火電廠設備噪聲監測及降噪研究

王本君， 宋曉東， 崔清潔

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟南 250013)

1 概述

噪聲可能影響人的血管、消化、神經等系統，尤其是聽覺系統，嚴重會造成聽力損傷或噪聲聾。十幾年來，山東電力工程咨詢院有限公司承攬了國內十幾個大中型火力發電廠的工程EPC總承包項目，在設備噪聲控制方面一直是從設計技術要求角度對設備制造廠提出設備噪聲控制要求。在工程竣工前的噪聲監測過程中遇到的設備噪聲超標問題，通過實施降噪技術，也取得了滿意的效果。隨著我院參與國際工程總承包工作的開展，設備噪聲控制引起了更多的關注。2008年至2009年上半年，我院成立了設備噪聲攻關小組，并與國內科研單位開展了技術合作，對國內近期投產的不同型號火電機組進行了現場監測分析，并有針對性地提出了改進措施。本文以300MW火電機組為例，基于現場監測，分析研究和探討了主要設備的噪聲控制問題。

2 研究內容

2.1 電廠基本情況簡介

本次研究針對山東某電廠設備運行噪聲進行現場監測，該電廠裝機規模為4×300 MW亞臨界參數燃煤發電機組。監測期間全部正常運行，機組負荷70%。

2.2 監測內容

對國內建成的某300MW火電廠的設備正常運行時產生的噪聲進行監測，用數據說明設備實際運行產生的噪聲情況。

3 監測依據

監測的主要依據有，《工業企業噪聲測量規范》(GBF 122-88)、《聲學環境噪聲的描述、測量與評價 第1部分：基本參量與評價方法》(GB/T 3222.1-2006/ISO 1996-1∶2003)、《電力行業勞動環境監測技術規范 第3部分：生產性噪聲監測》(DL/T 799.3-2002)、《聲級計電聲性能及測量方法》(GB/T 3875-83)、《風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法》(GB/T 2888-91)、《聲級計檢定規程》(JJG188-2002)等。

4 監測設備與方法

4.1 測試儀器

本次噪聲監測所使用的儀器為聲望公司制造的BSWA-801型噪聲振動分析儀，該儀器精度等級均為1級。符合IEC60651-1979、IEC60804-1985、IEC61260-1995、GB/T3785-1983、GB/T17181-1997和GB/T3241-1998標準的有關要求，符合JJG188-2002《聲級計檢定規程》對測量儀器的要求。且儀器已經過有資質的計量檢測單位的檢驗，并在有效使用期內。

4.2 監測方法

在研究過程中，對國內建成的某300MW火電廠的設備正常運行(機組負荷70%)時的主要噪聲源(表1)進行監測。本次監測過程中，室外監測時，風速小于6米/秒左右。測點位置、數量根據被監測設備大小、外形特征進行設置，原則上監測點水平距被監測外殼1m，受現場條件限制，部分測點距設備水平距離大于1m。各點測量數據為1分鐘等效連續A聲級(Laeq)，同時進行倍頻程頻譜分析。

4.3 監測聲源設備

監測聲源設備見表1。

表1 國內某 300MW火電機組主要噪聲源一覽

4.4 監測結果

設備噪聲監測匯總表見表2。從監測結果可見，大部分所監測設備的噪聲值基本達到我國噪聲控制標準，部分設備超標需治理。其中個別設備超標嚴重，如發電機、密封風機、磨煤機、濕式球磨機、氧化風機。根據不同的設備，應該采取不同的降噪措施。

表2 設備噪聲監測匯總表

5 設備噪聲特性分析及改進措施

5.1 汽輪發電機組噪聲分析及改進措施

根據監測數據，由于已安裝隔聲間，汽輪機附近噪聲達標，但發電機與勵磁機附近噪聲超標。勵磁機端部的滑環運轉過程中產生高頻的噪音，需增加局部隔噪措施，研究表明隔聲間效果較明顯。隔噪措施建議如下：

⑴ 沿產生噪音的設備外輪廓線設置局部隔聲間，隔聲間由鋼框架和隔聲壁板組成；

⑵ 隔聲間壁板及隔聲門的隔聲量必須大于30dBA；

⑶ 隔聲間壁板及隔聲門結構可采用“2mm鋼板+玻璃棉(48kg/m2)+1.5mm穿孔鋼板”，整體厚度不小于150mm。

隔聲間內的散熱問題采用強制通風的辦法解決，具體如下：

①在隔聲間下部設置進風口并配進風消聲器；

②在隔聲間頂部設置排風口，安裝風機及排風消聲器；

③進排風消聲器均采用阻性片式結構，消聲片長1800mm、片厚100mm、片間距200mm；

④消聲片可采用“金屬穿孔板+玻璃棉(48kg/m2)+金屬穿孔板”結構，金屬穿孔板孔徑2-3mm、穿孔率30%，板厚不小于1.5mm；

⑤消聲器通流截面面積根據散熱所需風量多少確定，消聲器內空氣流速控制在8m/s以下；

⑥風機數量、型號根據散熱所需風量確定。

5.2 風機類設備噪聲改進措施

風機類設備中包括送風機、引風機、增壓風機、一次風機、密封風機、氧化風機六種，雖然各種風機型號、外形尺寸不同但其噪聲機理相同，治理措施也基本相同。

5.2.1 送風機

上述測試的送風機周邊個別點最大噪聲超標8dB(A)，考慮采取如下措施處理：

⑴ 對送風機進行封閉式隔聲處理，對目前國內各廠家生產的送風機外設置一層隔聲層。隔聲層由玻璃絲棉(容重48kg/m3)與鋼框架及金屬板組成。框架結構用來支撐金屬板和玻璃絲綿，框架外側用2mm后的鋼板網沿風機外殼敷設，鋼板網與風機外殼的間隙在50mm左右。鋼板網外側敷設玻璃絲綿，厚度100mm。然后按保溫層外護板的敷設方式敷設1.2mm鍍鋅鐵皮或彩鋼板。

⑵ 根據相關測試數據，送風機進風口1m處噪聲一般在100dB(A)以上，在采購風機消聲器時，必須要求供貨廠家在目前國內使用的消聲器的基礎上增加消聲器的設計消聲量，總消聲量必須大于25dB(A)。

⑶ 風機氣流噪聲有一部分通過風管向外輻射，故需對隔聲間外的進排風管道進行隔聲包扎，材料選用1mm厚鍍鋅板和48kg/m3的玻璃絲棉，厚度100mm，敷設方式方法可按管道保溫處理結構。

5.2.2 一次風機

上述測試的一次風機的噪聲超標量在8dB(A)左右，噪聲最大部位為風機進風口附近、風機傳動軸和電動機風扇附近。

進風口的噪聲超標主要是因為進風口的消聲器降噪效果不夠，處理方法與送風機類似。

風機傳動軸附近噪聲超標的原因主要是風機轉速相對較高，其傳動軸上的聯軸器在高速旋轉時產生的噪聲沒有消聲措施。建議在風機采購時要求供貨廠家在聯軸器周圍配備局部隔音罩。

電動機風扇附件的噪聲超標是因為其風扇轉速較高而產生的噪聲沒有消聲措施。建議在采購較高轉速的電動機時要求供貨廠家對風扇的噪聲采取降噪措施。

5.2.3 引風機與增壓風機

上述測試的引風機與增壓風機噪聲超標量均在5dB(A)左右，由于引風機與增壓風進排風口均與其它設備相連故只需對風機本體及進排風管道進行隔聲處理即可，其具體治理措施可參考送風機治理措施。

5.2.4 密封風機

本次監測的密封風機的進風直接來自大氣，風機噪聲的形成于一次風機的相同。但由于密封風機的壓頭較高，其噪聲明顯提高，對它的噪聲治理措施基本與送風機的相同，其入口消聲器的總消聲量必須大于30dB(A)，風機外殼的隔聲玻璃絲綿厚度不小于150mm，其進出口風道(磨煤機進口調節風門之前)的隔聲玻璃絲綿厚度不小100mm。

5.2.5 氧化風機

⑴上述測試的氧化風機的隔音罩外的噪聲超標量10dB(A)，而隔音罩內的噪聲達到107dB(A)，說明現有隔音罩的降噪量只有12dB(A)。

建議在今后的類似工程采購時必須明確要求供貨廠家的隔音罩的降噪量必須達到25 dB(A)以上。

⑵ 對隔聲間外的進、排風管道進行隔聲包扎，隔聲層計權隔聲量一般Rw＞25dB(A)，包扎方法可按管道保溫包扎的結構形式，包扎厚度100mm。材料選用上建議用1.2mm厚鍍鋅板或彩鋼板，中間填充48kg/m3的玻璃棉。

⑶ 隔聲間必須設置通風口，把設備在運行過程中產生的熱量排出。為防止噪聲外泄，通風口處要安裝消聲器。

在隔聲間下部設置進風口并配進風消聲器；在隔聲間頂部設置排風口及排風消聲器；消聲器的降噪量必須在30dB(A)以上。

⑷ 防止固體傳聲，管道不可與墻面、地面進行剛性連接，管道支架、吊架均需加裝隔振器。

5.3 泵類設備噪聲治理

對目前國內生產的大部分泵類設備而言，一般不需要采取特別的降噪措施，對一些高速的泵類如給水泵，采用目前廣泛采取的隔聲罩是一種有效的降噪措施。

5.4 濕式球磨機噪聲治理

磨機的噪聲治理技術主要分為兩大方面：一方面是對其結構改造，例如調整波形襯板的螺旋線性布置、在襯板與外殼之間加厚彈性阻尼減振層、適當降低鋼球尺寸或采用多面體鋼球研磨體等；另一方面是在設備外安裝降噪設備，如筒體外殼加阻尼層、隔聲套、隔聲罩等。

針對目前國內制造的濕式球磨機，建議采取與鋼球磨煤機類似的隔聲間，但所用材料必須是防水性/耐水性的。

6 結語

以上所述監測的某電廠機組負荷為70%，當機組負荷增加時，部分設備噪聲值還會提高，如一次風機、送風機、磨煤機等。根據聲學基本原理，即使聲能量加倍，對同一測點的影響只增加3dB，故理論可以斷定當機組滿負荷運行時，電廠各設備噪聲增加不超過3dB(A)。

上述設備監測部分點位不在設備外一米處，如風機測點，由于基礎高度導致測量距離不是凈距離。由于測點距設備很近，此時設備相對于測點屬于體聲源，設備近場一定范圍內，聲衰減基本等于零。但是，結合以往經驗，這樣的測試值與風機本體外一米處測試值基本相同，差值可忽略不計。

本研究在詳細分析各噪聲源噪聲的產生原因機理的基礎上，對各噪聲源提出了工程或設備降噪措施，尤其對超標設備提出了合理的降噪措施。本文對新建電廠以及老電廠改造具有一定的實際意義。

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