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高爐鼓風(fēng)機(jī)噪聲危害及控制

文檔作者：盧朝官文檔來源：煉鐵廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月17日
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高爐鼓風(fēng)機(jī)噪聲危害及控制
盧朝官
(煉鐵廠)
摘要：介紹高爐鼓風(fēng)機(jī)的噪聲及其危害， 以及柳鋼煉鐵廠應(yīng)用的降噪技術(shù)、設(shè)備和管理等措
施。
關(guān)鍵詞：高爐鼓風(fēng)機(jī)；噪聲；降噪
Noise Hazard of Blast Furnace Blower and its Control
LU Chao——guan
(Ironmaking Plant)
Abstract： The noise of blast
．
furnace blower and i ts hazard，the noise control technology，equipment
and management implemented in Ironmaking Plant of Liuzhou Steel were introduced
Key W ords：Blast Furnace Blower；Noise；Noise Constrol
1 引言 2 產(chǎn)生噪聲的原因
高爐鼓風(fēng)機(jī)是高爐冶煉的重要動力設(shè)備，
給高爐提供一定壓力的風(fēng)是燃料在風(fēng)口前燃燒
用氧的來源。風(fēng)量的大小決定著高爐的冶煉強(qiáng)
度，在燃料比一定的情況下，也就決定著高爐
的產(chǎn)量。風(fēng)壓的高低決定了煤氣在爐內(nèi)克服阻
力上升到爐頂時能夠達(dá)到的爐頂壓力。但是，
高爐鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的噪聲已經(jīng)成為影響
工人健康和干擾環(huán)境安靜的禍源。柳鋼煉鐵廠A
區(qū)目前有3臺電動鼓風(fēng)機(jī)：AV63—14鼓風(fēng)機(jī)1
臺，最大排氣壓力0．48 MPa，設(shè)計流量4 050
m3／min (標(biāo)態(tài)下)；AV71—15鼓風(fēng)機(jī)2臺，最大
排氣壓力0．5 1 MPa設(shè)計流量4 754 m3／min(標(biāo)態(tài)
下)；3臺鼓風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速都在4 500 r／min。噪
聲的頻率是由多種頻率復(fù)合而成，這些頻率均
與風(fēng)機(jī)之轉(zhuǎn)速有關(guān)，凡是風(fēng)速快的、風(fēng)壓高的
鼓風(fēng)機(jī)噪聲也大。因此，將高爐鼓風(fēng)機(jī)站產(chǎn)生
的放風(fēng)噪聲、風(fēng)機(jī)噪聲和電動機(jī)噪聲保持在一
定范圍，是煉鐵廠噪聲控制的重要組成部分。
作者：盧朝官，大學(xué)學(xué)歷，高爐鼓風(fēng)機(jī)操作員。
噪聲是一種使人感覺嘈雜、厭煩的聲音，
其程度有時隨人的心情而異。連續(xù)的噪聲，是
影響工人身心健康和干擾環(huán)境安靜的禍源。一
般鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生噪聲的原因：
(1)鼓風(fēng)機(jī)本體噪聲。包括空氣動力性噪
聲和機(jī)械噪聲。空氣動力性噪聲又分為渦流噪
聲和旋轉(zhuǎn)噪聲。軸流式鼓風(fēng)機(jī)是以旋轉(zhuǎn)噪聲為
主。機(jī)械噪聲主要來自增速齒輪箱。葉片旋轉(zhuǎn)
時會與空氣產(chǎn)生摩擦，或發(fā)生沖擊，轉(zhuǎn)速愈快，
接解空氣頻率愈高，其噪聲愈尖銳。葉片之寬
度或厚度增加，此現(xiàn)象更為明顯。噪聲的頻率
是由多種頻率復(fù)合而成，這些頻率均與風(fēng)機(jī)之
轉(zhuǎn)速有關(guān)，凡是風(fēng)速快的、風(fēng)壓高的，其產(chǎn)生
的噪聲也大。風(fēng)機(jī)的噪聲強(qiáng)度主要隨著風(fēng)機(jī)的
全壓及流量等的增大而增加，當(dāng)在一定工況下
運(yùn)轉(zhuǎn)時，高強(qiáng)度噪聲分別從風(fēng)機(jī)的進(jìn)、排氣口，
機(jī)殼及管道等部位輻射出來。在實(shí)際使用條件
下，風(fēng)機(jī)的排氣口經(jīng)常是與輸氣管路連接而封
閉的。因此，進(jìn)氣口輻射的噪聲就顯得最強(qiáng)烈，
辨靂 期 i
對環(huán)境的干擾也最嚴(yán)重。
(2)電動機(jī)噪聲。電機(jī)噪聲主要包括定子
和轉(zhuǎn)子之間交變電磁引力、磁致伸縮引起的電
磁噪聲和冷卻風(fēng)扇噪聲、軸承摩擦、機(jī)體運(yùn)轉(zhuǎn)
不平衡和結(jié)構(gòu)共振引起的機(jī)械噪聲。風(fēng)冷式電
機(jī)聲級約在95～105 dB；水冷式電機(jī)聲級約在
90～95 dB。柳鋼煉鐵廠高爐鼓風(fēng)機(jī)均為水冷式
電機(jī)。
(3)管道噪聲。來自所連接的鼓風(fēng)機(jī)、閥
門以及管道受氣流沖擊、摩擦等所產(chǎn)生的空氣
動力性噪聲，通過管壁輻射出來。風(fēng)管與風(fēng)機(jī)
外殼的內(nèi)面接縫處要平整，避免粗糙不平，造
成撕裂聲。而由于接連的管路會產(chǎn)生共振，使
細(xì)微的聲音變大，造成更大的噪聲。在設(shè)計時，
有時可以在風(fēng)管外面覆以防音材料，可以降低
噪聲。
(4)排氣口噪聲。鼓風(fēng)機(jī)在啟動或因高爐
操作需要而排氣時，在排放口高速氣流與大氣
強(qiáng)烈混合產(chǎn)生噴注噪聲。聲級約在110 140
dB。上述噪聲中，以排氣口噪聲(高爐放風(fēng)閥噪
聲之一)最強(qiáng)。
(5)風(fēng)機(jī)以外引起的噪聲。除風(fēng)機(jī)本身的
固定噪聲外，尚有許多噪聲源，諸如：軸承因
精密度不足，風(fēng)管漏氣以及其它構(gòu)造物之間產(chǎn)
生共振所引起的噪聲等。
3 噪聲危害
噪聲對人的危害是多方面的。噪聲可以使
人耳聾，還可能引起高血壓、心臟病、神經(jīng)官
能癥等疾病。噪聲還污染環(huán)境，影響人的心理，
使人煩惱，降低生活質(zhì)量和工作效率。特別強(qiáng)
烈的噪聲還能損壞建筑物、影響儀器設(shè)備等的
正常運(yùn)行。噪聲對人的危害：
(1)聽力和聽覺器官的損傷。人聽覺器官
的適應(yīng)性是有一定限度的，長期在噪聲的作用
下，聽力逐漸減弱，引起聽覺疲勞。若長年累
月置于強(qiáng)烈噪聲的反復(fù)作用下，內(nèi)耳器官將發(fā)
生器質(zhì)性病變，造成永久性聽閾位移，也叫噪
聲性耳聾。在一次或數(shù)次極強(qiáng)如猛烈的爆炸聲
I■
會震破耳鼓，嚴(yán)重的會導(dǎo)致全聾，據(jù)測試噪聲
超過115 dB可造成耳聾I 7l。
(2)引起心血管系統(tǒng)的病癥和神經(jīng)衰弱，
噪聲可以使交感神經(jīng)緊張，表現(xiàn)為心跳加快，
心律不齊，血壓有波動，心電圖陽性率增高。
噪聲引起神經(jīng)衰弱癥侯群，如頭痛、頭暈、失
眠、多夢、乏力、記憶力衰退、心悸、惡心等{41
神經(jīng)衰弱的陽性率隨噪聲聲級的增高而增高。
(3)影響消化系統(tǒng)：長時間處于噪聲環(huán)境
中的人容易引起胃功能紊亂食欲不振、消化不
良『5]。
(4)影響視覺功能：長時間處于噪聲環(huán)境
中的人很容易發(fā)生眼疲勞、眼痛和視物流淚等
眼損傷現(xiàn)象。噪聲對視力的影響在日常生活中
隨處可見，比如在安靜明亮的商店購物時，顯
得愉快和鎮(zhèn)靜，買東西能做到挑選精細(xì)購買齊
全。而在高音喇叭大聲播放快節(jié)奏的流行音樂
(一些所謂的流行音樂，只不過是震耳欲聾的強(qiáng)
噪聲)時購物，往往煩燥不安，眼花繚亂，甚
至?xí)鷣y交易，該買的未買，買了的因識別不
細(xì)也不滿意同。其中的主要原因就是躁音影響視
力造成的。
(5)降低工作效率，影響安全生產(chǎn)。一定
強(qiáng)度的噪聲連續(xù)地影響人們的休息，便會使人
心情緊張， 噪聲易使人煩躁不安與疲乏，注意
力分散，大腦興奮不止，繼而到身體疲倦，四
肢無力，從而影響人體健康，導(dǎo)致工作效率降
低翻。
4 降低鼓風(fēng)機(jī)噪聲的措施
除了提高鼓風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的裝配精度，使
葉輪或轉(zhuǎn)子處于動平衡狀態(tài)，以降低鼓風(fēng)機(jī)的
噪聲外，主要還在噪聲傳播途徑上采取適當(dāng)措
施加以控制。
4．1 隔聲降噪
把鼓風(fēng)機(jī)安置在專用的隔聲房內(nèi)，或者用
隔聲罩把鼓風(fēng)機(jī)罩起來，使噪聲封閉在局部的
空間。隔聲房或隔聲罩選用隔聲性能好的材料
■ 襁 晦
制造，隔聲性能一般與材料單位面積上的質(zhì)量
成正比，制造上要求結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，封閉，沒有孔
洞。
4．2 吸聲降噪
當(dāng)聲波入射到物體表面時，部分聲能要被
物體吸收轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，稱為吸聲。
材料的吸聲性能用吸收系數(shù)來表示，吸聲系數(shù)
越大，則表示材料的吸聲性能越好。材料的吸
聲性能與材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和聲波的入射角度
及聲波的頻率有關(guān)。多孔吸聲材料的吸聲機(jī)理：
材料內(nèi)部有無數(shù)細(xì)小的相互貫通的孔洞，當(dāng)聲
波入射到這些材料的表面，進(jìn)而入射到這些細(xì)
小的孔隙內(nèi)時，要引起孔隙內(nèi)的空氣運(yùn)動，緊
靠孔壁和纖維表面的空氣，因摩擦和粘滯運(yùn)動
阻力而不易運(yùn)動，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉。
故性能良好的吸聲材料要多孑L，孔與孔之間互
相貫通，并且貫通的孔洞要與外界連通，使聲
波能進(jìn)入材料內(nèi)部，在鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)表面掛貼吸
聲材料，可降低鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)的混響聲l 8l。
4．3 消音器降噪
消聲器是阻止聲音傳播而允許氣流通過的
一種器件，是消除空氣動力性噪聲的重要措施。
消聲器是安裝在空氣動力設(shè)備(如鼓風(fēng)機(jī)、空壓
機(jī))的氣流通道上或進(jìn)、排氣系統(tǒng)中的降低噪聲
的裝置。消聲器能夠阻擋聲波的傳播，允許氣
流通過，是控制噪聲的有效工具。
消聲器的種類很多，但究其消聲機(jī)理，又
可以把它們分為阻性消聲器、抗性消聲器、阻
抗復(fù)合式消聲器等類型。
阻性消聲器主要是利用多孔吸聲材料來降
低噪聲的。把吸聲材料固定在氣流通道的內(nèi)壁
上或按照一定方式在管道中排列，就構(gòu)成了阻
性消聲器。當(dāng)聲波進(jìn)入阻性消聲器時，一部分
聲能在多孔材料的孔隙中摩擦而轉(zhuǎn)化成熱能耗
散掉，使通過消聲器的聲波減弱。阻性消聲器
就好象電學(xué)上的純電阻電路，吸聲材料類似于
電阻。因此，人們就把這種消聲器稱為阻性消
聲器。阻性消聲器對中高頻消聲效果好、對低
頻消聲效果較差。
抗性消聲器是由突變界面的管和室組合而
成的，好象是一個聲學(xué)濾波器，與電學(xué)濾波器
相似，每一個帶管的小室是濾波器的一個網(wǎng)孔，
管中的空氣質(zhì)量相當(dāng)于電學(xué)上的電感和電阻，
稱為聲質(zhì)量和聲阻。小室中的空氣體積相當(dāng)于
電學(xué)上的電容，稱為聲順。與電學(xué)濾波器類似，
每一個帶管的小室都有自己的固有頻率。當(dāng)包
含有各種頻率成分的聲波進(jìn)人第一個短管時，
只有在第一個網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的
聲波才能通過網(wǎng)孔到達(dá)第二個短管口，而另外
一些頻率的聲波則不可能通過網(wǎng)孔．只能在小
室中來回反射，因此，我們稱這種對聲波有濾
波功能的結(jié)構(gòu)為聲學(xué)濾波器。選取適當(dāng)?shù)墓芎?
室進(jìn)行組合．就可以濾掉某些頻率成分的噪聲，
從而達(dá)到消聲的目的。抗性消聲器適用于消除
中、低頻噪聲。阻性結(jié)構(gòu)和抗性結(jié)構(gòu)按照一定
的方式組合起來，就構(gòu)成了阻抗復(fù)合式消聲器。
柳鋼煉鐵廠A區(qū)鼓風(fēng)機(jī)房的噪聲治理以環(huán)保與
勞保目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，考慮到機(jī)房的生產(chǎn)特點(diǎn)，
采用型號GGF一6阻抗復(fù)合型消音器，該消音器
是有兩段串聯(lián)而成的阻抗復(fù)合型消音器(見圖
1)
1——阻性部分；2——尖劈層；4、6——擴(kuò)張室空腔；3、
5——超細(xì)玻璃棉；7——抗性部分。
圖1 阻抗復(fù)合型消音器結(jié)構(gòu)圖
阻抗復(fù)合型消音器的特點(diǎn)是消音頻帶寬，
消音量大，第一段是阻性部分，主要用于消除
中、高頻噪聲，在這段消音器通道周圍，襯貼
超細(xì)玻璃棉吸聲材料，由于通道截面尺寸較大，
所以波長較短的高頻噪聲將以窄束狀通過消音
l 移 努_ j 戶 勢善 l
器、不與或很少與吸聲材料發(fā)生接觸，因而使
消音器性能大大下降。為此，在消音器通道中
間設(shè)置了一片阻性吸聲層，并將該吸聲層兩端
制成尖劈狀，這樣既可以減少阻力損失，又可
以增加中、高頻噪聲的吸收效果。第二段為抗
性部分，是由兩節(jié)長度不同的擴(kuò)張室構(gòu)成。它
針對擴(kuò)張室對某些頻率不消聲的缺點(diǎn)，在每節(jié)
擴(kuò)張室內(nèi)從兩端分別插入等于它的各自長度的
1／2和1／4的插入管，并在插入管上襯貼吸聲材
料。為了提高擴(kuò)張室消音器的消音效果可把內(nèi)
插管用穿孔率高于30％的穿孔管連接起來，這
樣就可以使它的消音頻率拉得寬一些l1】。煉鐵廠
A區(qū)鼓風(fēng)機(jī)房采用的阻抗復(fù)合型消音器消音量超
過40 dB以上，降噪顯著。
4．4 減振降噪
鼓風(fēng)機(jī)在一定工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時，高強(qiáng)度噪聲
分別從風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口、排氣口、機(jī)殼及管道等
部位輻射出來的。因此，在風(fēng)管外面覆以防音
材料和在管道上加裝波紋補(bǔ)償器是有必要的[21。
A區(qū)3臺高爐鼓風(fēng)機(jī)所用的波紋補(bǔ)償器型號：
0．6GYP1200一J·5000。該波紋補(bǔ)償器補(bǔ)償既可吸
收管道軸向、橫向、角向熱變形，也吸收設(shè)備
振動，減少設(shè)備振動對管道的影響，對降噪有
一定的意義。
4．5 降噪保護(hù)
在聲源和傳播途徑上無法采取措施，或采
取的聲學(xué)措施仍不能達(dá)到預(yù)期效果時，就需要
對受音者或受音器官采取防護(hù)措施。柳鋼煉鐵
廠對長期職業(yè)性噪聲暴露的操作員、巡檢員配
發(fā)耳塞、耳罩、頭盔等護(hù)耳器。使用這些防護(hù)
用品可降噪2O～30 dB。
5 結(jié)語
鼓風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)，對促進(jìn)工業(yè)
生產(chǎn)有著積極的作用。但是風(fēng)機(jī)運(yùn)行時產(chǎn)生的
■
強(qiáng)烈噪聲卻嚴(yán)重地影響環(huán)境。它不但會損壞人
的聽力，同時，妨礙了崗位人員之間正常的言
語通訊，給安全生產(chǎn)帶來一定的影響。噪聲的
控制設(shè)計要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，因地制宜的原則，
另外應(yīng)盡可能采用新技術(shù)和新的成果，在不具
備這樣條件時，也要精心地將現(xiàn)有的技術(shù)合理
組織和應(yīng)用，以取得可觀的實(shí)效。對于一般習(xí)
慣做法，在風(fēng)管安裝送風(fēng)消音器、波紋補(bǔ)償
器、1臺機(jī)組配1臺消音器等降噪措施仍需采
用，至于是否可在高爐鼓風(fēng)機(jī)機(jī)房內(nèi)加裝吸聲
器、掛貼吸聲材料或把整個機(jī)組罩起來還是采
用什么新技術(shù)和新的成果有待我們進(jìn)一步研究
和設(shè)計。
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