孫遠濤
(北京朗新明環保科技有限公司南京分公司,江蘇 南京 210019)
火電廠幾種主要噪聲源及治理技術
孫遠濤
(北京朗新明環保科技有限公司南京分公司,江蘇 南京 210019)
火電廠噪聲處理系統,是火電廠環保系統的重要構成部分,隨著火電廠機械做功應用范圍逐步擴大,火電廠噪聲處理問題越來越突出。本文對火電廠常見噪聲的聲源進行探究,并提出相應的噪聲治理研究措施,為火電廠技術進步提供更新的技術應用空間。
火電廠;噪聲源;治理技術
火力發電是現代電力資源供應的重要渠道,確保社會電力資源應用良性循環。一方面,火電廠發電技術全面升級,實現火電廠發電做功效率提升,例如智能選煤,自動化發電監控技術等等,為火電廠的時代發展提供了更堅實的技術保障;另一方面,火電廠生產噪聲治理,是火電廠管理的主要方面,結合常見的火電廠噪聲來源,探索噪聲處理的技術方法,為火力發電技術提供更全面的發展引導。
一般而言,磨煤機的噪聲在110~120dB之間,磨煤機應用鋼球進行煤泥處理,主要是通過壓碎、擊碎和研碎三種方式進行,制作好的煤球通過滾筒傳輸到煤炭燃燒區域,這個過程中,電動機和傳動機械產生機械噪聲,同時鋼球與鋼球、鋼球與鋼瓦之間相互撞擊產生撞擊噪聲。值得注意的是,磨煤機進行煤泥加工過程中,磨煤機工作狀態與煤炭傳輸速率相適應,確保煤炭供應各部分資源具有良好的煤泥輸送保障,以達到煤泥處理達到最佳狀態。進行噪聲治理時,必須注意到這一問題,在確保機械做功速率平穩的狀態下,實行磨煤機噪聲處理措施,既發揮其做功的目的,又減少噪聲污染,改善作業環境。
風機噪聲是火電廠主要的噪聲污染源,包括送風機噪聲、引風機噪聲及其他零星風機噪聲。風機噪聲主要是由風機本身和風道引起的。對于風機做功而言,風機葉片旋轉時與空氣產生摩擦或沖擊,轉速越快,接觸空氣頻率越高,產生的噪聲越尖銳,同時,在風機動翼的背面,會產生渦流,既影響風機效率,又產生噪聲;此外,空氣在流動過程中,遇到管徑變化等,會產生亂流,同樣產生噪聲,甚至是高頻的嘯叫聲,這些稱謂空氣動力學噪聲。這些噪聲也會引起管道發生共振,甚至產生放大噪聲。
鍋爐系統主要位于火電廠主廠房區域,對周邊影響最大的,是安全閥及排氣閥工作時產生的高頻噪聲,當安全閥及點火排汽線工作時,鍋爐內的高溫高壓蒸汽排出時會以上百米的速度排入大氣。在這種情況下,排出蒸汽的流速達到聲速(即為臨界速度),排汽蒸汽與空間大氣湍流混合而產生強烈的噴注噪聲,加之排汽過程沒有消音措施,排汽口處會產生高達130dB(A)的噪聲。
火電廠噪聲源中,送變電系統噪聲也是對周邊影響較大的噪聲源。送電系統主要變壓器、冷卻裝置等組成,整個系統的噪聲一部分是由于變壓器自身振動產生的噪聲;另一部分是由于冷卻裝置運行過程中旋轉噪聲、渦流噪聲和排氣噪聲三部分疊加而產生的噪聲。此外,還有相對應的部分電磁噪聲,幾種噪聲疊加最終形成送變電系統噪聲。
火力發電廠中很多采用濕式自然通風冷卻塔,并建在廠區周邊,冷卻塔噪聲就成為火電廠主要的噪聲源。冷卻塔噪聲主要由淋水噪聲、布水噪聲、空氣對流噪聲和循環水泵噪聲組成,其中淋水噪聲是最主要的噪聲源。冷卻過后的水滴,在重力的作用下,其勢能轉化為動能,具有一定速度的水滴撞擊水面,一部分動能轉化為聲能,淋水噪聲隨淋水量、淋水密度、水滴質量以及水力高度的增大而增大,并與塔內風速有關,如表1。
火電廠磨煤機處理, 主要采取隔聲罩噪聲控制方式,實現磨煤機在做功中,噪聲控制在其設定的環境中,實現噪聲控制環境的綜合處理,噪聲在產生后,迅速在空間中得到消除,實現了噪聲及時處理的作用。依據相關性數據研究發現,隔聲罩噪聲控制,能夠實現降低火電廠磨煤機噪聲10~15db,具有較好的火電廠做功噪聲處理的作用。

表1 主要聲源特性
此外,也可以采取在磨煤機中增加橡膠阻力環或者采用軟質造成處理簾的方式減小噪聲。在磨煤機的做功中,碰撞增加了噪聲的分貝,使機械做功的噪聲增加,橡膠阻力環主要用于磨煤機內側,減小做功運動的噪聲,從而在做功功率確保的情況下,實現煤炭處理做功的噪聲降解的作用;采用軟質噪聲處理簾也正是應用這一原理,在結構上實現做功運動中降低撞擊產生的噪聲。
現代火電廠風機噪聲處理效果的提升,逐步向著消聲、隔聲或者吸聲的方向轉換。在風機內部機械做功連接處,適當的增加隔聲屏,達到對風機做功外部隔音的效果,同時,對風機管道采用阻尼減振管道包裹,降低管道噪聲輻射,增加進出風口消聲器,風機和管道變徑位置局部采用隔聲罩,并結合密封條進行周圍密封處理。使風機做功環境處于內部暢通,外部阻隔的狀態,保障風機做功效果,減小做功噪聲的作用。
鍋爐噪聲處理措施中,排氣閥消除器是常見的噪聲處理方式,能夠有效實現噪聲及時性消除,從而使鍋爐做功中的排氣噪聲處理能力,隨著鍋爐燃燒內部熱量增加自動性調節。一般而言,鍋爐燃燒初期的排氣系統關閉,當內部氣體超出內部空間的最大容量值,排氣系統的閥門自動打開,并進行爐內氣體排泄,確保鍋爐內部氣體流動暢通性增強,避免鍋爐內部氣壓過高,氣流變化穩定性強,從而實現鍋爐排氣產生的噪聲也就自然而然的降低,這也是現代火電廠鍋爐燃燒中最直接的鍋爐排氣噪聲處理的方式。
送電系統基本都是布置在室外,多采取隔聲加吸聲材料的技術。目前,隔聲屏的設計由全封閉、半封閉和局部隔離等方式。隔聲屏的形式、厚度、長度、高度、結構和材料可以根據檢測到的噪聲特性、水平和需要散發的熱量等來計算。
目前,治理自然通風冷卻塔噪聲的主要手段有以下三種。
(1)消聲導流片法即在冷卻塔進風口安裝消聲導流片,通過消聲導流片的消聲作用,來減少冷卻塔噪聲對外界的影響。這種方法也有人稱為消聲器法。(2)隔聲屏障法即隔聲屏障一般設計為距冷卻塔進風口的距離大于冷卻塔進風口高度,屏障高度等于屏障到進風口的距離。(3)落水消聲法即在冷卻塔底部水面以上安裝落水消能降噪材料,從源頭著手降低噪聲源。
通過對火電廠幾種主要噪聲源及治理技術的研究,有效加強火力發電管理,優化發電環境。本文從多方面對火電廠常見噪聲進行總結,并提出相應的優化措施,為推進火力發電噪聲治理技術的進步提供有價值的參考。
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