选煤厂设计中的降噪措施

摘 要：重点论述了选煤厂产生噪声的主要工艺环节（动筛跳汰机、定筛跳汰机、振动筛、破碎机、离心机、鼓风机、大功率水泵和块煤对溜槽的冲击）的工艺特点、设备选型和应注意的事项。

关键词：低频噪声；设备的减振；隔音墙；吸音板；约束层组尼

洗煤厂承担原煤筛分、洗选、分级、脱水等工艺，是煤炭产品加工的主要场所。在生产过程中，除设备自身产生噪声外，煤从一台设备转载到另一台设备过程中，即通过溜槽转载时，由于煤对溜槽的撞击，也会产生噪声。由于设备较集中，工作场所的噪声更高，对操作人员的身体健康危害较大。

一、概述

选煤厂的噪声主要振源是：动筛跳汰机、定筛跳汰机、振动筛、给煤机、破碎机、离心机、空压机、鼓风机、带式输送机和块煤对溜槽的冲击。对于新建选煤厂我们可以从设备选型、工艺布置和溜槽的设计等方面加以注意，但对于已投产多年的选煤厂，工艺流程及所使用的设备都已配套定型，噪声的治理不允许从根本上改变设备的工作原理和建筑物的基本结构，更不能影响生产，因而在这种条件下进行噪声治理是非常困难的。

1、噪声的特性噪声水平提高3dB，声能增加一倍。两台相同设备所发出的噪声并不是单台

设备噪声的两倍，仅比同样设备单台工作时约高3dB。

2、噪声治理的原则

1）重点治理最强噪声源

多个噪声源集中在一起时，减少噪声的原则应是：首先设法对噪声最大的声源进行降噪治理，这是获得有效结果的唯一途径。2）注意噪声的监测

噪声最大的设备一旦其噪声降低到比其他噪声源小5dB，再进一步减小该声源噪声水平，则对总噪声水平降低无明显效果。故应重视噪声的监测，将主要财力、物力和精力用于用于最强噪声源的治理。

3）综合考虑治理方案

如果几个声源的噪声强度接近，为显著降低总噪声，需要降低其中大多数声源的噪声。故这时应当综合考虑治理方案，以求做到多、快、好、省的解决噪声问题。

3、降噪的主要途径

1）吸声降噪

吸声降噪是一种在传播途径上控制噪声强度的方法。物体的吸声作用是普遍存在的，吸声的效果不仅与吸声材料有关，还与所选的吸声结构有关。这种技术主要用于室内空间。 2）消声降噪

消声器是一种既能使气流通过又能有效地降低噪声的设备。通常可用消声器降低各种空气动力设备的进出口或沿管道传递的噪声。例如在内燃机、通风机、鼓风机、压缩机、燃气轮机以及各种高压、高气流排放的噪声控制中广泛使用消声器。不同消声器的降噪原理不同。常用的消声技术有阻性消声、抗性消声、损耗型消声、扩散消声等。 3）隔声降噪

把产生噪声的机器设备封闭在一个小的空间，使它与周围环境隔开，以减少噪声对环境的影响，这种做法叫做隔声。隔声屏障和隔声罩是主要的两种设计，其他隔声结构还有：隔声室、隔声墙、隔声幕、隔声门等。

4、降噪的效果以往的经验表明通过减振降噪治理，一般能使选煤厂局部空间噪声下降10db(a)，就意味着噪声的能量降低90%。个别场所如下降20db(a)，噪声能量下降99%。治理的结果会明显降低神经衰弱综合症的发生率和噪声性耳聋的发生率，减少职业损伤。

二、选煤厂噪声治理

（一）低频噪声

选煤厂的振动设备产生的主要为低频振动，低频噪声由于可直达人的 耳骨，长期受其影响，容易造成神经衰弱、失眠、头痛等各种神经官能症。而且这种单调低频噪声能使人的交感神经紧张，末梢血管收缩，心动过速，血压 升高 ，内分泌失调。由于它是被迫接受的，还会使人烦恼激动、易怒，甚至失去理智。

低频噪声的治理应从以下方面考虑：

1、工业厂房结构形式的选择

动筛跳汰机、定筛跳汰机、振动筛、破碎机和离心机等由于本身机体质量较大，设备功率大，故产生的振动能量也较大，除了在空间传播噪声外，还通过建筑物向外传播振动。故对于布置上述设备的厂房最好采用钢筋混凝土框架结构，并采用独立基础，减少低频振动随梁柱的传播。

2、设备的减振装置

对于振动较大的设备（大型分级筛和破碎机），注意减振弹簧和减振橡胶块的选取。有必要时可增加二次减振座，据有关实验数据表明，可减轻60%的振动，对于旧车间更换设备非常有必要。

3、带式输送机栈桥

带式输送机应委托制造实力较强的生产厂家，避免由于跑偏、胶带跳动产生的噪声；采用质量较好的零部件（托辊、硫化接头）。应加固机架强度，减小机架的弹性；其次正确地校准中心，调整好平衡，提高电机、减速机的阻尼，减少机械振动，以降低噪声。

适当加大带式输送机栈桥的刚度，减少由于栈桥振动产生的噪声。

栈桥的顶、墙采用质量较好的夹心板材，以减少噪声的向外传播。

4、厂房的内部和外部处理

厂房的内部敷设可冲洗的吸音板，以减少噪声的反射，并容易清洁。钢结构连接处加减振垫，以减弱噪声在钢结构中的传播。

在厂界四周高噪声车间周围设置隔音墙，种植柳树、塔松等植物起到吸声并阻挡传播作用。

（二）高频噪声

高频噪声主要来自于：破碎机、振动筛、空压机、各种泵鼓风机以及块煤对溜槽的冲击。它是选煤厂主要的噪声源，需全方位的去治理。高频噪声的治理应从以下方面考虑：

1、设备选型

设计在设备选型时，应注意选择同类设备中噪声较低的设备。如给煤机采用低噪音可调速振动给料机。

2、跳汰车间噪声控制

通过固定于四壁、顶棚和空间的吸声体（吸声板）吸收噪声，减少反射，降低混响效果；设置集中控制室，控制室墙壁采用隔音材料，并安装双层隔声门窗；同时对跳汰机、脱水筛、高频筛和离心机等设备安设减振基础以降低噪声。在跳汰机风阀处插按吸声板，吸收部分噪声和屏障折射部分噪声；在风阀的排气口安装阻抗复合式消音器。

3、联合泵房噪声控制

安装隔声门窗，同时各类水泵安装减振机座，水泵进出口连接管采用柔性连接方式。

4、空压机噪声控制

在跳汰车间内设置单独的空压机房，机房内壁作吸声处理，同时对其采用安设阻抗复合式消音器、隔振机座和软性连接等降噪措施。

5、振动筛的噪声治理

振动筛是选煤厂的主要筛分工具，一般也是产生车间噪声最大的设备。由于其本身的特性决定了在正常工作时必须通过振动才能实现筛分，但是振动又是产生噪声的根本原因，而且声级高、声源多且复杂。

1）振动筛机体的减振

一般可采用的降噪措施如下：

（1）紧固振动筛上的所有部件，特别是需要经常更换的筛板，避免由于个别部件的松动而产生的额外振动；

（2）将冲孔钢筛板更换为弹性模量小、冲击噪声低的聚氨酯筛板或者橡胶筛板；

（3）在筛箱的侧板、入料给料口、排料口和接料底盘内加贴橡胶板，这样可以有效地抑制侧板的高频振动，减少辐射噪声；

（4）采用柔性辐板齿轮来代替钢齿轮，即在齿轮的辐板上利用橡胶弹性体传递扭矩，吸收齿轮啮入、啮出所造成的振动；

（5）用橡胶弹簧替代钢制弹簧，以减少冲击；

（6）在激振器的体外加装软式隔声罩；

（7）对轴承的内外套之间加以阻尼处理，轴承的滚动体可以制作成空心滚动体或者在空心滚动体的内部加入阻尼材料，这样能够减小轴承的振动和降低轴承的噪声。

2）振动筛辅助部件的减振

特别要注意振动筛的筛板型号的选择，具体做法如下：

1）原煤粒度较大时，应考虑落煤点应设置较厚的盲板，以减轻噪声和增加设备的可靠性；

2）大粒度物料（最大粒度大于300mm）筛分，物料对筛板的冲击力较大，根据具体情况（处理量、分级粒度、粒度组成、水分、分级筛面积、开孔率等），可考虑采用冲孔筛板（厚钢板冲孔）、棒条筛板、倒梯形钢条筛板和带钢骨架的橡胶筛板等，甚至采用钢轨做筛板。橡胶筛板和质量较大的筛板产生的噪声较低，但这些筛板的开孔率一般也较低。

3）中等粒度物料（200-0mm）筛分，物料对筛板的冲击力也较大，可考虑采用冲孔筛板、编制金属网、不锈钢焊接筛网、橡胶筛板等。选择筛板的原则同上。

4）小粒度物料（50-0mm）筛分，物料对筛板的冲击力较小，噪声主要来自于设备振动和筛板（活动棒条、梯流筛）。

综上所述，激振器可考虑单机拖动改为双机拖动，减少激振器内大齿轮啮合声；紧固筛上所有部件，避免个别松动产生额外振动；以硫化橡胶筛板代替钢筛板；选用高隔振性能材料，减少向楼板等支撑结构传振，可采用钢弹簧与橡胶复合中联式隔振结构；在振动筛四周设置吸声屏，上方空中悬吊吸声体。

6、增设隔音墙

增设隔音墙和安装HB-XI型隔声门窗可起到密闭声源的作用，可大大减弱声波的传播，对低频和高频声波均具有很好的阻挡效果。隔音墙可采用砌块墙、轻质墙体和隔音板(粉尘较小的场所采用，内部为吸音棉，外部为带吸音孔的铝板)。

7、墙体铺设吸音板

墙体铺设吸音板主要用于消除高频声波，减少声波在厂房内的反射。粉尘较小的场所可采用带吸音孔的吸音板；粉尘较大的场所应采用可以冲洗的吸音板。

8、自由层阻尼处理

自由层阻尼处理是在基础结构表面上直接粘贴阻尼材料，也即在溜槽底部粘贴25mm厚的p-u板即聚氨酯板和侧壁内面下1/3处粘贴20mm厚的p-u板。使煤和矸石在滑动过程中不与溜槽钢板直接接触，而与高弹性的p-u板接触。当结构振动时，粘贴在表面的阻尼材料产生拉伸变形，把振动能转化为热能，从而起到减振降噪的作用。

9、约束层组尼处理

约束层阻尼处理是在结构的基板表面粘贴阻尼层后再贴上一层刚度较大的约束板，对溜槽来说，即在溜槽外侧壁粘贴阻尼胶板，然后再附着一层强度较大的1.2mm钢板作为约束板，两者构成复合阻尼板。当结构振动时，处于约束板和基板之间的阻尼材料产生拉伸变形，此变形把部分振动能转变成热能，从而达到减小结构振动的目的。

（三）溜槽的降噪

溜槽是选煤厂使用最普遍的装置，也是最易产生噪声的环节，特别是落差较大的溜槽和块煤、矸石和原煤溜槽，其噪声有时超过150.0db(a)，必须重点治理，设计中可以采用的措施有：

1、尽量减少落差

在选煤厂设备布置时，尽量考虑减小块煤、矸石和原煤溜槽的高度差；或采用分段跌落，中间设置缓冲积煤平段，物料下落冲击到煤堆上后，再溢流至下一段溜槽。但同时必须注意防止溜槽的堵塞，在缓冲段留有较大的空间。

2、敷设衬板和包缚阻尼材料

对于块煤、矸石和原煤溜槽应根据具体情况采用：敷设橡胶衬板、耐磨衬板和溜槽母板间夹缓振材料、溜槽外包缚阻尼材料、降低溜槽角度和螺旋溜槽等方法，进行综合治理。

其他溜槽钢板外侧敷设一层阻尼涂料，其厚度为钢板厚度的1-1.5倍；溜槽内壁衬耐磨橡胶10-20mm；溜槽外壁包扎泡沫塑料或玻璃棉，厚度不小于10mm；改造溜槽结构，将溜槽夹角改为直角，直角处物料堆积形成缓冲结构，既有效得消除物料与金属钢板的冲击噪声，又能提高溜槽的使用寿命。

3、安装减振器

减振器具有一定的阻尼性能，可以吸收机械能量，对高频振动能量的吸收尤为突出。溜槽噪声治理后，各频率的噪声降低了2.5～17.2db(a)，中、高频率的降噪量均在10db(a)以上。与噪声评价曲线(nr-95曲线)相比，各频率噪声均在nr-95曲线以下，达到了改善作业环境的目的。

4、在溜槽底部加焊挡板

对倾角小于45°的溜槽仅焊一个挡板；大于45°的溜槽要焊两个或多个挡板。挡板要垂直于溜槽底部的钢板上，用于挡住一些煤，使更多冲向溜槽的煤落到被挡板挡住的煤上，而不是冲击在金属槽底上。

对于倾角小于45°的溜槽，在挡板上形成一个带圆顶的煤堆；倾角大于45°的溜槽，在挡板上形成一个斜坡为45°的煤堆。

该方法优点是:简单、便宜、易于安装，降噪可达5～52 db(a)。

三、分析与结论

噪声治理最根本的解决办法是设计合理，即在设计阶段就充分考虑降噪的因素，如：土建结构和跨距的选择；设备选型不能过大；考虑高噪声设备的集中控制和集中治理。

经综合治理后，在治理前相同部位进行测量，车间噪声89.0db(a)，煤溜槽噪声88.0db(a)，矸石溜槽噪声89.2db(a)。治理后综合降噪量在16.6～25.2db(a)，平均为20db(a)，治理后车间和溜槽噪声均降至90db(a)以下。