自然通風(fēng)冷卻塔噪聲治理技術(shù)

1、文章編號(hào):1006-1355(2009S1-0047-03自然通風(fēng)冷卻塔噪聲治理技術(shù)徐志清1,王華偉1 ,孫遠(yuǎn)濤1(1.國電科學(xué)技術(shù)研究院,南京 210031摘 要:針對(duì)電廠自然通風(fēng)冷卻塔的噪聲污染問題進(jìn)行調(diào)查和分析,結(jié)合國內(nèi)外冷卻塔噪聲治理技術(shù)及治理的范例進(jìn)行方案探討,主要針對(duì)通風(fēng)消聲片法和隔聲屏障法的具體運(yùn)用進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞:聲學(xué);冷卻塔;噪聲;治理中圖分類號(hào):TB535文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:BBlower power plant noise control technology and its applicationXu zhi-qing1,Wang hua-wei1,sun yuan-tao1(

2、1. State Power Science and Technology Research Institute, Nanjing 210031, ChinaAbstract: Natural ventilation for cooling tower power plant noise pollution investigation and analysis of cooling tower at home and abroad and noise control technology and management to explore an example of the program,

3、the main silencer for ventilation and noise barriers chip the concrete application of law analysis.Key words: acoustics;cooling tower; noise; control電廠在運(yùn)營期間運(yùn)行期噪聲主要包括廠房噪聲、冷卻塔噪聲、運(yùn)煤系統(tǒng)噪聲(列車噪聲、翻煤機(jī)噪聲等。在此,我們重點(diǎn)對(duì)冷卻塔噪聲進(jìn)行分析。為了解冷卻塔噪聲源特性,采用噪聲源的類比調(diào)查,以荊門電廠配備兩臺(tái)600MW機(jī)組和兩臺(tái)直徑120m的水冷雙曲冷卻塔根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,冷卻塔的落水噪聲頻譜分析見表1,噪聲值隨距離衰減

4、見表2。表1 冷卻塔噪聲頻譜分析收稿日期:2009-4-16作者簡(jiǎn)介:徐志清(1966 -,男,江蘇張家港人,高級(jí)工程師,目前從事電力環(huán)境保護(hù)與研究。Email:xuzhiqing表2: 冷卻塔噪聲隨距離衰減情況根據(jù)荊門電廠的冷卻塔噪聲特性分析結(jié)果,水冷雙曲冷卻塔的落水噪聲的頻率特性以中、高頻為主,隨距離衰減趨勢(shì)明顯,到190m處基本能達(dá)城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB3096-1993中3類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。1 冷卻塔淋水噪聲治理對(duì)策與技術(shù)可行性分析1.1 落水消聲墊法落水消能技術(shù)是一種用于降低冷卻塔淋水噪聲的裝備技術(shù)。該技術(shù)利用斜面消能降噪原理,在冷卻水直接撞擊水面之前,使落水先在斜面上以無聲擦貼的接觸形

5、式實(shí)現(xiàn)緩沖消能減速的一種過渡降噪裝置;它隔斷了冷卻塔落頻率 Leq(dB備注31.5626360.412562.2 25061.7 50070.5 100073.2 200071.4 400072 800069.7測(cè)量距離20m;測(cè)量高度1.5m;離冷卻塔距離(m Leq(dB20 7850 64.860 64.7100 61.6150 57.9190 53.2 自然通風(fēng)冷卻塔噪聲治理技術(shù)472009年6月噪聲與振動(dòng)控制第S1期水對(duì)水面的直接沖擊,經(jīng)無聲擦貼,粘滯減速、挑流分離、疏散灑落等消能形式的過渡,取得削減落水沖擊噪聲的治理效果,是一種針對(duì)塔內(nèi)聲源源頭的一項(xiàng)治理技術(shù)。從小型試驗(yàn)結(jié)果看,該

6、裝備技術(shù)的落水消能能力可達(dá)15dB。但是由于沒有較大規(guī)模的工程成功實(shí)例,同時(shí)工程放大后的實(shí)際降噪效果仍然無法完全預(yù)見,材質(zhì)的耐久性、設(shè)備工藝參數(shù)的規(guī)范化仍然需要不斷完善。因此采用該技術(shù)實(shí)施荊門發(fā)電廠冷卻塔噪聲治理存在不確定性。1.2建隔聲房屋等建筑物這是一種一舉兩得的方法,即在噪聲源周圍一定距離內(nèi)建筑高大房屋(如庫房,在房屋外使用吸聲材料,但對(duì)于荊門電廠的情況不適合,由于水塔進(jìn)風(fēng)口高,為了防止聲音繞射,建筑物必須比較高大,另外荊門電廠的冷卻塔距離廠界較近,沒有場(chǎng)地條件。1.3使用淋水導(dǎo)流裝置淋水導(dǎo)流片技術(shù)在機(jī)力通風(fēng)塔上有過應(yīng)用,在水滴淋下的路徑上加裝大量纖維片,導(dǎo)引水從纖維上滑落,減少水濺落的

7、噪聲,目前沒有使用在大型冷卻塔的先例。1.4隔聲屏障法在冷卻塔周圍或廠界處局部設(shè)置隔聲屏障可在一定程度和范圍內(nèi)降低冷卻塔噪聲對(duì)受聲點(diǎn)的影響。這種方法在華電揚(yáng)州電廠已有應(yīng)用。華電揚(yáng)州兩臺(tái)6500m2冷卻塔毗鄰廠界,而廠界外隔一條路就是居民房屋,其水塔邊緣的噪聲值和廠界噪聲值與荊門電廠基本相同。國電環(huán)境保護(hù)研究院為該廠設(shè)計(jì)了多種降噪方案,通過經(jīng)濟(jì)性能比較,最終采用的是隔聲吸聲屏障法,共投資100余萬元在水塔的靠近居民區(qū)一側(cè)構(gòu)筑125米長(zhǎng)8米高隔聲屏障,。其治理后的廠界噪聲值達(dá)到工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)II類區(qū)的控制標(biāo)準(zhǔn)。隔聲屏障法的特點(diǎn)是受聲點(diǎn)必須控制在聲屏障影射區(qū)內(nèi),隔聲降噪效果明顯,揚(yáng)州電廠聲屏障

8、的成功就是將受聲點(diǎn)很好的控制在了影射區(qū)內(nèi)。而荊門電廠廠界居民分布不均,居民建筑物以三至四樓為主,使用聲屏障法很難將各受聲點(diǎn)控制在影射區(qū)內(nèi),所以使用聲屏障法存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。從技術(shù)的可靠性、投資的規(guī)模、材料的耐久性、成功實(shí)例的驗(yàn)證等方面看,隔聲屏障技術(shù)相對(duì)成熟。隔聲屏障設(shè)計(jì)中,要充分注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),解決大面積隔聲設(shè)施的抗風(fēng)載問題。1.5通風(fēng)消聲片法在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口安裝通風(fēng)消聲片,通過消聲片的消聲作用,來減少冷卻塔噪聲對(duì)外界的影響。這種方法也有人稱為消聲器法。這種技術(shù)引進(jìn)于德國,在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口周圍的一定設(shè)計(jì)距離設(shè)置一定數(shù)量消聲裝置,從聲學(xué)、空氣動(dòng)力性和結(jié)構(gòu)力學(xué)三方面綜合考慮,其綜合性能較為突出。在國內(nèi)和

9、國外都有成功的先例,但一次性投資大,一般投資均在千萬元以上。降噪量(插入損失可以達(dá)到30dBA,甚至更高。缺點(diǎn)是通風(fēng)量受到影響從而會(huì)略微影響冷卻塔的散熱效果,但準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)可以使影響降低到最小。2 通風(fēng)消聲片法設(shè)計(jì)分析2.1通風(fēng)消聲片設(shè)計(jì)通風(fēng)消聲片是一種既能減少聲音衰減又能允許氣流通過的消聲裝置,它是一種阻性消聲器,是利用氣流管道內(nèi)的不同結(jié)構(gòu)形式的多孔吸聲材料吸收聲能,降低噪聲的消聲裝置。其吸聲性能主要取決于消聲片的片厚,片間距以及片長(zhǎng)。當(dāng)消聲片結(jié)構(gòu)中的吸聲片、風(fēng)速及有效長(zhǎng)度都確定的條件下,消聲片的性能取決于消聲片間的距離,而消聲片的用料及厚度將決定消聲導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的消聲頻率特性,片厚增大,可提高低

10、頻消聲性能,但也會(huì)帶來阻力及體積增大的問題。為了控制廠界噪聲和敏感點(diǎn)噪聲,在冷卻塔朝向廠界及敏感點(diǎn)的方向沿冷卻塔進(jìn)風(fēng)口安裝高12m的消聲導(dǎo)流片,消聲導(dǎo)流片沿冷卻塔進(jìn)風(fēng)口長(zhǎng)約為200m。消聲片阻力系數(shù)降噪前最近廠界點(diǎn)聲壓級(jí)dBA降噪后最近廠界點(diǎn)聲壓級(jí)dBA消聲器降噪量dB換熱量下降率 通風(fēng)量下降率5.834 79 55 24 1.336 % 3.877%2.2采用通風(fēng)消聲片法對(duì)冷卻塔通風(fēng)量及水溫的影響自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔,其散熱原理是:塔外冷空氣進(jìn)入冷卻塔后,吸收熱水蒸發(fā)的熱量以及與熱水接觸的交換的熱量.塔外冷空氣進(jìn)入塔內(nèi),吸收了熱水的蒸發(fā)熱量及接觸熱量以后,自身的溫度增加,濕度變大,密度變小

11、,成為飽和或接近飽和的濕空氣。因此,塔外空氣溫度低,密度大.塔內(nèi)空氣濕度高,密度小,形成了壓差,從而形成了空氣流動(dòng).塔內(nèi)的熱空氣從塔頂排出,塔外的冷空氣由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入冷卻塔,保證了熱水的熱量源源不斷地傳給空氣,散發(fā)到大氣當(dāng)中。由此,可得出冷卻塔的換熱量Q 等于熱水與熱空氣的接觸散熱量Q 1,加上熱水的蒸發(fā)熱Q 2.有: 21Q Q Q += 又, F t Q -=(1 式中,為空氣與水的散熱系數(shù) F 為空氣與水的接觸面積 t 為熱水的表面溫度 為空氣的干球溫度F Q +=("2式中,為水汽化潛熱 "飽和水蒸汽分壓 濕空氣水蒸氣分壓 為散質(zhì)系數(shù)因此,只要塔外空氣濕度比熱水低,或

12、者空氣相對(duì)濕度<100%,冷卻塔均能起到冷卻作用,把熱水的熱量交換給空氣,從而達(dá)到冷卻熱水的作用。2.3荊門電廠通風(fēng)消聲片法降噪數(shù)據(jù)以下為采用通風(fēng)消聲片法治理得出的分析數(shù)據(jù):該設(shè)計(jì)可確保在冷卻塔噪聲影響的范圍里,廠界噪聲控制在GB 12348-1990類標(biāo)準(zhǔn),即(等效聲級(jí)L eq 晝間低于65dBA ,夜間低于55dB(A。對(duì)于夜間的頻繁(如排氣、撞擊突發(fā)噪聲,其峰值不準(zhǔn)超過標(biāo)準(zhǔn)值10db(A,夜間偶然(短促鳴笛聲,其峰值不準(zhǔn)超過標(biāo)準(zhǔn)值15dB(A。冷卻塔臨近廠界外的敏感點(diǎn)執(zhí)行城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB3096-1993類標(biāo)準(zhǔn)。即(等效聲級(jí)L eq 晝間低于65dB(A,夜間低于55dB

13、(A,夜間突發(fā)的噪聲,其峰值不準(zhǔn)超過標(biāo)準(zhǔn)值15dB(A。2.4 通風(fēng)消聲片法設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)(1適宜的消聲裝置阻力系數(shù),在考慮消聲裝置的上限和下限截止頻率以及降噪量滿足冷卻塔要求的前提下,加大整個(gè)消聲裝置的通風(fēng)面積,力爭(zhēng)使消聲器的凈通道面積大于原進(jìn)風(fēng)口面積,使消聲器內(nèi)的風(fēng)速低于原進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速;(2消聲片選用表面光滑空氣摩擦阻力系數(shù)低的護(hù)面材料,最大程度地降低消聲裝置的摩擦阻力損失;(3沿冷卻塔周圍根據(jù)對(duì)廠界點(diǎn)超標(biāo)貢獻(xiàn)程度的不同,從空氣動(dòng)力性能和降低成本考慮,選用不同結(jié)構(gòu)尺寸、空氣動(dòng)力性能的消聲片,降低風(fēng)速,從而進(jìn)一步降低通風(fēng)阻力;(4冷卻塔周圍部分區(qū)域的消聲片設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)式,以滿足冷卻塔在短期高溫條件下需加大通風(fēng)量的需求;(5在進(jìn)風(fēng)消聲片頂部到冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口上沿設(shè)置特殊形狀的導(dǎo)流體,減少進(jìn)風(fēng)渦流,使進(jìn)風(fēng)速度梯度更加平緩,從而降低風(fēng)阻