创新治理磨料行业的球磨机噪声(吴光明)

创新治理磨料行业的球磨机噪声

吴光明黄儒林

(安徽三星环保装备制造有限公司，安徽淮北 235000)

摘要：本文针对球磨机噪声频谱进行了科学合理的分析，然后提出了球磨机噪声的综合治理措施，最终即可顺利实现噪声治理的效果和目标。

关键司：磨料行业；球磨机；噪声；综合治理；技术

引言：对于化工、水泥、耐火材料，甚至高岭土加工行业等而言，都广泛使用了球磨机这种设备，主要是将破碎后的矿物原料再加以研磨，以达到相应的粒度与级别要求。但是，球磨机在运转的过程中，其排放噪声非常大，也是该行业最大的声源之一。经现场实际监测，其噪声排放高达108dB(A)左右，它不仅给生产操作者带来难以承受的噪声，甚至长时间会严重损害人体，同时对周围的环境也造成了严重的污染，达到扰民的程度。为了有效降低这种球磨机设备的噪声，一般都采用约束型粘弹阻尼结构减震，并结合吸声、隔声、消声技术等综合技术进行治理。总之，运用科学合理的综合治理的措施，方能在投入尽量减少，降噪效果又大，这也能达到所谓经济效益与环境效益的双赢的局面。

1 科学合理的分析球磨机的噪声频谱

在工业生产中，使用球磨机主要是为了粉碎物料的，也是一种常见的机械设备。对于球磨机的噪声源来说，其主要是由于钢球与筒体之间撞击，以及物料间的相互摩擦所产生的噪声。用精密声级计测量时，该设备噪声高达108dB(A)。用频谱分析仪测量数据如下（见表1数据），并绘出频谱图（见图1所示）。但是，从表1测试数据与图1的频谱曲线可以明显的看出，其噪声呈中频特性。与此同时，球磨机在工作运行时还会有电动机发出来的电磁噪声、齿轮啮合传动中的机械噪声，以及风机管道的空气动力性噪声等。其整个的噪声系统也比较复杂，但总的来说是呈现中频特性的。因此，治理的重点应从中频着手。

表1 频率（Hz）与噪声值dB(A)的关系

频率（Hz）63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

噪声值dB(A) 93 95 99 104 101 98 95 82 70

2 运用科学合理的综合措施治理球磨机噪声

鉴于球磨机除了主要有钢球与筒体的撞击噪声外，还有电动机产生的电磁噪声、齿轮啮合传动中的机械噪声，以及风机管道的空气动力性噪声等。针对这种球磨机的噪声排放现状，我们可以选择治理图2所示的噪声治理方案路线。实际上就是选择黏弹阻尼减振、隔声治理、消声与通风散热治理等措施来综合治理。如此的方案治理，方可有效性提高。

1）运用黏弹阻尼减振工艺。对于常用的Ml87O型球磨机来说，它是一台直径为1.83m、长7m的较大钢板结构件，内部装有21t的研磨体，布置的螺栓分布均匀。假如在罐筒外紧密裹贴一层橡胶加玻璃棉层材料的方法治理，这可以有效降低球磨机的噪声。但是，采用这种方法治理噪声却增加了球磨机运转中的负荷，不但不便于设备的维护保养和修理，而且因物料本身具有的热量，也容易使球磨机筒体温度升高，以致能达到7O℃左右，并不能有效散热，对正常运行的球磨机系统也是不利的。针对这些现状，选用耐高温的黏弹阻尼材料，并在螺栓之间的空隙段局部黏弹阻尼层。运用该阻尼层的作用，可以有效降低设备的噪声达到8～1OdB(A)的效果。

2）运用隔声技术治理噪声。在设备噪声的传播途径上，它通过传播、辐射作用，到达厂界外的环境噪声还有65dB(A)。该噪声显然是超标值。通过观察，可以有效利用现有房屋的自然条件，在四周为砖，墙屋顶为钢筋混凝土结构时，

可采取吸声、隔声的综合方法来治理噪声，也就是在机房内墙壁上局部装上吸声材料，将窗户改装或利用双层隔声窗，并加装隔声门的方法处理，这样能有效控制声源的传播，使厂外不至于超标（综合治理系统见图3所示）。

在治理目标上，按照《城市区域环境噪声标准》的划定，可以确定总降噪声量为20dB(A)以上。因此，根据隔声量的经验公式可知：

R L =R g +101g a ①

式中：R g ——为砖墙隔声量R g1和顶部钢筋混凝土隔声量R g2之和。

a ——整个机房的平均吸声系数

R=181gm + 121gf ρ-25 ②

式中：ρ——为墙体、屋顶面密度；

ρ1——16Okg/m 2(240mm 砖墙面密度)；

ρ2——70kg/m 2(1000mm 混凝土板面密度)；

f ——球磨机主要噪声频率50OHz ；

则：R g1=47dB(A)，R g2=40.6dB(A)。

隔声车间的透声系数为：τ=10（-R/10），τ1=10-5，τ2=10-4。

隔声车间总的平均透声系数(τz )为：

τz = ∑∑==n i i

n i i i S

S 11τ=8.93×10-4 ③

R g =101gl/τz =30.5dB(A) ④

再考虑到球磨机的频谱特性，可在车间内墙上设计局部吸声层，并按噪声峰值频率在吸声层后面留有200mm 空腔范围，以形成薄板共振吸声结构，这样最大限度地能吸收中频声能，显得治噪效果好。

当整个车间平均吸声系数分别为250Hz 和500Hz 的计算频率时，公式为： a = ∑∑==n i i

n i i i

S

S 11

τ ⑤

计算得：a 250=0.4，a 500=0.38。再以R g =30.5代入①式可得：

R L(250)= 26.5dB(A)；R L(500)=26.29dB(A)。

因为隔声门由内衬吸声材料、外贴穿孔板和钢板的木结构所组合而成，并要在门的四周缝隙处，用橡胶条来密封。如此治理后，机房内外的环境噪声都将降低到预期的目标。

3）运用消声和通风散热治理措施。前述的噪声治理方案虽见效显著，但其机房内设备的散热就有问题了。为保证室内空气通畅，保障散热。采用低噪声轴流风机，对机房内进行换气，就是设置强通风消声装置。该装置由通风机和消声器组合而成。其通风机的通风量由车间内的换气需求量确定。换气量由下式计算得出：

L=Q/C b ×ρ×Δt(m 3/h) ⑥

式中：Q ——机器散热量(kcaL/h)；

C b ——空气比热(kcaL/(kg ℃)；

ρ——空气密度(kg/m 3)；

△t ——机房内外温差(℃)。

这样的换气量可以确保机房内有充足的气流量，有效解决了车间内的温升问题。同时，可根据环境噪声超过的噪声值，计算出隔声车间的隔声量，并相应设计出宽频带阻性消声器，把消声器安装在风机的进、排气管道口，就能达到降低空气动力性噪声和阻止设备噪声向外传播的目的了。

至于消声器的大小和长度，可通过以下公式计算：

△L=2.2a ×(L/b) ⑦