聲屏障在化工行業(yè)的應(yīng)用

呂玉恒，馮苗鋒，黃青青，姚玉明

(1.中船第九設(shè)計研究院工程有限公司，上海 200063；2.上海佳櫚環(huán)保設(shè)備有限公司，上海 200233)

聲屏障在化工行業(yè)的應(yīng)用

呂玉恒1，馮苗鋒1，黃青青1，姚玉明2

(1.中船第九設(shè)計研究院工程有限公司，上海 200063；2.上海佳櫚環(huán)保設(shè)備有限公司，上海 200233)

化工行業(yè)噪聲源多，聲級高，防火、防爆、防腐、防風(fēng)險等要求特別嚴(yán)格。采用常規(guī)噪聲控制措施受到許多限制，而采用隔聲吸聲屏障降噪有一定效果。本文以上海幾個化工企業(yè)為例，論述了隔聲吸聲屏障的設(shè)計、應(yīng)用及效果。

化工行業(yè);隔聲吸聲屏障;降噪;效果

1 前言

近年來化工行業(yè)發(fā)展迅速，在總體規(guī)劃上雖然化工企業(yè)相對集中，盡量遠(yuǎn)離居民住宅等敏感目標(biāo)，但眾多老化工企業(yè)由于歷史的原因，距居民住宅較近，化工設(shè)備又往往是日夜不停地運(yùn)行，其噪聲給周圍環(huán)境帶來污染，使廠界或居民住宅區(qū)噪聲超標(biāo)，成為急待解決的問題之一。

化工企業(yè)噪聲治理的設(shè)計咨詢、施工安裝、測試驗收等工作，需針對化工行業(yè)的特點，主要采取安裝隔聲吸聲屏障、管道隔聲包扎、小型設(shè)備加裝隔聲罩等技術(shù)措施，可取得較滿意的效果。

2 化工行業(yè)噪聲治理的特點和難點

（1）化工行業(yè)的設(shè)備體積較高大，有的甚至可達(dá)數(shù)層樓房高，噪聲源多，聲級高，往往呈立體分布，情況比較復(fù)雜?；ぴO(shè)備大多為敞開安裝，因而設(shè)備本身難以采取降噪措施。

（2）化工行業(yè)對防火、防爆、防腐、防水、防潮、防霉、防蛀、防凍等要求特別高。必須采用與常規(guī)噪聲治理措施不同的結(jié)構(gòu)和材料，噪聲治理難度大。

（3）化工行業(yè)多數(shù)采用管道輸送物料，管道、料倉、支架等均為鋼結(jié)構(gòu)，都是剛性聯(lián)接，動力發(fā)聲設(shè)備通過這些結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的固體傳聲十分強(qiáng)烈，低頻聲很豐富，難衰減，在很遠(yuǎn)的地方就能聽到“嗡嗡嗡”的低頻管道噪聲。

（4）化工行業(yè)對防腐蝕、防塵、防二次污染要求嚴(yán)格，多數(shù)采用不銹鋼、玻璃鋼、無纖維散落的隔聲吸聲材料，成本高、難加工。

（5）化工行業(yè)動力設(shè)備（多數(shù)為發(fā)聲設(shè)備）的通風(fēng)散熱要求較高，通風(fēng)裝置、電氣裝置要求防火、防爆。設(shè)備檢修也比較頻繁，安全措施周全。噪聲控制裝置最好是可以拼裝的結(jié)構(gòu)，大修時可拆去，大修完成后可再拼裝，性能不應(yīng)變化。

（6）化工行業(yè)在總圖布置上往往將輔助生產(chǎn)設(shè)備（如冷卻塔、水泵房、變電站、鍋爐房等）安裝于廠邊處，距廠界噪聲考核驗收點很近，這也給噪聲控制帶來困難，若移位，幾乎不可能，若治理，費(fèi)用很高。

3 聲屏障設(shè)計簡介

針對化工行業(yè)噪聲治理的特點，較難采用常規(guī)的隔聲、吸聲、消聲、隔振、阻尼減振的方法進(jìn)行控制，而采用在噪聲傳播途徑上設(shè)置聲屏障，使敏感點處于聲屏障的聲影區(qū)，就成為化工行業(yè)降噪的主要技術(shù)措施之一。

在自由聲場中，隔聲吸聲屏障的降噪量R（dB）可按下式進(jìn)行計算：

R=10lgN+13

式中：N=2/λ（A+B-d）；

N—菲聶爾數(shù)（無量綱）；

A—聲源至屏障頂端的距離（m）；

B—屏障頂端至接受者的距離（m）；

d—聲源至接受者之間的直線距離（m）；

λ——聲波波長（m）。

也可參照國家環(huán)保部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《聲屏障聲學(xué)設(shè)計和測量》（HJ/T90-2004）給出的計算公式進(jìn)行設(shè)計計算。

4 聲屏障典型案例

4.1 上海某丙烯酸有限公司大型隔聲吸聲屏障

該案例為公司技術(shù)改造項目，配置了8臺大型冷卻塔，一字排列于廠區(qū)北圍墻邊，其中4臺為混凝土特大型機(jī)力冷卻塔，單臺冷卻水量為4000t/h，另外4臺為鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，單臺冷卻水量為1900t/h，總冷卻水量為23,600t/h。8臺冷卻塔外形尺寸長×寬×高約為95×17×16（m）。冷卻塔距北廠界圍墻只有8m。冷卻塔噪聲傳至北廠界圍墻處為76dB（A）。

該公司在北廠界處還安裝了一套丙烯酸裝置，這套裝置由各種儲罐、水泵、真空泵、壓縮機(jī)、蒸餾塔、鋼平臺、鋼支架、各種管道等組成，整套裝置長×寬×高約為100×35×15（m），距北廠界圍墻約15m。丙烯酸裝置晝夜運(yùn)行，其噪聲傳至北廠界處高達(dá)75dB（A）。

按規(guī)定本地區(qū)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB-12348-2008）3類區(qū)規(guī)定，要求廠界圍墻處晝間噪聲≤65dB（A），夜間噪聲≤55dB（A）。大型冷卻塔使北廠界晝間噪聲超標(biāo)11dB（A），夜間超標(biāo)21dB（A）。丙烯酸裝置使北廠界晝間噪聲超標(biāo)10dB（A），夜間超標(biāo)20dB（A）。

治理方法為在北廠界原磚砌圍墻的內(nèi)側(cè)設(shè)置了兩段大型隔聲吸聲屏障。其中一段設(shè)在大型冷卻塔和北圍墻之間，隔聲吸聲屏障長×高約為120×7（m），距原磚砌圍墻約0.5m。該段聲屏障設(shè)置好后，在北圍墻處屏障聲影區(qū)內(nèi)的噪聲由治理前的76dB（A）降為58dB（A），降噪18dB（A）。

另一段大型隔聲吸聲屏障設(shè)置在丙烯酸裝置和北圍墻之間，隔聲吸聲屏障長×高約為132×7（m），距原磚砌圍墻約0.5m。

該公司設(shè)備及聲屏障平面布置如圖1所示。大型隔聲吸聲屏障的實景照片如圖2所示。

4.2 上海某溶劑有限公司兩段隔聲吸聲屏障

圖1 上海某丙烯酸有限公司冷卻塔和丙烯酸裝置噪聲治理（聲屏障）平面示意

圖2 上海某丙烯酸有限公司大型隔聲吸聲屏障實景照片

該公司以汽油、煤油、柴油為原料生產(chǎn)脫芳烴環(huán)保溶劑產(chǎn)品，年產(chǎn)量6萬t。生產(chǎn)裝置長×寬×高約為72×42×40（m），全敞開結(jié)構(gòu)，噪聲源有熱煤爐、熱油泵、緩沖罐、機(jī)泵、壓縮機(jī)、調(diào)節(jié)閥、空冷裝置等。在距該套裝置20m范圍內(nèi)為防火區(qū)，不得安裝任何阻擋物。生產(chǎn)裝置距南廠界約40m，距西南角廠界約80m，廠界外20m處有大片二層樓居民住宅。本地區(qū)也系3類區(qū)（即工業(yè)區(qū)）。

在南廠界原有磚砌圍墻的內(nèi)側(cè)設(shè)置一段長×高約為60×5.5（m）的隔聲吸聲屏障，距南圍墻約0.5m。在西南廠界原有磚砌圍墻的內(nèi)側(cè)設(shè)置一段長×高約為（27+36）×5.5（m）的隔聲吸聲屏障，距圍墻約0.5m。

在設(shè)置隔聲吸聲屏障的同時，對調(diào)節(jié)閥、緩沖罐、蒸餾塔進(jìn)行工藝調(diào)整，對空冷裝置、機(jī)泵等進(jìn)行維修、保養(yǎng)、潤滑處理，對明露的管道進(jìn)行隔聲包扎，在調(diào)節(jié)閥處加裝小型隔聲罩，這樣使聲源處的噪聲降低了8 ～10dB（A）。

經(jīng)綜合治理，南廠界處噪聲由治理前的67dB（A）降為53.2dB（A），降噪13.8dB（A）。西南角廠界處噪聲由治理前的69dB（A），降為53dB（A），降噪16dB（A）。晝夜均達(dá)到了3類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。該項目已于2009年7月通過了清潔生產(chǎn)審核驗收。治理前北廠界噪聲為63dB（A）。聚醚車間泵房長×寬×高約為32×20×12（m），距南廠界約15m，未治理前南廠界噪聲為69dB（A）。

在東廠界處設(shè)置了一段“一”字型大型隔聲吸聲屏障，長×高約為60×7（m）。在屏障外花格圍墻處實測冷卻

圖3 某溶劑有限公司聲屏障位置示意

圖4 上海某溶劑有限公司隔聲吸聲屏障照片

該溶劑有限公司隔聲吸聲屏障平面示意圖如圖3所示，安裝就緒后的聲屏障照片如圖4所示。

4.3 上海某聚氨酯事業(yè)部三段隔聲吸聲屏障

該事業(yè)部將輔助生產(chǎn)設(shè)備冷卻塔、消化裝置、聚醚車間泵房等置于廠區(qū)東、北、南廠界處，2臺1500t/h冷卻塔外形尺寸長×寬×高約為20×10×16（m），距東廠界約15m，未治理前東廠界處噪聲為67dB（A）。一套消化裝置外形尺寸長×寬×高約為40×20×20（m），距北廠界約20m，未塔噪聲影響，已由治理前的67dB（A）降為54dB（A），降噪13dB（A）。

在北廠界處設(shè)置了一段“┌”型隔聲吸聲屏障，長×高約為（10+220）×4.5（m）。在屏障外砌磚圍墻上進(jìn)行測試，消化裝置噪聲對北廠界的影響已由治理前的63dB（A）降為55dB（A），降噪8dB（A）。

在南廠界處設(shè)置了一段“一”字型大型隔聲吸聲屏障，長×高約為70×4.5（m），對水泵加裝隔聲罩。在屏障外花格圍墻處測試，聚醚車間泵房噪聲對南廠界的影響已由治理前的69dB（A）降為56dB（A），降噪13dB（A）。按規(guī)定進(jìn)行背景噪聲影響修正后，該事業(yè)部廠界噪聲晝夜均達(dá)到了3類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。該項目已正常運(yùn)行，用戶比較滿意。

圖5為該聚氨酯事業(yè)部三段隔聲吸聲屏障平面布置示意圖。圖6為廠區(qū)東側(cè)立于冷卻塔與綠化帶之間的聲屏障照片。

5 結(jié)語

（1）在化工行業(yè)采用大型隔聲吸聲屏障降噪措施，對原有設(shè)備性能無影響，符合防火、防爆要求，也方便設(shè)備的操作、維修和保養(yǎng)，較受歡迎。

圖5 上海某聚氨酯事業(yè)部三段隔聲吸聲屏障平面布置示意

圖6 立于冷卻塔與綠化帶之間的聲屏障

（2）隔聲吸聲屏障的長度和高度，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測點（敏感點）的降噪要求，通過計算確定。一般5～7m高的隔聲吸聲屏障在聲影區(qū)有8～15dB（A）的降噪效果。

（3）隔聲吸聲屏障所用材料的選擇，應(yīng)滿足室外耐候性以及化工行業(yè)的特殊要求。聲屏障的型鋼立柱、橫梁、支架、地腳、混凝土基礎(chǔ)等應(yīng)滿足抗風(fēng)（臺風(fēng)）載荷、抗地震等要求。

[1] 馬大猷. 噪聲與振動控制工程手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2] 呂玉恒，王庭佛. 噪聲與振動控制設(shè)備及材料選用手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[3] 周澄，呂玉恒，馮苗峰. 特大型機(jī)力冷卻塔降噪設(shè)計及效果[J].中國電廠設(shè)備，2008（6）.

Abstract:There are many noise sources with high sound level in chemical industry. In chemical industry, fire-proof, explosion-proof, corrosion-proof, anti-risk and so on is strictly requested. Regular noise control measures are limited. The noise reduction by adopting the noise isolation and absorption barrier shows a certain effect. By taking Shanghai several chemical companies as examples, the paper discusses the design, application and effect of noise isolation and absorption barrier.

Key words:chemical industry; noise isolation and absorption barrier; noise reduction; effect

Application of Noise Barrier in Chemical Industry

LV Yu-heng1, FENG Miao-feng1, HUANG Qing-qing1, YAO Yu-ming2
(1.China Shipbuilding NDRI Engineering Co., Ltd, Shanghai 200063; 2.Shanghai Jialv Environmental Protection Equipment Co., Ltd, Shanghai 200233, China)

TB535

A

1006-5377（2010）08-0055-04