使用Sound PLAN進行熱電廠噪聲預測實例分析

邱剛

(山東電力建設第三工程公司，山東 青島 266100)

使用Sound PLAN進行熱電廠噪聲預測實例分析

邱剛

(山東電力建設第三工程公司，山東 青島 266100)

當前國際國內投標對噪聲要求越來越嚴格，能夠在投標階段準確地估算擬建項目降噪措施工程量顯得尤為重要。投標方在投標階段需要能夠進行噪聲分布模擬，得出噪聲分布情況，并根據噪聲標準對噪聲源進行分析，從而得出噪聲超標原因及治理措施。根據投標項目業主的噪聲要求，使用Sound PLAN軟件進行噪聲模擬，得出了降噪方案。

熱電廠；噪聲模擬；噪聲源；噪聲分布；噪聲治理；應用實例

1 項目概況

某項目機組配置4GT+ 4HRSG + 2ST(4套燃氣輪機+4套余熱鍋爐+2套蒸汽輪機),汽輪機采用海水直流凝汽器。該項目要求廠界處噪聲達到60 dB(A)，燃氣輪機露天布置，所有設備1 m外噪聲保證85 dB(A)。

該項目4套燃氣輪機(以下簡稱燃機)+余熱鍋爐同軸布置，2臺蒸汽輪機布置在4套燃機的中間，機力冷卻塔分別布置成2組，在廠界北側沿廠界布置。廠區供電出線在廠區南側，其他建筑物分散在廠區內布置。

2 項目噪聲源情況

該項目主要噪聲源為機力冷卻塔、循環泵房、汽機汽輪機房、燃機機組、主廠變壓器、空氣壓縮機機房(以下簡稱空壓機房)、天然氣調壓站等。根據相關經驗，噪聲源輸入數值見表1。數據值為相應設備(建筑物)外1 m處測得的數值，為1/ 1倍頻程聲壓級數值，該數據的準確性直接影響預測結果。

表1 主要噪聲源數據 dB

3 模型建立

Sound PLAN軟件可以直接導入項目總圖，在軟件中通過捕捉總圖中相應建筑物的輪廓位置，進而建立各個建筑物的三維模型，如環境建筑、發射聲源建筑及圍墻等。電廠環境建筑包括水工專業的水箱、倉庫、辦公樓等不發射聲源建筑；發射聲源建筑包括汽輪機房、空壓機房、機力冷卻塔、循環水泵房等。環境建筑可以阻擋和吸收噪聲，工業建筑可以發出噪聲，但同樣也可以吸收和阻擋噪聲。建模時要將每個構筑物的尺寸在模型中建立出來，每個構筑物都可能對噪聲分布和傳播產生影響。項目建立模型后效果圖如圖1所示。

圖1 Sound PLAN 軟件中建立的模型三維視圖

建立建筑模型后即對發射源建筑噪聲進行賦值，輸入表1中數據。表1中的數據為1 m外的聲壓級，需要換算為聲源表面的聲功率級再給模型賦值。要根據噪聲源的具體位置進行賦值，盡可能與實際情況相符。每個建筑物的聲源分布情況各有特點，要掌握一個舍小取大的原則，對區域噪聲貢獻大的聲源一定要賦值，不能漏項；對區域噪聲貢獻小的聲源可以忽略。例如，給機力冷卻塔賦值時，其聲源主要在機力冷卻塔的進風口和排風口，賦值時就要將對應的數值賦予機力冷卻塔下部3 m范圍內，以及機力冷卻塔頂部3 m范圍內。其他部位的聲源較小，可以忽略。空壓機房的聲源主要位于空壓機房3 m以下范圍，則只給空壓機房3 m以下賦值。賦值完成后，則建模完成。

4 模擬運算及噪聲地圖分析

啟動運算模塊對模型進行模擬運算。軟件會根據模型里面的設定，自動對廠區及周圍區域每個點的噪聲值進行疊加運算，最后生成噪聲分布圖。模擬生成的噪聲分布圖如圖2所示。

圖2 某項目噪聲分布

5 優化降噪方案

常規的降噪措施主要有以下幾種。

(1)隔聲。利用隔聲材料和隔聲結構阻擋聲能的傳播，使聲源的噪聲滿足限值要求，或在噪聲環境中隔離出相對安靜的場所。在實際項目中，使用聲屏障、隔聲罩等是常見的隔聲措施[1]。

(2)吸聲。聲波通過某種介質或射到某介質表面時，聲能減少或轉換為其他能量的過程。例如，會議室使用吸聲材料降低回聲，在必要時項目控制室裝修時可以采用部分吸聲材料以降低控制室內的噪聲[2]。

(3)消聲器。具有吸聲襯里或特殊形狀的氣流管道，可有效降低氣流中的噪聲。汽車發動機排氣口安裝的排氣筒是最常見的典型消聲器。現場項目中，部分噪聲較大的風機出口可以安裝消聲器。在對廠區聲環境要求特別嚴格時，機力冷卻塔需要安裝進出口消聲器[3]。

該項目招標文件要求廠界噪聲值不超過60 dB(A)，在圖2上可以直接看到超標范圍：圖中粗實線為60 dB(A)分界線。從圖2中可以看出，在機力冷卻塔周圍噪聲超標比較嚴重，局部地區超標可達15 dB(A)，噪聲治理的重點區域為機力冷卻塔區域。其他區域基本滿足廠界噪聲要求。

機力冷卻塔周邊區域的主要聲源是機力冷卻塔、循環泵房、空壓機房等聲源。汽輪機房、主變壓器雖然噪聲也較大，但由于位置靠近廠區中部，對廠區環境噪聲影響較大，而對廠界噪聲影響較小，可以不考慮采取治理措施。在排放標準對廠區聲環境有要求時，所有較大的噪聲源都需要治理。

循環泵房和空壓機房為房屋結構，噪聲超標主要來自于房間內部的設備，因此對于這2個建筑物的噪聲治理主要從提高房間的隔聲上采取措施，減少門窗等的傳聲。廠房的進排風系統噪聲也是重要的噪聲源，安裝消聲器可以降低通風機的噪聲，并將廠房的門窗改為吸隔聲門窗，自然通風改為機械通風，并加裝進排風消聲器。廠房改造后可以降低大約10 dB(A)的噪聲排放[4]。

機力冷卻塔的噪聲源位置比較復雜，主要是上部的排氣噪聲和下部的淋水噪聲。下部淋水噪聲位置較低，可以沿著廠界處安裝隔聲屏障進行隔聲處理。而排氣噪聲位置在12 m的高處，設置聲屏障造價太高，且隔聲效果一般。直接在機力冷卻塔頂部加裝聲屏障，隔聲量大約20 dB(A)，相當于將聲屏障抬高到機力冷卻塔頂部[5]。

采取降噪措施后聲源的噪聲值見表2。

采取治理措施后再次模擬計算生成的噪聲分布圖如圖3所示，圖中60 dB(A)線已經全部落在廠界內，說明采取治理措施后，廠界噪聲基本可以達標。

表2 采取降噪措施后聲源的噪聲 dB

圖3 治理后噪聲分布地圖

6 結論

通過上述分析可以看出，機力冷卻塔、變壓器等設備的噪聲值較高，且一般布置在靠近廠界的位置，對廠界噪聲貢獻較大，因此，在總圖布置時盡量將機力冷卻塔等高噪聲設備布置在遠離廠界的位置。汽輪機、燃機、鍋爐給水泵等噪聲比較大的設備盡量布置在室內，建筑物的墻體可以起到較好的隔聲作用，有助于改善廠區的噪聲環境，減少噪聲治理費用。

機力冷卻塔噪聲分布情況比較特殊，底部噪聲可以通過聲屏障直接阻擋，但頂部噪聲因位置較高，聲屏障作用有限。如果有條件，混凝土結構機力冷卻塔頂部可以加高圍墻，讓混凝土圍墻包圍住機力冷卻塔，可以大幅降低頂部噪聲排放。或者在機力冷卻塔頂部增加一圈聲屏障，起到消聲降噪的作用。這種對機力冷卻塔本體的改動需要結構專業設計時考慮相關荷載。

Sound PLAN屬于輔助噪聲分析軟件，可以方便地利用計算機預測噪聲的分布情況，在項目建設初期對噪聲情況進行預估，根據預估情況提出降噪措施和降噪費用。有利于提高噪聲預測的專業性，提高降噪費用估算的準確性，同時能夠提高國際投標中降噪措施估算方案的競爭力。隨著國內項目對噪聲要求的越來越嚴格，噪聲治理措施在國內項目上的投標要求也越來越高，能利用該軟件做出專業性的判斷，無疑在投標競爭中增加了一個重要砝碼。

[1]工業企業噪聲控制設計規范：GB/T 50087—2013[S].

[2]李善評.環境噪聲控制工程[M].濟南：山東大學出版社，2002.

[3]馬大猷.噪聲與振動控制工程手冊[M].北京：機械工業出版社，2002.

[4]王本君,翟慎會,宋曉東,等.火電廠設備噪聲監測及降噪分析[J].華電技術,2010, 32(10):50-54.

[5]呂玉恒，王庭佛.噪聲與振動控制設備及材料選用手冊[M].2版.北京：機械工業出版社，1999.

X 839.1

B

1674-1951(2017)10-0069-03

2017-06-14；

2017-08-17

(本文責編：白銀雷)

邱剛(1983—)，男，山東樂陵人，工程師，從事燃煤、燃氣、新能源發電廠項目方案和施工圖設計噪聲預測和治理方面的工作(E-mail:jxfh_q@163.com)。