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火电厂磨煤机噪音分析探讨
李金仲
(大唐长春第二热电有限责任公司)
球磨机在运行过程中当筒体裸露时,其噪声声级高达115-119dB超过《工业企业噪声卫生标准》中规定的90dB听力保护标准值,必须加以控制。为此,要通过对球磨机噪声特性及其变化规律分析,寻求球磨机噪声治理措施,从根本上降低球磨机的噪声,进而改善运行维护人员的工作环境。 
一、噪音的定义及危害
噪音是指可以引起人心情烦躁或者音量过高的声音,从物理学的角度讲,是不同频率,不同强度的声音在无规律的条件下组成的杂音。如果从生理学观点讲,是那些使人们心情烦躁、讨厌的声音统称为噪音。噪音污染则指的是所有产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准,并干扰他人正常工作、生活和学习的现象。长期的噪音污染会对人们的身体健康造成一定的危害,最直接的危害是听觉神经受损。所以我们对噪音要加强控制,以保证人们的身心健康为目标。
二、磨煤机噪音产生机理
钢球磨煤机适宜研磨细煤粉,特别适宜研磨硬质煤,具有煤种适应性广、单台出力高、维护方便、维检修周期长等优点,在世界各国电厂中得到了广泛应用。但钢球磨煤机是电厂的高噪音设备。对电厂职工的身心健康遭成了不可估量的损失。因此电厂磨煤机的降噪事在必行,而降噪的基础就是从它产生的机理进行分析,找到可行方案。
1. 钢球磨煤机是一个水平放置的回转圆筒体,当筒体转动时原煤与钢球混合,钢球在离心力和与衬瓦接触时产生的摩擦力的共同作用下,被衬板带到一定高度,受本身重力作用沿抛物线下落将煤击碎。磨煤机钢球与原煤相互间撞击产生机械性的噪声。主要的噪声是筒体转动时钢球与钢球、钢球与筒体衬板、钢球与原煤相互间撞击产生的机械性噪声。筒体是一个强反射面,即声学上的硬壁面,对入射的声波吸收少而反射多,因此声波在筒体内连续反射,形成一个混合声场,噪声高达115-119dB;噪声的频带也很宽,通常在31.5-8000Hz,声压级均超过95dB。
2. 球磨机内原煤的存储量。在运行期间,需要向球磨机连续、均匀给煤,保证磨机内有足够的存煤量,如果出现断煤或给煤量过小时,则会造成钢球与钢球之间、钢球与衬板之间产生巨大的冲击声,造成球磨机噪音增大。
3. 球磨机筒体外侧的隔音毛毡及护罩的安装情况。球磨机制造时,其外部增加了一层3mm厚的隔音毛毡,目的就是为了降低噪音。最外层安装了防护罩,也具有降低噪音的作用。在球磨机检修过程中,由于拆卸、安装过程中的不规范,导致其内部隔音毛毡损坏、防护罩密封不严密,造成球磨机噪音逐级增大。 
三、磨煤机降噪方法
根据钢球磨煤机测得的数据分析结果,产生噪音的区间在300Hz-725Hz之间。我们主要针对这个低频区间进行降噪。现行的降噪方法分为有源降噪和无源降噪两种。有源降噪又称反声、有源噪声抵消、有源降噪、有源吸收等。以主动产生一个声场来抵消另一个现有声场的技术。无源降噪是传统的噪声控制方法,包括消声、吸声、隔声、隔振、阻尼减振及其多种技术综合的方法。
减少钢球冲击产生的振动和降低筒体表面的声辐射,是从噪声根源进行治理的关键。有源控制技术在低频范围、硬件可行性及成本等方面具有无源控制技术无可比拟的优越性,已经成为噪声控制界的一个研究热点,在理论上是可行的。但因钢球磨煤机噪声声场环境复杂,噪声源频谱多变,且随时间起伏较大,噪声呈宽频特性,加上控制技术的约束,多年来此领域的研究工作进展不大。因此采用无源降噪是现行最简单有效的方法。
1. 加隔音罩
加隔音罩法就是用一个较大的罩子,将球磨机的辊轴整个罩起来,外壳多为金属,里面有带护面的吸声材料。该方法的优点是有较好的降噪效果,一般噪音量可达15-20dB。缺点就是占地面积较大,狭窄的地方不能应用。另外,对设备的运行巡视、清理漏煤粉、装卸钢球、维护检修带来麻烦。设备检修时隔声罩要拆掉,检修完又要重新安装,在拆卸过程中,隔声罩的构件易损坏,同时也给检修人员增加了许多工作量。
2. 在衬板底部设弹性层 
在衬板底部设弹性层消除衬板和辊筒之间的刚性连接,这种方法不易掌握,弄不好不是无效就是更糟。只有正确选择橡胶垫材料并认真安装,确保隔振质量,才能获得满意的效果。这种方法可降噪15dB以上,但造价昂贵。铺在橡胶垫上的衬板像弹簧球一样,原则上属于一个振动系统,若砸在衬板上的钢球冲击力随衬板的固有频率而变化,导致振幅增大,此时不管采用什么样的隔振方法都无济于事。只有在振动和噪声的频率大于衬板的固有频率时,才能取得明显的效果。同时这种方法只有在设计球磨机时考虑才有可能,如果球磨机和衬板的尺寸已定,再想加弹性垫,筒内经变小,衬板就无法安装。
3. 吸声材料降噪
岩棉发泡复合材料,具有优异的中低频吸声性能,对频率在1600Hz以下噪声的平均吸声系数达0.6,这个针对现行的噪音频率区间是很有效的。岩棉发泡复合材料从成本上来说,这种材料的造价低廉,易于成型,它的生产是用聚氯乙烯,乙丙橡胶。把岩棉发泡复合材料加入隔声罩的效果是最佳的,可以降低噪音8-12dB,是一种良好的吸声材料,对磨煤机的噪音再次降低有很好的效果。
4. 衬瓦螺旋线布置
钢球磨煤机衬板呈水平直线布置,随着筒体转动,逐排推升钢球和物料到达一定高度下抛,致使动负荷瞬间剧增,波动很大,同时,随着下抛动作,瞬时撞击能量达到极值,噪声频谱出现峰值。周而复始,动负荷和噪声都出现周期性的变化。国内外学者提出衬板的螺旋线布置方式代替水平直线布置。降低动负荷波动,可减少电耗30%左右,削低了动负荷和噪声峰值,使球磨机运转平稳,撞击过程平稳,不影响出力,这项改进措施可降噪8dB-12dB。
5. 采用非球形钢制研磨体
可以采用非球形钢制研磨体,钢球磨煤机噪声与钢球直径的三次方成正比,对同样质量的研磨体,在保持原有冲击力不变的情况下,将钢球改为24面体、18面体等棱形钢制研磨体,利用其棱、角特有的切割与破碎能力不但可提高磨煤效率,而且可降低噪声5dB-8dB。这种方法是很好的,从声源上降低噪音,而且成本几乎为零。我们可以很好的借鉴使用。
6. 简易包扎
采用工业毛毡、玻璃棉等软质吸声材料和薄钢板(3-4mm)做成弧形的隔声盖板,然后用螺栓紧固在辊筒上,为了检修方便,辊筒上固定衬板的螺栓不进行包扎,在盖板两端的连接处留有150mm左右弧长的距离。这种方法降噪量在15dB左右,费用比隔声罩法稍高。该方法克服了隔声罩的缺点,不影响设备的维护、检修、巡视,也不影响清理漏煤粉和装卸钢球。
四、结语
钢球磨煤机在运行期间,其噪音远远超过国家职业健康标准要求,对现场作业人员的听力造成损伤,影响员工身体健康。我们要通过改造,逐渐使现场噪音达到《工业企业场区噪声控制设计规范》的国家噪音标准,即噪声级90dB以下,从而大幅改善工作人员的作业环境,保障运行维护人员的身心健康。
来源:《科学与财富》2017年3期
发布时间:2021-01-07


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