大型钢铁厂制氧区域管廊管道的噪声测量和噪声特性.pdf

大型钢铁厂制氧区域管廊管道的噪声测量和噪声特性 俞悟周 1 曾华秀 1 李敏娜 2 王佐民 1 1.同济大学声学研究所, 上海 200092; 2.宝钢分公司能源部, 上海 201900 摘要 提出隔声 消声管的测量方法用于含有多根高速介质管道的管廊噪声测量和噪声源辨别, 并对某大型钢铁厂制 氧区域管廊管道噪声进行现场测量, 同时对管廊管道的噪声特性进行分析 。 结果表明, 隔声 消声管法可有效地进行 管廊各管道辐射噪声的测量和辨别。 此外, 受阀门、弯管等影响, 沿长度方向管道噪声级是变化的, 不同类型管道辐射 噪声级不同, 且通过管道壁面辐射的噪声频谱特性不同, 提出对于含有不同类型的管道的管廊应根据各管道辐射噪声 的贡献采取相应的隔声包扎结构进行降噪。 关键词 噪声测量 管道噪声 0 引言 大型钢铁厂制氧区域的噪声源种类较多 ,分布广 泛且声级很高, 尤其是管廊处的噪声。管廊通常由多 根高速压送气体管道组成 , 并靠近压缩机组和空分 塔。管廊噪声的主要来源有管道辐射噪声、 压缩机组 噪声的影响、 空分塔主塔噪声的影响等 。管廊处噪声 级通常较高,可达90 dB以上, 甚至达到100 dB 。 由于管廊处的噪声来源较多, 仅在管廊处简单布 置若干测点进行噪声级的测量无法判别各噪声源的 贡献, 也无法为进一步针对性地提出合理 、 有效的治 理措施提供可靠依据 。本研究结合某大型钢铁厂的 制氧区域管廊 ,提出管廊噪声的隔声 消声管噪声源 测量方法, 分析管廊管道噪声的特性, 提出对管廊的 管道应针对性地采取降噪措施 。 1 制氧区域的管廊噪声 大型钢铁厂制氧区域的主要噪声源通常有管廊、 压缩机车间、 空分塔等。压缩机车间内通常有系列压 缩机 ,压缩机的排气管道与管廊中对应的输送气体管 道相连。管廊由多根不同介质的压送气体管道组成, 管廊的噪声主要受各管道辐射噪声的影响和压送车 间辐射噪声的影响。 管道辐射噪声的强度和气流的流速 、 阀门弯管的 分布、 管道系统的材质等有关 [ 1- 2] 。在管内介质流速 相同的情况下, 管径越大 ,辐管道射的声功率级越高。 2 管廊管道噪声的测量 管廊通常由多根具有不同流速介质、不同压力、 不同管径的管道组成, 不同管道的辐射噪声贡献不 同,且多根管道之间及地面之间形成混响场区域, 因 此在管廊布置若干测点采用声级计直接测量管廊噪 声,仅能得到管廊处整体的噪声情况, 而无法对各管 道的贡献进行区分 。声强法在混响声较强的环境下 难以进行噪声源的辨别, 得到可靠的测量结果 。为对 管道辐射的噪声进行有效测量 ,可采用一小型围封结 构屏蔽其他噪声源的影响 ,仅让待测噪声源的噪声辐 射至该围封结构内 。为能对管廊中各管道进行噪声 测量, 排除其他管道噪声的影响, 可采用便携式隔声 消声管进行测量。隔声 消声管一端开口, 另一端为 底部, 开口端有弹性连接段 ,可与不同口径的管道匹 配,底部中央开有小孔 , 用于放置传声器, 隔声 消声 管的壁面和底部采用铝板和阻尼材料组成的轻质多 层隔声结构, 内壁铺设适当的吸声材料 。测量时隔 声 消声管的开口端与管道间弹性连接并密封, 传声 器自底部的小孔放入隔声 消声管中部进行测量, 见 图1。隔声 消声管的隔声性能由其插入损失表示,即 在某一固定测点无隔声 消声管时和被隔声 消声管 围封时的声压级差 , 见图 2。结果表明 ,隔声 消声管 在125Hz以上隔声量在10 dB以上, 250 Hz以上频率隔 声量超过20 dB, 在中高频范围隔声量超过30 dB, 可 以达到抑制其它噪声影响的目的,进行有效的管道噪 声现场测量 。 某大型钢铁厂制氧区域的管廊有多根大口径管 道位于距离地面2 m左右的框架上, 分别为低压氧气 管、 低压氮气管 、 中压氮气管、高压氧气管 。为了解管 廊各管道的噪声辐射情况, 从距离管廊端头10 m开 始,约每20 m进行一次断面测量 ,每断面包含距离各 管道20 cm的近场测点, 和 1 个管网中部距离地面 1. 2 m高的测点 ,见图3 和图 4。管道近场测点的噪声 测量采用隔声 消声管进行 。距离管道80 m和180 m 68 环 境 工 程 2008年 8 月第26 卷第4 期 图 1 采用隔声 消声管法进行管道噪声的测量 图2 隔声 消声管的隔声性能 插入损失 1低压氧气管 1; 2低压氮气管; 3中压氮气管; 4高压氧气管; 5低压氧气管 2; 6支管网 1; 7支管网 2。 图 3 管廊管道测点布置 1低压氧气管 1; 2低压氮气管 140 mm ; 3中压氮气管 50 mm ; 4高压氧气管 40 mm ; 5低压氧气管 105 mm 。 图 4 管廊管道噪声测量测点截面示意 处为支管网。 3 管廊噪声的特性 图5 ～ 图 7 分别为某大型钢铁厂制氧区域管廊 得到的各管道近场噪声辐射特性和管廊中部测点 A 计权噪声级随管道长度的变化图、各管道不同距离处 的噪声频谱特性 、 不同距离下管道辐射噪声频谱的特 性比较。 图5 各管道沿长度方向的A 计权噪声级 结果表明, 管道中的阀门 、 弯道 、 支管网等部件对 管道整体辐射噪声级影响很大 ,因此沿着管道长度方 向噪声级并不是不变的 。压送管道的辐射噪声级较 高,基本在80 dB以上 , 噪声级最高处超过100 dB, 接 近105 dB,但不同管道辐射噪声级范围有所不同。相 对而言 ,由于管内流体压降较大, 低压氧气管的辐射 噪声级较其它管道高 5～ 10 dB。 不同距离处各管道噪声的贡献有所不同。低压 氧气管噪声通常比高压氧气管噪声高 10～ 20 dB, 比 中压氮气管高 5～ 15 dB ,因此管廊噪声基本以低压氧 气管的噪声为主 ,低压氮气管略有影响 , 而高压氧气 管和中压氮气管基本无影响 。距离管端 80 ～ 90 m 处,高压氧压机有管道与高压氧气管连接 ,并连接到 支管网,因此在该处管廊噪声以高压氧气管和低压氧 气管噪声为主。因此对管道采取的降噪措施应根据 不同段各管道的贡献确定。管道辐射噪声的降低通 常采用管道包扎结构 ,管道包扎结构的降噪效果和外 层隔声层的材质和厚度、内层吸声层的厚度 、 密度等 相关 ,对管廊管道噪声的降低应针对性地根据管道辐 射噪声的影响采取相应的隔声包扎结构 。 各管道由于流体压力和流速以及壁面厚度的不 同,通过管道壁面辐射的噪声频谱特性不同 ,但对于 同一管道, 不同距离处的频谱特性基本一致 ,声压级 随距离有所变化。流体压降较大的低压氧气管噪声 以400 ～ 2 000 Hz的中高频噪声为主, 峰值频率为 800 Hz; 低压氮气管 、 中压氮气管、高压氧气管噪声以 1. 6 kHz以下的低频噪声为主 , 无明显的峰值频率, 管 廊中部1. 2 m高处的噪声以 400～ 315 010 Hz的中、高 频为主, 峰值频率为1. 25 kHz。管廊中部1. 2 m高处 噪声计算值是根据各管道辐射特性得到的叠加声压 级,在中低频段与实测值吻合良好 ,在高频段有 10～ 20 dB的差异,表明管廊总噪声在1 kHz以下以管道辐 射噪声为主, 1 kHz以上为其它噪声源的影响。管廊 的降噪措施中除了对各管道采取针对性措施外还应 69 环 境 工 程 2008年 8 月第26 卷第4 期 图6 同一管道在不同距离处的噪声频谱特性 1低压氧气管 1; 2中压氮气管; 3高压氧气管; 4管廊中部 1. 2m高。 图7 相同距离处各管道的噪声频谱特性比较 对相关噪声源进行有效治理。 上述分析表明, 采用消声 隔声管可以对受其他 噪声源影响的管廊管道辐射噪声进行有效测量和噪 声源辨别 ,并可据此提出针对性的降噪措施。 4 结论 对某大型钢铁厂制氧区域管廊噪声的测量结果 表明, 提出的隔声 消声管测量法可以有效地抑制其 他噪声源的影响 ,对管廊管道辐射噪声进行有效的现 场测量和噪声源辨别 ,并据此可提出针对性的管道噪 声降噪措施。实际管廊管道测量结果表明,沿着管道 长度方向受阀门 、 弯道、 支管网等的影响 ,噪声级是变 化的。压送管道的辐射噪声级较高, 基本在80 dB以 上,噪声级最高处超过100 dB , 但不同类型管道辐射 噪声级范围有所不同 。不同距离处各管道噪声的贡 献有所不同,对管廊管道噪声的降低应针对性地根据 管道辐射噪声的影响贡献采取相应的隔声包扎结构。 不同介质管道由于流体压力和流速以及壁面厚度的 不同, 通过管道壁面辐射的噪声频谱特性不同, 但对 于同一管道 ,不同距离处的频谱特性基本一致, 声压 级随距离有所变化。 参考文献 [ 1] Kanapathipillai S, Byrne K P . Effects of a porous jacket on sound radiated from a pipe . Journal of the Acoustical Society of America, 1996,100 2 882 -888 [ 2] Smith T.Pipe laggingan effective of noise control. Applied Acoustics, 1980, 13 15 393 -404 作者通信处 俞悟周 200092 上海市四平路 同济大学声学研究所 电话 021 65982313 2007- 11-26 收稿 70 环 境 工 程 2008年 8 月第26 卷第4 期 Abstract Combining with the existing smelting conditions, it was carried out that checks on relevant parameters of the primary dedusting systems for the converters of Panzhihua Iron and Steel Group Company; it was also analyzed the existing problems of the systems according to the parameters of the original design.The measures for improving the dedusting systems were proposed and implemented, after which the dedusting systems could meet the demands on treating pollution. Keywords converter dedust flue gas venturi tube throat THE CHARACTERISTICS AND MEASUREMENT OF NOISE FROM PIPELINE OF PIPE GALLE - RY OXYGEN AREAS IN LARGE IRON AND STEEL PLANTS Yu Wuzhou Zeng Huaxiu Li Minna et al 68 Abstract Portable sound insulation noise -abatement tube is presented to make efficient pipe noise measurement and identification of pipelines of pipe gallery in oxygen area for a large iron steel plant, and the characteristics of pipe noise are analyzed. The results show that this is effective and reliable. What s more, pipe noise changes along pipe length due to the effect of valves and bendings, and different pipes emit noise with different levels and spectral characteristics.It is suggested in this paper that proper pipe lagging structures should be applied to pipe gallery with different pipelines according to their noise contributions. Keywords noise measurement pipe noise IMPROVEMENT ON DECOLORIZATION PROCESS OF ACTIVATED CHAR Zhang Mengcun 71 Abstract According to the problems of the traditional decolorization process of activated char, their causes were analyzed and a feeder of venturi tube was developed, which fundamentally solved the pollution of adding activated charcoal, the bump and the fusion speed. The decoloriza - tion time was decreased and the production efficiency was also raised. Keywords activated charcoal decolorization venturi tube feeder PILOT -SCALE TEST ON NITROTOLUENE WASTEWATER TREATMENT WITH MICRO-ELEC - TROLYSIS AND I-BAFYe Zhengfang Wang Zhongyou Mou Jinghai et al 73 Abstract Pilot scale test was made on the treatment of nitrotoluene wastewater by using micro -electrolysis and immobilizedmicroorganism- biological aerated filter I -BAFprocess. The resultsindicate that the process has high efficiency and low cost 0. 23 Yuan t wastewaterandit al - so has characteristics of steady running and powerful resistance to impact load. When total hydraulic retention time is 28 h, the removal rates of ni- trotoluene MNT, DNT and TNT, aniline and COD are 99, 85. 1 and 72. 8, respectively. Keywords immobilizedmicroorganisms biological aerated filter micro -electrolysis nitrotoluene wastewater CHARACTERISTICSTUDYONNEWBIOREACTORSHORT-RANGENITRIFICATION - DENITRIFICATIONSong Yinghao Yang Shasha Zhao Zongsheng et al 76 Abstract Some studies on nitrite accumulation in nitrification process by using air lift reactorwere pered. Treatment effect of combined processof nitrification-denitrification was also studied by combining air lift reactor with upflow sludge bed after it had been operating for six months. The results show that when concentration of influent ammonia was more than 98 mg L andfree ammonia reached 1. 07 mg L, concentra - tion of effluent nitrite started to rise and over 50of nitritation rate NO - 2-N NO - X-N could be achieved. Whenammonia sludge loading was close to 0. 53 kg kgd, ammonia removal rate was quite high and nitritation rate wasmaximum. But when sludge loading reached0. 85 kg kgd, ammonia removal rate fell. There was obvious particulate sludge in upflow sludge bed reactor. Treatment effect of ultimate effluent turned good ob - viously when carbon source was enough. Keywords air lift reactor short-range nitrification-denitrification upflow sludge bed reactor particulate sludge TREATMENT PROCESS OF OILY WASTEWATER DURING ROLLING PROCESS Wang Jiang Li Zhengyao Han Jingtao 79 Abstract The process of demulsification-floeculation-activated carbon adsorption is used in the treatment of the oily wastewater from a roll - ing mill. During the treatment, W25 is used as demulsifier and PAC as floeculant, then the water is filtered by activated carbon, whose effluent can reach the second -order emission standard. Keywords demulsifier wastewater treatment physicochemical s INNOVATION OF TREATMENT PROCESS OF WASTEWATER CONTAINING FLUORINE Zou Donglei Yang Zhongping Yuan Wenshuang et al 81 Abstract A complete set of wastewater treatment process is proposed according to the fact that there is a lower pH and a higher F-in the wastewater from the process of washing sand by hydrofluoric acid. The treatment process features simple operation and stable running, therefore, the efflunet still can meet the emission standard when the fluorine content of the influent is 1 560 mg L, and the removal rate of F is over 99. Keywords chemical precipitation wastewater containing fluoride technological innovation 5 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 26, No. 4,August, 2008