火力發電廠冷卻塔噪聲研究

隨著電能需求量的增加，電廠建設越來越大型化，滿足了日漸增長的用電需求。冷卻塔噪聲伴隨冷卻塔運行產生，一直以來，電廠設計及運行人員只關注冷卻塔冷卻能力，對冷卻塔噪聲關注較少。這是由于電廠一般位于遠離人口居住區的偏遠郊區，產生的噪聲對周邊環境影響較小，并且關于冷卻塔噪聲沒有明確的設計規范，但隨著人們對生活質量要求的提高以及日益嚴格的環保要求，冷卻塔噪聲問題已成為人們關注的焦點。

　　燃煤火力發電廠作為大型工業企業,運轉設備眾多,其聲環境影響較為嚴重。自然通風冷卻塔作為火電廠的重要組成部分,其噪聲源強高、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、自然通風冷卻塔噪聲的基本狀況

　　（1）自然通風冷卻塔噪聲類型

　　自然通風冷卻塔在正常的工作下會產生淋水噪聲、水泵噪聲、輸水管道和閥門振動噪聲。其中淋水噪聲是自然通風冷卻塔的主要噪聲源，也就是高速下落、大面積連續性的水滴與水面發生了碰撞，另外淋水噪音的產生還可能是因為有噴嘴灑水灑到填料上的聲音，下落水滴互相碰撞的聲音，當然這些對于噪聲產生的影響極小所以完全可以忽略。淋水噪聲會產生兩種噪聲機制：水滴與地面撞擊時輻射出來的尖脈沖擊聲、水滴產生的氣泡體積脈動所輻射出來的噪聲。自然通風冷卻塔的淋水噪聲是屬于高強度、連續性高的噪聲，淋水噪聲的噪音強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冷卻塔所產生的噪聲屬于中高頻噪聲，屬于大環形面聲源，頻率可以達到800赫茲左右。

　　（2）自然通風冷卻塔噪聲特性

　　自然通風冷卻塔產生的噪聲來源相當于暴風雨強度的數十倍，高密度水滴對于地底及鋼板梁柱的大面積且連續的撞擊，所以產生的噪聲聲源具有龐大、等特點高、頻帶寬、傳播距離遠等特性，這也就會對周圍的環境產生影響，噪聲強度遠遠超過規定的標準。

　　另外進風口的面積較大導致了聲源呈現了面聲源的特性，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聲源了。可以這樣說線聲源與面聲源的噪聲衰減遠小于點聲源的衰減，這也就導致了自然冷卻通風塔的噪聲難以治理。此外噪聲的傳播介質是空氣，所以噪聲的傳播速度為340m/s，當然了離噪聲源越遠的地方，受噪聲的影響也就越小。

　　2、自然通風冷卻塔噪聲產生的機理

　　火電廠自然通風冷卻塔噪聲主要有降水噪聲、布水噪聲、空氣對流噪聲等。

　　濕式自然通風冷卻塔所產生的噪聲主要是降水噪聲，即水落到水池中產生的噪聲。填料層處的水滴,在重力作用下,以加速度下落,其勢能轉化為動能。具有一定速度的水滴撞擊集水池水面時,其中一部分動能轉化為聲能,向四周輻射尖銳的高頻噪聲。同時,水滴撞擊集水池水面所產生氣泡的體積脈動,也會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量、水降落高度的增大而增大,并與塔內風速有關,因為向上的氣流使水滴的下落速度減小。

　　冷卻塔噪聲還有噴嘴布水到填料上聲音，進入塔內的空氣對流都會產生噪聲，下落水滴互相碰撞的聲音等，但較之降水噪聲要小得多。另外水溫對噪聲也有影響,因為水溫影響水的表面張力,試驗指出，水池水溫水池水溫每增加10℃,聲壓約減少1dB。

　　從發聲機理上分析,自然通風冷卻塔噪聲的產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、空氣對流噪聲等這些影響極小可以忽略。

　　3、大型電廠自然通風冷卻塔噪聲處理措施

　　（1）從設備方面入手解決

　　我國對于噪音的聲效等是有明確的標準的，GB12348-90《工業企業廠界噪聲標準》中規定在工業區，晝間噪音分貝可達65dB（A）、而夜間可達55dB（A），在居民住宅區，晝間噪音分貝可達60dB（A）、而夜間可達50dB（A）。根據噪聲的產生、特性以及傳播方式，可以將噪聲的治理化為三個環節：聲源治理防止噪音產生、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確定的地點進行噪音的測試，近場測試、廠界處噪聲測試和居民住宅處噪聲測試，根據測試結果治理噪音。治理的過程中要從聲源治理噪聲，最重要的一點就是要從設備入手，只有從噪聲產生的地方治理才能最大程度減少噪聲的產生。首先是材料的選擇，要選擇材質耐用的，抗沖擊的材料。一定要確保的是所選擇的材料不可以產生共振，否則會大大影響降低噪音的效果。

　　另外在地底也要鋪設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化為熱能，這不僅可以減小噪聲還能儲備熱能。對于吸聲材料的要求是非常嚴格的，要進行綜合考慮。吸聲材料必須具備其他材料的所具備的特點，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，不會損害人的健康。多孔吸聲材料與離心棉是不錯的選擇。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，避免下落的水珠對水面有直接的撞擊，實現了降低噪音的目的。該裝置由漂浮式支撐架和消聲器兩部分組成的。另外還應該從設備的結構入手，要保證設備的結構合理，保證消音性能長期不變，不能堆積造成堵塞，安裝要簡便，運行要可靠。

　　（2）從其他方面入手解決

　　結合一下《工業循環冷卻水冷卻設計規范》（GB/T50102-2003）的要求：自然通風冷卻塔的進風口要與其他建筑保持一定的距離，凈距離不應該小于塔的進風口的兩倍高。因此，自然通風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之間所設的障板，它通常是針對某一特定聲源和區域設計的。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，在某個特定的位置上產生了聲壓之差。噪聲源在遇到聲屏障是會有三種路徑傳播：從兩端與兩側繞射到達受聲點；還有一部分直接穿過了聲屏障；另外一部分則會發生反射。另外聲屏障的設立要根據屏障本身的高度、位置等因素，除了這些因素還需將聲屏障對于自然通風冷卻塔的影響考慮進去。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冷卻塔周圍做相應的工作來降低噪聲，當然也可以在居民住宅區附近設立綠化帶進行隔音，在綠化帶上種植高矮相間的灌木與落葉樹木，據調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離工廠很近這種方法產生的效果就是微乎其微的了，但是距離較遠的居民住宅區就會對降低噪音有一定的幫助。

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