火力發(fā)電廠(chǎng)冷卻塔噪聲研究
隨著(zhù)電能需求量的增加,電廠(chǎng)建設越來(lái)越大型化,滿(mǎn)足了日漸增長(cháng)的用電需求。冷卻塔噪聲伴隨冷卻塔運行產(chǎn)生,一直以來(lái),電廠(chǎng)設計及運行人員只關(guān)注冷卻塔冷卻能力,對冷卻塔噪聲關(guān)注較少。這是由于電廠(chǎng)一般位于遠離人口居住區的偏遠郊區,產(chǎn)生的噪聲對周邊環(huán)境影響較小,并且關(guān)于冷卻塔噪聲沒(méi)有明確的設計規范,但隨著(zhù)人們對生活質(zhì)量要求的提高以及日益嚴格的環(huán)保要求,冷卻塔噪聲問(wèn)題已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
燃煤火力發(fā)電廠(chǎng)作為大型工業(yè)企業(yè),運轉設備眾多,其聲環(huán)境影響較為嚴重。自然通風(fēng)冷卻塔作為火電廠(chǎng)的重要組成部分,其噪聲源強高、分布廣、頻帶寬,且往往布置于電廠(chǎng)廠(chǎng)界附近,是影響火電廠(chǎng)廠(chǎng)界噪聲的主要因素。
1、自然通風(fēng)冷卻塔噪聲的基本狀況
(1)自然通風(fēng)冷卻塔噪聲類(lèi)型
自然通風(fēng)冷卻塔在正常的工作下會(huì )產(chǎn)生淋水噪聲、水泵噪聲、輸水管道和閥門(mén)振動(dòng)噪聲。其中淋水噪聲是自然通風(fēng)冷卻塔的主要噪聲源,也就是高速下落、大面積連續性的水滴與水面發(fā)生了碰撞,另外淋水噪音的產(chǎn)生還可能是因為有噴嘴灑水灑到填料上的聲音,下落水滴互相碰撞的聲音,當然這些對于噪聲產(chǎn)生的影響極小所以完全可以忽略。淋水噪聲會(huì )產(chǎn)生兩種噪聲機制:水滴與地面撞擊時(shí)輻射出來(lái)的尖脈沖擊聲、水滴產(chǎn)生的氣泡體積脈動(dòng)所輻射出來(lái)的噪聲。自然通風(fēng)冷卻塔的淋水噪聲是屬于高強度、連續性高的噪聲,淋水噪聲的噪音強度幾乎可以說(shuō)是晝夜無(wú)變化。若按照聲音的頻率分類(lèi)那么自然通風(fēng)冷卻塔所產(chǎn)生的噪聲屬于中高頻噪聲,屬于大環(huán)形面聲源,頻率可以達到800赫茲左右。
(2)自然通風(fēng)冷卻塔噪聲特性
自然通風(fēng)冷卻塔產(chǎn)生的噪聲來(lái)源相當于暴風(fēng)雨強度的數十倍,高密度水滴對于地底及鋼板梁柱的大面積且連續的撞擊,所以產(chǎn)生的噪聲聲源具有龐大、等特點(diǎn)高、頻帶寬、傳播距離遠等特性,這也就會(huì )對周?chē)沫h(huán)境產(chǎn)生影響,噪聲強度遠遠超過(guò)規定的標準。
另外進(jìn)風(fēng)口的面積較大導致了聲源呈現了面聲源的特性,靠近面聲源的地方衰減值較小,隨著(zhù)傳播距離的加大面聲源就可以看作是線(xiàn)聲源,隨著(zhù)距離的再次加大,線(xiàn)聲源就可以看作是點(diǎn)聲源了??梢赃@樣說(shuō)線(xiàn)聲源與面聲源的噪聲衰減遠小于點(diǎn)聲源的衰減,這也就導致了自然冷卻通風(fēng)塔的噪聲難以治理。此外噪聲的傳播介質(zhì)是空氣,所以噪聲的傳播速度為340m/s,當然了離噪聲源越遠的地方,受噪聲的影響也就越小。
2、自然通風(fēng)冷卻塔噪聲產(chǎn)生的機理
火電廠(chǎng)自然通風(fēng)冷卻塔噪聲主要有降水噪聲、布水噪聲、空氣對流噪聲等。
濕式自然通風(fēng)冷卻塔所產(chǎn)生的噪聲主要是降水噪聲,即水落到水池中產(chǎn)生的噪聲。填料層處的水滴,在重力作用下,以加速度下落,其勢能轉化為動(dòng)能。具有一定速度的水滴撞擊集水池水面時(shí),其中一部分動(dòng)能轉化為聲能,向四周輻射尖銳的高頻噪聲。同時(shí),水滴撞擊集水池水面所產(chǎn)生氣泡的體積脈動(dòng),也會(huì )輻射比較尖銳的噪聲。降水噪聲隨著(zhù)淋水量、淋水密度以及水滴質(zhì)量、水降落高度的增大而增大,并與塔內風(fēng)速有關(guān),因為向上的氣流使水滴的下落速度減小。
冷卻塔噪聲還有噴嘴布水到填料上聲音,進(jìn)入塔內的空氣對流都會(huì )產(chǎn)生噪聲,下落水滴互相碰撞的聲音等,但較之降水噪聲要小得多。另外水溫對噪聲也有影響,因為水溫影響水的表面張力,試驗指出,水池水溫水池水溫每增加10℃,聲壓約減少1dB。
從發(fā)聲機理上分析,自然通風(fēng)冷卻塔噪聲的產(chǎn)生主要是由于高速下落的水滴擊打水面引起的,其他噴嘴布水到填料上的聲音、下落水滴互相碰撞的聲音、空氣對流噪聲等這些影響極小可以忽略。
3、大型電廠(chǎng)自然通風(fēng)冷卻塔噪聲處理措施
(1)從設備方面入手解決
我國對于噪音的聲效等是有明確的標準的,GB12348-90《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界噪聲標準》中規定在工業(yè)區,晝間噪音分貝可達65dB(A)、而夜間可達55dB(A),在居民住宅區,晝間噪音分貝可達60dB(A)、而夜間可達50dB(A)。根據噪聲的產(chǎn)生、特性以及傳播方式,可以將噪聲的治理化為三個(gè)環(huán)節:聲源治理防止噪音產(chǎn)生、最大程度阻斷噪聲的傳播、傳播的過(guò)程中削弱噪聲。在治理噪聲之前要在幾個(gè)確定的地點(diǎn)進(jìn)行噪音的測試,近場(chǎng)測試、廠(chǎng)界處噪聲測試和居民住宅處噪聲測試,根據測試結果治理噪音。治理的過(guò)程中要從聲源治理噪聲,最重要的一點(diǎn)就是要從設備入手,只有從噪聲產(chǎn)生的地方治理才能最大程度減少噪聲的產(chǎn)生。首先是材料的選擇,要選擇材質(zhì)耐用的,抗沖擊的材料。一定要確保的是所選擇的材料不可以產(chǎn)生共振,否則會(huì )大大影響降低噪音的效果。
另外在地底也要鋪設一些緩沖材料如泡沫塑料物、聚氨酷泡沫塑料,緩沖材料可以用來(lái)減小高速下降的水滴與地底的撞擊聲。不只要有緩沖材料還要有吸聲的材料,可以將噪聲吸收并且轉化為熱能,這不僅可以減小噪聲還能儲備熱能。對于吸聲材料的要求是非常嚴格的,要進(jìn)行綜合考慮。吸聲材料必須具備其他材料的所具備的特點(diǎn),而且吸聲材料一定要滿(mǎn)足防火、防水、防潮、防蛀等要求,還要確保是無(wú)毒害的,不會(huì )損害人的健康。多孔吸聲材料與離心棉是不錯的選擇。在冷卻塔水面上也是可以安裝落水消能降噪器的,此裝置降低噪聲的原理是消除聲源形成的條件,避免下落的水珠對水面有直接的撞擊,實(shí)現了降低噪音的目的。該裝置由漂浮式支撐架和消聲器兩部分組成的。另外還應該從設備的結構入手,要保證設備的結構合理,保證消音性能長(cháng)期不變,不能堆積造成堵塞,安裝要簡(jiǎn)便,運行要可靠。
(2)從其他方面入手解決
結合一下《工業(yè)循環(huán)冷卻水冷卻設計規范》(GB/T50102-2003)的要求:自然通風(fēng)冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口要與其他建筑保持一定的距離,凈距離不應該小于塔的進(jìn)風(fēng)口的兩倍高。因此,自然通風(fēng)冷卻塔周?chē)慕翟氪胧┮彩强梢圆捎寐暺琳稀?/span>
聲屏障是一種專(zhuān)門(mén)在噪聲源和受聲點(diǎn)之間所設的障板,它通常是針對某一特定聲源和區域設計的。這種方法的降噪效果是在保持噪聲源、地形地貌以及氣候條件不變的情況下,在某個(gè)特定的位置上產(chǎn)生了聲壓之差。噪聲源在遇到聲屏障是會(huì )有三種路徑傳播:從兩端與兩側繞射到達受聲點(diǎn);還有一部分直接穿過(guò)了聲屏障;另外一部分則會(huì )發(fā)生反射。另外聲屏障的設立要根據屏障本身的高度、位置等因素,除了這些因素還需將聲屏障對于自然通風(fēng)冷卻塔的影響考慮進(jìn)去。聲屏障采用的是鋼筋混凝土立柱,主立柱采用熱軋H形鋼,在H形鋼立柱上部安裝金屬吸隔聲板,該聲板的主要材料為:無(wú)堿玻璃絲布和離心玻璃棉。
以上的方法是在自然通風(fēng)冷卻塔周?chē)鱿鄳墓ぷ鱽?lái)降低噪聲,當然也可以在居民住宅區附近設立綠化帶進(jìn)行隔音,在綠化帶上種植高矮相間的灌木與落葉樹(shù)木,據調查每十米的綠化帶都可以降低噪音1-2dB(A),若是有較高的土坡,便可在土坡上種植綠化帶,可以降低噪音3-4dB(A)。但是如果居民住宅區離工廠(chǎng)很近這種方法產(chǎn)生的效果就是微乎其微的了,但是距離較遠的居民住宅區就會(huì )對降低噪音有一定的幫助。
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