基于PDCA循環理論對電廠冷卻塔噪聲治理技術研究

劉沛瑤 段宇建 張妍 吳慶東

摘?要：冷卻塔是火力發電廠的重要組成部分，其噪聲源是影響廠界噪聲的主要因素。本文調研了我國學者對電廠冷卻塔噪聲問題進行的研究，提出電廠應重視冷卻塔噪聲的問題，探究PDCA循環理論在電廠冷卻塔噪聲治理中的應用，提出適合解決辦法及相關措施，以降低噪聲對作業人員以及工藝設備帶來的影響。

關鍵詞：PDCA;電廠;噪聲;管理

Abstract：Cooling tower is an important part of thermal power plant，and its noise source is the main factor affecting the noise of plant boundary.This paper investigated the research of Chinese scholars on the noise problem of cooling tower in power plant，proposed that power plant should pay attention to the noise problem of cooling tower，explored the application of PDCA cycle theory in the noise control of cooling tower in power plant，proposed suitable solutions and relevant measures to reduce the impact of noise on operators and process equipment.

Keywords：PDCA;Power plant;Noise;Management

隨著科技進步以及工業化進程的加快，職業健康以及環境治理得到了越來越高的重視，其中噪聲作為職業病危害因素以及環境危害因素，其不僅危害巨大，而且難以治理。電廠常利用冷卻塔作為降溫裝置，其正常工作會帶來巨大噪聲污染問題，歷來為人所詬病。國內外學者為改善這種情況，針對電廠噪聲進行了大量研究。

Ellis R M[1]以自然通風逆流式冷卻塔為研究對象，利用噪聲輻射機理和冷卻塔物理特性，提出完整噪聲預測方法。Seutche J C[2]等利用SPSS20軟件，采用多種分析方法，對噪聲污染對工作人員以及環境的影響進行了研究。HMberle M[3]等通過對噪聲投訴進行問卷調查及記錄分析，對噪聲源的性質、噪聲特性以及氣象條件等參數進行了調查和統計。曾春花[4]、倪季良[5]研究了設置隔聲屏障對冷卻塔噪聲的阻隔效應，發現有效高度越高減噪效果越好實現。胡正偉[6]利用大型消聲器來阻隔冷卻塔噪聲。李毅男[7]、劉麗華[8]探究新增消聲通道對冷卻塔噪聲阻隔作用機理。

本文基于PDCA循環理論，利用典型電廠冷卻塔噪聲數據，探究PDCA循環理論在電廠冷卻塔噪聲治理中的應用，提出適合解決辦法及相關措施，以降低噪聲對作業人員以及工藝設備帶來的影響。

1 PDCA循環理論

PDCA循環理論最早是由美國質量管理專家沃特·阿曼德·休哈特（Walter A. Shewhart）提出的，他將質量管理分為四個階段：Plan（計劃）、Do（執行）、Check（檢查）和Act（處理）。PDCA理論不僅反映質量管理中的模式，也是全面質量管理中應遵循的科學程序。PDCA科學總結了質量管理中的活動規律，科學體現了全面管理程序，也是機構控制工作中應遵循的技術程序，體現了機構的系統技術控制過程。

PDCA循環的含義如下：

P（Plan）計劃，是指制定組織管理體系方針和目標，組織的制度文件、作業文件、程序文件等，建立組織所需的過程;

D（Do）執行，根據組織既定的程序，構建執行的方案、計劃，并根據所制訂的方案、計劃去執行的內容;

C（Check）檢查，依據職業健康安全方針（包括其承諾）、目標和運行準則，對過程進行監視和測量，并報告結果;

A（Action）處理，是指對組織所制訂的方案計劃執行后的結果審查所采取的持續改進的過程，對于那些采取了糾正措施的不符合項，要實施跟蹤并必要的話提交到下一PDCA循環中。

PDCA循環圖如下：

PDCA循環是項目管理持續改進的一種有效措施，具有如下四個顯著優點：

（1）循環往復，PDCA循環的四個過程不是運行一次就完成的，而是循環運行的。在完成一個循環并解決了部分問題后，可能還有問題需要解決，或者出現新的問題，然后進行下一個PDCA循環，如此反復。

（2）環環相扣，一個企業或組織的整體操作系統與它的各個子系統之間的關系是一個有機的邏輯組合，大大小小的環環相扣，交織在一起。

（3）階梯上升，PDCA循環不是停留在一個水平上的循環，持續解決問題的過程就是逐步提高水平。

（4）持續改進，PDCA循環作為推進工作、發現問題和解決問題的有效工具PDCA循環的過程方法，促進管理水平的不斷提高。

2 PDCA循環理論應用

目前，PDCA循環得到了廣泛的應用，其被稱之為最基本的質量管理方法，PDCA管理模式對我們提高日常的工作效率有很大幫助，它不僅可以應用于質量管理工作中，也適用于各項管理工作中。本文將其應用于電廠噪聲治理中。

2.1 P（Plan）制定電廠噪聲治理目標

根據《聲環境質量標準》（GB 3096-2008），環境噪聲控制限值如右表所示。

其中，0類是指特別需要安靜的區域，如康復和療養區等。1類是指主要功能是住房、醫療和保健、文化和教育，需要保持安靜的區域。2類是指需要保持住宅寧靜的地區。3類是指需要避免工業噪聲對周圍環境造成嚴重影響的地區。4類是指需要避免交通噪聲對周圍環境造成嚴重影響的地區，包括4a和4b類。4a型為高速公路、一級公路、二級公路、城市快速路、城市主干道、城市次干道、城市鐵路（地面段）和內河航道兩側的區域;4b型為鐵路線路兩側的區域。

通過對我國多處電廠進行研究調查，可得出電廠周圍多為居民住宅、工業生產廠區。根據《聲環境質量標準》（GB3096-2008）標準對冷卻塔噪聲源強進行測量，得出冷卻塔在機組滿負荷運行的工況下，周圍20m內噪聲大于55dB。不符合1類聲環境功能區噪聲要求。

根據《工作場所有害因素職業接觸限值第2部分：物理因素》（GBZ2.2-2007）標準中規定的工作場所噪聲職業接觸穩態噪聲限值為85dB（A）。在調研中，大部分測定及電廠達標，但冷卻塔附近1～2個測點不達標。

長期接觸噪聲會對人體健康的影響可分為特異性和非特異性。特異性為對聽覺系統的損傷，非特異性損傷主要表現為長期接觸噪聲引起的頭痛、頭暈、耳鳴、心悸與睡眠障礙等神經衰弱綜合癥，為了職工健康，因此需進行部分整改。

2.2 D（Do）電廠冷卻塔噪聲治理優化方案設計

通過對上述工作中噪聲進行現狀調查，對噪聲污染現狀進展進行分析，并編制相關系統圖。

研究發現造成電廠冷卻塔噪聲來源主要是塔體噪聲、循環水泵噪聲、水流噪聲。

其中塔體噪聲產生于塔內被塔體隔聲，幾乎不向外界傳播，且噪聲源產生于塔外，位置很高，且季節性很強，距離噪聲接收人員較遠，幾乎不影響接收人員。

循環水泵噪聲主要來源于冷卻塔循環泵，對于火電廠冷卻塔，循環水泵一般部分深埋地下，且修建有泵房或圍墻，其產生噪聲影響較小。

布水噪聲包括噴頭噴淋水滴產生的噪聲、水滴撞擊填料產生的噪聲、水流經填料產生的流動噪聲。這種噪聲主要發生在塔內由于塔本身結構的隔聲作用，基本不能向外界傳播。

水流噪聲中的落水噪聲是冷卻塔向外傳播噪聲的主要原因。運行中的冷卻塔中有大量水滴落下并撞擊集水池，水面產生巨大波動及噪聲，其產生的噪聲相當于暴風雨強度的數十倍。

分析癥狀的影響程度，可以得出主要原因：

（1）水滴直徑過大引起源噪音;

（2）落水高度較高;

（3）通風風速不合理引起加速度噪聲;

（4）傳播距離不合理;

（5）循環水流量設計不合理;

（6）消聲措施不到位。

針對以上要因，根據PDCA循環理論，采取措施如下所示。

（1）對冷卻塔的出水口進行優化設計，控制循環水下落水滴的直徑，使水滴直徑減小，在冷卻塔正常循環運作的情況下，實現源頭控制噪聲。

（2）在水滴降落一半高度布置降噪網，使用特殊編制網，使水滴阻尼運動體現低頻率、低振幅特性，緩沖水滴降低速度。

（3）增大冷卻塔中的通風速度，使水滴曳力增大，減小落水噪聲。

（4）根據標準，對附近居民與發電廠位置進行測定，評估噪聲傳播距離是否合理。檢查廠房布置，在現有條件允許情況下，盡可能將高噪聲設備及廠房布置集中，并遠離人員密集區。

（5）在地面增加緩沖仿真草坪，實現對水滴引流作用，從而在噪聲降低的情況下增加循環水量。

2.3 C（Check）實施電廠冷卻塔噪聲治理后噪聲監測效果

（1）依據設備控制效果，制定設備點測試標準。根據冷卻塔噪聲防控設備說明書，制定了冷卻塔噪聲檢測標準，確保冷卻塔噪聲測試有章可循、有據可依，使噪聲監測逐漸規范化。

（2）根據《聲環境質量標準》（GB 3096-2008）以及冷卻塔噪聲測定標準，對電廠冷卻塔周圍環境進行進一步測定，以判定噪聲治理效果是否合理。制定冷卻塔噪聲監測后，提高了噪聲超限隱患發現率，降低了噪聲污染發生率。

（3）對社會效益進行評估，聘請專家，對冷卻塔現場及周圍噪聲環境進行評估，并對周圍居民滿意度進行調研，確保降低冷卻塔噪聲后，作業人員以及居民生活得到明顯改善。

（4）對經濟效益進行評估，對冷卻塔采用措施后，循環冷卻效率進行評估，是否增加了循環冷卻效率，節省了經濟成本，取得良好效果。

2.4 A（Action）鞏固電廠冷卻塔噪聲治理措施及標準化

根據項目實施過程及經驗總結成果，可編制公司級《發電廠冷卻塔噪聲指導書》，對應對措施進行總結歸納，對監測措施進行定量表征，以期為后續冷卻塔噪聲防治提供指導。

在對制定的發電廠冷卻塔降噪方案計劃執行后的結果，進行審查所采取的持續改進過程中，存在一些不符合項，要對其進行跟蹤并提交到下一循環PDCA中。整體來說，經過PDCA階段，可對整個公司組織結構進行優化，對噪聲防治過程進行控制，對現有PDCA閉環式管理短板進行補足。

結語

將PDCA方法應用于電廠冷卻塔的噪聲分析，有效地提高了噪聲控制的效率，獲得了重要的管理經驗。本文展示了PDCA方法在電廠噪聲管理中的應用，它可以擴展到電廠的整個質量管理過程，以逐步改善管理，提高工作環境的質量，創造更舒適的環境。

參考文獻：

[1]Ellis R M.Cooling tower noise generation and radiation[J].Journal of Sound & Vibration，1971，14（2）：171-182.

[2]Seutche J C，Nsouandele J L，Njingti N，Tamba J G，Bononia B.Geographical mapping and modelling of noise pollution from industrial motors：a case study of the Mbalmayo Thermal Powe Plant in Cameroon.[J]，Environmental Monitoring and Assessment，2019，191（12）.

[3]Haberle M，Dovener D，Schmid D.Inquiry on noise causing complaints in residential areas near chemical plants[J].1984，17（5）：329-344.

[4]曾春花，陳志剛.自然通風冷卻塔設置隔聲屏障降噪的實際應用[J].熱力發電，2011，40（11）：100.

[5]倪季良.冷卻塔的落水噪聲及其防治措施[J].工業用水與廢水，2003（03）：57-60.

[6]胡正偉.冷卻塔噪聲的控制技術[J].建筑施工，2015，37（06）：713-714.

[7]李毅男.火力發電廠自然通風冷卻塔降噪設計[J].噪聲與振動控制，2008，（03）：104-106.

[8]劉麗華，呂玉恒，王兵，等.多臺大型冷卻塔噪聲綜合治理[J].噪聲與振動控制，2008，（04）：161-164.

作者簡介：劉沛瑤（1994—?），女，漢族，山西晉中人，碩士，研究實習員，研究方向：職業衛生。