲器和抗性消聲器。阻性消聲器利用吸聲材料的吸聲作用，使聲波“分散”到多孔的吸聲材料里，激發(fā)材料中的無數(shù)小孔內(nèi)空氣分子的振動(dòng)，使聲能變成熱能，達(dá)到消聲的目的?？剐韵暺骼媒孛嫱蛔兓蚺越庸舱袂唬孤曌杩共黄ヅ?，于是某些頻率的聲波產(chǎn)生反射、干涉，從而在消聲器的出口側(cè)達(dá)到消聲的目的。

風(fēng)機(jī)噪聲的頻帶較寬，且要求消聲器的阻力損失小，因此，一般選用阻性消聲器。

2.2 密閉式廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外大多數(shù)浮選廠的實(shí)例工程，在具有一定規(guī)模的浮選廠內(nèi)，風(fēng)機(jī)房的廠房設(shè)計(jì)多采用密閉式結(jié)構(gòu)。密閉式風(fēng)機(jī)房結(jié)構(gòu)，有如一座“大隔聲罩”，有效地將風(fēng)機(jī)的運(yùn)行噪聲限制在室內(nèi)，消除了風(fēng)機(jī)房對(duì)浮選廠內(nèi)和周圍環(huán)境的噪聲污染。但密閉式廠房在限制噪聲輻射的同時(shí)，也將風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量牢牢地“鎖”在了室內(nèi)，致使風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)境溫度過高，容易引起風(fēng)機(jī)的意外停車，這類實(shí)例屢見不鮮。通常為移除這部分熱量，在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮為風(fēng)機(jī)房增設(shè)軸流風(fēng)機(jī)等強(qiáng)制排風(fēng)設(shè)施。

2.3 風(fēng)機(jī)和風(fēng)管的隔振

風(fēng)機(jī)機(jī)組在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生低頻噪聲，低頻噪聲也會(huì)通過風(fēng)管向環(huán)境傳遞，因此，減輕風(fēng)機(jī)的振動(dòng)是控制噪聲的有效方法。一般，在風(fēng)機(jī)制造時(shí)其外殼材料可選用鑄鐵材質(zhì)等，以增加設(shè)備自重與外殼厚度，減小自振；在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口設(shè)置柔性波紋管，降低風(fēng)機(jī)振動(dòng)傳遞到風(fēng)管上產(chǎn)生的輻射噪聲。對(duì)于小型鼓風(fēng)機(jī)而言，也可以在基礎(chǔ)的基礎(chǔ)下加設(shè)減振器或減震墊。

2.4 為風(fēng)機(jī)增設(shè)隔聲罩

如風(fēng)機(jī)房設(shè)計(jì)為敞開式或半敞開式，可考慮設(shè)置專門的隔聲罩。隔聲罩將風(fēng)機(jī)置于其內(nèi)，隔斷其噪聲向罩外傳播的途徑。隔聲罩罩壁通常選用1～3 mm厚的鋼板，鋼板上粘合一層阻尼層或兩層鋼板之間夾緊一層阻尼層(分別稱為自由阻尼層或約束阻尼層)，阻尼材料可用瀝青阻尼膠浸透的纖維織物或纖維材料(用瀝青浸麻袋布、玻璃布、氈類或石棉絨等)，以避免發(fā)生板的吻合效應(yīng)和板的低頻共振。罩的內(nèi)側(cè)附加吸聲材料，以吸收聲音并減弱空腔內(nèi)的噪聲。在這層吸聲材料上覆一層穿孔護(hù)面板。內(nèi)壁吸聲，外壁隔聲。

隔聲罩可為每臺(tái)風(fēng)機(jī)配置一座，或數(shù)臺(tái)風(fēng)機(jī)共用一座大型隔聲罩。無疑，增設(shè)隔聲罩會(huì)增加投資，且也會(huì)產(chǎn)生通風(fēng)換氣不暢的問題，也會(huì)給風(fēng)機(jī)的巡查、檢修和風(fēng)管的布置帶來很大的困難。因此，浮選廠內(nèi)很少見風(fēng)機(jī)隔聲罩的實(shí)例。

需要特別指出的是，無論風(fēng)機(jī)房設(shè)計(jì)為何種形式，如存在人員長(zhǎng)期逗留的值班室，其需設(shè)計(jì)為隔聲性能好的規(guī)范隔聲室。

2.5 風(fēng)管包覆

浮選廠的風(fēng)管目前多設(shè)計(jì)為地面敷設(shè)或沿管廊敷設(shè)，實(shí)際運(yùn)行中表面有聲強(qiáng)較高的噪聲輻射，可在風(fēng)管外表面進(jìn)行阻尼層-吸聲層-隔聲層的復(fù)合包扎進(jìn)行降噪處理。其結(jié)構(gòu)如圖1所示：

如采取上述降噪措施后，仍不能滿足規(guī)范要求的，還可考慮選用專用的隔聲門、窗，為風(fēng)機(jī)房的屋面安裝吸聲吊頂或者采用復(fù)合吸隔聲板作為墻面，必要時(shí)也可將鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)計(jì)為地下或半地下式，或?qū)L(fēng)管設(shè)計(jì)為地下敷設(shè)。無疑，這些措施的造價(jià)很可觀，應(yīng)謹(jǐn)慎選用。但通常而言，當(dāng)采用密閉式廠房結(jié)構(gòu)，并且風(fēng)機(jī)進(jìn)出口及防喘振旁路均安裝消音器時(shí)，即可滿足噪聲要求。

圖1 風(fēng)管降噪包扎示意圖

3 結(jié) 語

在設(shè)計(jì)浮選廠的鼓風(fēng)機(jī)房時(shí)應(yīng)有針對(duì)地進(jìn)行降噪設(shè)計(jì)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，因地制宜，綜合采用多種降噪措施；設(shè)計(jì)中不僅要精心地將現(xiàn)有的技術(shù)合理組織和應(yīng)用，也應(yīng)盡可能采用新技術(shù)和新成果，以取得可觀的實(shí)效。

同時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)房的降噪設(shè)計(jì)上也不應(yīng)過分保守，過度設(shè)計(jì)。例如對(duì)于不設(shè)值班室的鼓風(fēng)機(jī)房，可要求工人在進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行短時(shí)巡視檢查時(shí)，佩帶防護(hù)耳塞、護(hù)耳罩等來簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，節(jié)省造價(jià)。