雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔噪聲自然衰減特性及治理效果分析

王烈

摘要：本文主要以某一電廠所運(yùn)行的大型雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔為例，介紹其噪聲衰減特性以及控制措施防止效果。

關(guān)鍵詞：冷卻塔；噪聲特性；中心頻率；防治措施；治理效果

1 引言

火力發(fā)電廠的建設(shè)選址，一般建設(shè)于較遠(yuǎn)的空闊城鄉(xiāng)郊區(qū)。近年來，隨著人民群眾生活水平的提高的逐步提高以及環(huán)保意識(shí)的逐步增強(qiáng)，對(duì)生活周邊的環(huán)境質(zhì)量要求越來越高。雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔作為火力發(fā)電廠閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的主要設(shè)備，其設(shè)備本身產(chǎn)生的噪聲嚴(yán)重影響周邊環(huán)境，是主要聲污染源之一[1]?；鹆Πl(fā)電廠周邊的城鄉(xiāng)居民針對(duì)冷卻塔淋水噪聲影響也越來越重視，妥善處理冷卻塔淋水噪聲已逐步成為全社會(huì)的共識(shí)，相關(guān)職能部門已把火力發(fā)電廠自然通風(fēng)冷卻塔的淋水噪聲列為必須進(jìn)行治理的環(huán)保對(duì)象之一。

某一火力發(fā)電廠建設(shè)兩臺(tái)300MW級(jí)（2×350MW）燃煤供熱機(jī)組，2座自然通風(fēng)冷卻塔平行于南廠界布置，且緊鄰南廠界，距廠界最近距離約17米。南廠界東部外側(cè)有村莊即敏感點(diǎn)，村莊緊鄰南廠界，距南廠界最近距離約40m。冷卻塔距長路村最近距離約120m。

2 冷卻塔噪聲源分析

2.1自然通風(fēng)冷卻塔的噪聲主要是自由下落的水流沖擊水面產(chǎn)生的淋水噪聲（即水落到集水池時(shí)產(chǎn)生的聲音），同時(shí)水滴在回收池、淋水板和支柱等表面沖擊也產(chǎn)生沖擊噪聲。噪聲通過冷卻塔下部的進(jìn)風(fēng)口傳出。整個(gè)過程是高處的冷卻水在重力的作用下將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，當(dāng)下落到與集水池里的水撞擊時(shí)，其中一部分動(dòng)能便轉(zhuǎn)化為聲能進(jìn)行傳播。聲能的大小與淋水密度、水的降落高度成正比，也與塔內(nèi)的通風(fēng)速度有關(guān)，因?yàn)橄蛏系臍饬鲿?huì)減小水滴的降落速度。冷卻塔水落聲的頻譜特性與冷卻塔集水池的水深有關(guān)，水池水越深，水落聲的低頻成分越強(qiáng)，噪聲傳得越遠(yuǎn)。

2.2自然通風(fēng)冷卻塔的噪聲還包括噴嘴灑水到填料上的噪聲和下落的水滴互相碰撞的聲音等，但這都不是主要的噪聲源，均較淋水噪聲小得多。

2.3 其它噪聲源

冷卻塔的其他噪聲還有空氣進(jìn)入冷卻塔進(jìn)行對(duì)流時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)聲，這不是自然通風(fēng)冷卻塔的主要噪聲源，聲壓級(jí)較小。

以上自然通風(fēng)冷卻塔各部位產(chǎn)生的各種噪聲，絕大部分是從冷卻塔進(jìn)風(fēng)口向外傳播，從出口傳出的噪聲級(jí)很小，經(jīng)自然衰減現(xiàn)象，可忽略。試驗(yàn)證明，所有的大型自然通風(fēng)冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口處的噪聲均接近84～85dBA，頻率范圍為500—8000HZ，是顯著的噪聲源。

3 冷卻塔噪聲自然衰減特性

為調(diào)研自然通風(fēng)冷卻塔噪聲自然衰減特性，針對(duì)該火力發(fā)電廠的冷卻塔噪聲進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，測(cè)點(diǎn)布置為：距冷卻塔水池邊緣1m、高度為1.5m為起點(diǎn)，每10米間距處布置一測(cè)試點(diǎn)，共布置10個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行冷卻塔單獨(dú)運(yùn)行時(shí)噪聲測(cè)試（見圖3-1），測(cè)試數(shù)據(jù)詳見下表：

從以上實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)表中可知，冷卻塔噪聲頻率范圍為500—8000HZ，峰值頻率為4000HZ，LAeq值高達(dá)84dB（A）。前10m自然衰減值較大，共衰減8 dB（A）；從10m位置開始，每增加10m噪聲自然衰減值幾乎為1 dB（A）。其緣由為：在某同一空間環(huán)境狀態(tài)下，聲音傳播的距離越遠(yuǎn)，其頻譜傳播特性越接近于穩(wěn)性狀態(tài)，穿透力更強(qiáng)，衰減的可能性更小。

4噪聲治理措施

針對(duì)該冷卻塔的實(shí)際情況，所采取的治理措施為：（1）沿東側(cè)冷卻塔東南側(cè)、南側(cè)圓周方向設(shè)置LC-I型通風(fēng)消聲裝置，包絡(luò)范圍為150度。（2）沿西側(cè)冷卻塔東南側(cè)、南側(cè)圓周方向設(shè)置LC-I型通風(fēng)消聲裝置，包絡(luò)范圍為120度。消聲裝置高度為9米，消聲量不小于20dB（A）。

為保證極限溫冷卻塔的工作效率，消聲片設(shè)計(jì)成易于拆卸式和角度可調(diào)式，導(dǎo)流尖為弧形，吸聲隔聲頂板為可拆卸性（如圖所示）。

5治理效果實(shí)測(cè)與評(píng)價(jià)

針對(duì)冷卻塔進(jìn)行安裝消聲裝置的治理措施后，經(jīng)于消聲裝置內(nèi)外側(cè)布置測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)測(cè)可知，冷卻塔的噪聲可得到較大的改善。消聲裝置的降噪量見下表：

通過聲學(xué)理論計(jì)算、計(jì)算機(jī)聲學(xué)軟件模擬、工程經(jīng)驗(yàn)修正，冷卻塔噪聲治理前、后影響預(yù)測(cè)分析結(jié)果見下圖：

圖5-1 1.5m高度冷卻塔噪聲治理前、后影響預(yù)測(cè)分布圖

6結(jié)論

經(jīng)過以上針對(duì)冷卻塔噪聲的衰減特性及治理措施效果分析可知：（1）火力發(fā)電廠的選址建設(shè)需遠(yuǎn)離城鄉(xiāng)和村莊生活區(qū)域，距離越遠(yuǎn)產(chǎn)生的噪聲影響即越??；（2）可采取相應(yīng)的消聲通風(fēng)裝置進(jìn)行冷卻塔噪聲降噪處理。可根據(jù)工程的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的消聲通風(fēng)裝置進(jìn)行降噪處理。

參考文獻(xiàn)：

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