火力發(fā)電廠冷卻塔噪聲研究

隨著電能需求量的增加，電廠建設(shè)越來越大型化，滿足了日漸增長的用電需求。冷卻塔噪聲伴隨冷卻塔運(yùn)行產(chǎn)生，一直以來，電廠設(shè)計(jì)及運(yùn)行人員只關(guān)注冷卻塔冷卻能力，對(duì)冷卻塔噪聲關(guān)注較少。這是由于電廠一般位于遠(yuǎn)離人口居住區(qū)的偏遠(yuǎn)郊區(qū)，產(chǎn)生的噪聲對(duì)周邊環(huán)境影響較小，并且關(guān)于冷卻塔噪聲沒有明確的設(shè)計(jì)規(guī)范，但隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的提高以及日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，冷卻塔噪聲問題已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　燃煤火力發(fā)電廠作為大型工業(yè)企業(yè),運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備眾多,其聲環(huán)境影響較為嚴(yán)重。自然通風(fēng)冷卻塔作為火電廠的重要組成部分,其噪聲源強(qiáng)高、分布廣、頻帶寬,且往往布置于電廠廠界附近,是影響火電廠廠界噪聲的主要因素。

　　1、自然通風(fēng)冷卻塔噪聲的基本狀況

　　（1）自然通風(fēng)冷卻塔噪聲類型

　　自然通風(fēng)冷卻塔在正常的工作下會(huì)產(chǎn)生淋水噪聲、水泵噪聲、輸水管道和閥門振動(dòng)噪聲。其中淋水噪聲是自然通風(fēng)冷卻塔的主要噪聲源，也就是高速下落、大面積連續(xù)性的水滴與水面發(fā)生了碰撞，另外淋水噪音的產(chǎn)生還可能是因?yàn)橛袊娮鞛⑺疄⒌教盍仙系穆曇簦侣渌位ハ嗯鲎驳穆曇簦?dāng)然這些對(duì)于噪聲產(chǎn)生的影響極小所以完全可以忽略。淋水噪聲會(huì)產(chǎn)生兩種噪聲機(jī)制：水滴與地面撞擊時(shí)輻射出來的尖脈沖擊聲、水滴產(chǎn)生的氣泡體積脈動(dòng)所輻射出來的噪聲。自然通風(fēng)冷卻塔的淋水噪聲是屬于高強(qiáng)度、連續(xù)性高的噪聲，淋水噪聲的噪音強(qiáng)度幾乎可以說是晝夜無變化。若按照聲音的頻率分類那么自然通風(fēng)冷卻塔所產(chǎn)生的噪聲屬于中高頻噪聲，屬于大環(huán)形面聲源，頻率可以達(dá)到800赫茲左右。

　　（2）自然通風(fēng)冷卻塔噪聲特性

　　自然通風(fēng)冷卻塔產(chǎn)生的噪聲來源相當(dāng)于暴風(fēng)雨強(qiáng)度的數(shù)十倍，高密度水滴對(duì)于地底及鋼板梁柱的大面積且連續(xù)的撞擊，所以產(chǎn)生的噪聲聲源具有龐大、等特點(diǎn)高、頻帶寬、傳播距離遠(yuǎn)等特性，這也就會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生影響，噪聲強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

　　另外進(jìn)風(fēng)口的面積較大導(dǎo)致了聲源呈現(xiàn)了面聲源的特性，靠近面聲源的地方衰減值較小，隨著傳播距離的加大面聲源就可以看作是線聲源，隨著距離的再次加大，線聲源就可以看作是點(diǎn)聲源了。可以這樣說線聲源與面聲源的噪聲衰減遠(yuǎn)小于點(diǎn)聲源的衰減，這也就導(dǎo)致了自然冷卻通風(fēng)塔的噪聲難以治理。此外噪聲的傳播介質(zhì)是空氣，所以噪聲的傳播速度為340m/s，當(dāng)然了離噪聲源越遠(yuǎn)的地方，受噪聲的影響也就越小。

　　2、自然通風(fēng)冷卻塔噪聲產(chǎn)生的機(jī)理

　　火電廠自然通風(fēng)冷卻塔噪聲主要有降水噪聲、布水噪聲、空氣對(duì)流噪聲等。

　　濕式自然通風(fēng)冷卻塔所產(chǎn)生的噪聲主要是降水噪聲，即水落到水池中產(chǎn)生的噪聲。填料層處的水滴,在重力作用下,以加速度下落,其勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。具有一定速度的水滴撞擊集水池水面時(shí),其中一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為聲能,向四周輻射尖銳的高頻噪聲。同時(shí),水滴撞擊集水池水面所產(chǎn)生氣泡的體積脈動(dòng),也會(huì)輻射比較尖銳的噪聲。降水噪聲隨著淋水量、淋水密度以及水滴質(zhì)量、水降落高度的增大而增大,并與塔內(nèi)風(fēng)速有關(guān),因?yàn)橄蛏系臍饬魇顾蔚南侣渌俣葴p小。

　　冷卻塔噪聲還有噴嘴布水到填料上聲音，進(jìn)入塔內(nèi)的空氣對(duì)流都會(huì)產(chǎn)生噪聲，下落水滴互相碰撞的聲音等，但較之降水噪聲要小得多。另外水溫對(duì)噪聲也有影響,因?yàn)樗疁赜绊懰谋砻鎻埩?試驗(yàn)指出，水池水溫水池水溫每增加10℃,聲壓約減少1dB。

　　從發(fā)聲機(jī)理上分析,自然通風(fēng)冷卻塔噪聲的產(chǎn)生主要是由于高速下落的水滴擊打水面引起的，其他噴嘴布水到填料上的聲音、下落水滴互相碰撞的聲音、空氣對(duì)流噪聲等這些影響極小可以忽略。

　　3、大型電廠自然通風(fēng)冷卻塔噪聲處理措施

　　（1）從設(shè)備方面入手解決

　　我國對(duì)于噪音的聲效等是有明確的標(biāo)準(zhǔn)的，GB12348-90《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定在工業(yè)區(qū)，晝間噪音分貝可達(dá)65dB（A）、而夜間可達(dá)55dB（A），在居民住宅區(qū)，晝間噪音分貝可達(dá)60dB（A）、而夜間可達(dá)50dB（A）。根據(jù)噪聲的產(chǎn)生、特性以及傳播方式，可以將噪聲的治理化為三個(gè)環(huán)節(jié)：聲源治理防止噪音產(chǎn)生、最大程度阻斷噪聲的傳播、傳播的過程中削弱噪聲。在治理噪聲之前要在幾個(gè)確定的地點(diǎn)進(jìn)行噪音的測試，近場測試、廠界處噪聲測試和居民住宅處噪聲測試，根據(jù)測試結(jié)果治理噪音。治理的過程中要從聲源治理噪聲，最重要的一點(diǎn)就是要從設(shè)備入手，只有從噪聲產(chǎn)生的地方治理才能最大程度減少噪聲的產(chǎn)生。首先是材料的選擇，要選擇材質(zhì)耐用的，抗沖擊的材料。一定要確保的是所選擇的材料不可以產(chǎn)生共振，否則會(huì)大大影響降低噪音的效果。

　　另外在地底也要鋪設(shè)一些緩沖材料如泡沫塑料物、聚氨酷泡沫塑料，緩沖材料可以用來減小高速下降的水滴與地底的撞擊聲。不只要有緩沖材料還要有吸聲的材料，可以將噪聲吸收并且轉(zhuǎn)化為熱能，這不僅可以減小噪聲還能儲(chǔ)備熱能。對(duì)于吸聲材料的要求是非常嚴(yán)格的，要進(jìn)行綜合考慮。吸聲材料必須具備其他材料的所具備的特點(diǎn)，而且吸聲材料一定要滿足防火、防水、防潮、防蛀等要求，還要確保是無毒害的，不會(huì)損害人的健康。多孔吸聲材料與離心棉是不錯(cuò)的選擇。在冷卻塔水面上也是可以安裝落水消能降噪器的，此裝置降低噪聲的原理是消除聲源形成的條件，避免下落的水珠對(duì)水面有直接的撞擊，實(shí)現(xiàn)了降低噪音的目的。該裝置由漂浮式支撐架和消聲器兩部分組成的。另外還應(yīng)該從設(shè)備的結(jié)構(gòu)入手，要保證設(shè)備的結(jié)構(gòu)合理，保證消音性能長期不變，不能堆積造成堵塞，安裝要簡便，運(yùn)行要可靠。

　　（2）從其他方面入手解決

　　結(jié)合一下《工業(yè)循環(huán)冷卻水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50102-2003）的要求：自然通風(fēng)冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口要與其他建筑保持一定的距離，凈距離不應(yīng)該小于塔的進(jìn)風(fēng)口的兩倍高。因此，自然通風(fēng)冷卻塔周圍的降噪措施也是可以采用聲屏障。

　　聲屏障是一種專門在噪聲源和受聲點(diǎn)之間所設(shè)的障板，它通常是針對(duì)某一特定聲源和區(qū)域設(shè)計(jì)的。這種方法的降噪效果是在保持噪聲源、地形地貌以及氣候條件不變的情況下，在某個(gè)特定的位置上產(chǎn)生了聲壓之差。噪聲源在遇到聲屏障是會(huì)有三種路徑傳播：從兩端與兩側(cè)繞射到達(dá)受聲點(diǎn)；還有一部分直接穿過了聲屏障；另外一部分則會(huì)發(fā)生反射。另外聲屏障的設(shè)立要根據(jù)屏障本身的高度、位置等因素，除了這些因素還需將聲屏障對(duì)于自然通風(fēng)冷卻塔的影響考慮進(jìn)去。聲屏障采用的是鋼筋混凝土立柱，主立柱采用熱軋H形鋼，在H形鋼立柱上部安裝金屬吸隔聲板，該聲板的主要材料為：無堿玻璃絲布和離心玻璃棉。

　　以上的方法是在自然通風(fēng)冷卻塔周圍做相應(yīng)的工作來降低噪聲，當(dāng)然也可以在居民住宅區(qū)附近設(shè)立綠化帶進(jìn)行隔音，在綠化帶上種植高矮相間的灌木與落葉樹木，據(jù)調(diào)查每十米的綠化帶都可以降低噪音1-2dB（A），若是有較高的土坡，便可在土坡上種植綠化帶，可以降低噪音3-4dB（A）。但是如果居民住宅區(qū)離工廠很近這種方法產(chǎn)生的效果就是微乎其微的了，但是距離較遠(yuǎn)的居民住宅區(qū)就會(huì)對(duì)降低噪音有一定的幫助。

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