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
式中：△L——消声量dB(A)；
a——消声系数；
L——消声有效长度；
b——气流通道的宽度。

按照这个公式计算出的消声器大小，加工好安装其上即可。

总之，通过上述几个步骤，设计、安装上噪声治理设施，就可以顺利实现总体的噪声治理目标，实现球磨机车间噪声排放的达标。

结束语：对于磨料行业安装的球磨机，噪声由于较高，首要要对噪声源进行科学合理的频谱分析，然后再有针对性地采用阻尼减振消声、吸声、隔声等综合治理措施进行治理，只要设计科学严谨，其设备带来的噪声环境超标问题就能控制在规定的标准范围之内。

如此的治理措施，投资效率高，见效快，充分体现了较好的环境经济效益。

参考文献：
[1]秦建军,姜绪胜.TPU粉碎机房噪声治理[J].化工劳动保护，1998，2：10-11.
[2]蒋芝楠，李建华.MB187O型球磨机噪声治理[J].噪声与振动控制，1999，6:31-32.
[3]石玮.MB1870型球磨机噪声治理[J].污染治理, 2009，3：64-65，53.
[4]李卓亮，季振林.车客渡船舱室噪声预报与控制[J].中国舰船研究，2014，5:93-98，120.。