电厂冷却塔噪声控制及环境影响研究

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年11期   作者:郑吉
[导读] 冷却塔噪声伴随冷却塔运行产生,一直以来,电厂设计及运行人员只关注冷却塔冷却能力
        摘要:冷却塔噪声伴随冷却塔运行产生,一直以来,电厂设计及运行人员只关注冷却塔冷却能力,对冷却塔噪声关注较少。这是由于电厂一般位于远离人口居住区的偏远郊区,产生的噪声对周边环境影响较小,并且关于冷却塔噪声没有明确的设计规范,电厂设计时未考虑冷却塔噪声的影响。但随着人们对生活质量要求的提高以及日益严格的环保要求,冷却塔噪声问题已成为人们关注的焦点。
        关键词:电厂冷却塔;噪声控制;环境影响;研究
        1导言
        随着工业的发展,机力通风冷却塔已广泛应用于电力、钢铁、石油化工等工业企业中,特别是燃气电厂中大型机力通风冷却塔应用最多。由于运行期间需要大量气流进行热交换,冷却塔都是露天布置。大型机力通风冷却塔的大功率风机、大体量淋水等都会产生高噪声,将不可避免地对周边环境产生影响。
        2大型机力通风冷却塔的降噪思路
        大型机力通风冷却塔的降噪方法主要是从声源和传播途径处着手治理。声源上的治理可采取以下措施:1)采用超静音风叶;2)对风机动力系统进行隔振处理;3)蓄水池内加装落水消声材料。传播途径上可采取多种措施,如冷却塔整体加装隔声罩,冷却塔的进风口加装进风消声器,排风口加装排风消声器,冷却塔加装声屏障等措施。
        2.1采用超静音风叶
        风机噪声是机力塔最主要的噪声源,其噪声与常规叶片速度的6次方成正比,因此降低风机噪声的对策之一是降低风机转速,但同时要确保风机风量风压,从而保证热工性能,这就要用到超静音风叶。超静音风机在设计选型时一般需要考虑以下因素:叶片形状与面积;风机的风压和风量(不降低或有所增大);风机的转速;风机的叶型及数量;风机减速比的选配;风机的支撑结构;电机的驱动功率。采用超静音风叶可以获得很好的降噪效果,一般可取得8~12dB(A)的降噪量。这也符合环保领域最为提倡和优先考虑的声源降噪技术理念。超静音风叶工程案例见图1。
        
        图1超静音风叶工程案例图
        2.2风机动力系统隔振处理
        对风机动力系统进行隔振处理,隔振效率≥90%,减振系统产生的扭角≤0.03°。冷却塔风机系统在运转时会产生较大的振动,振动向塔体传递,诱发塔体向外辐射结构噪声。结构噪声中既有很强的低频,又有减速机激励的300多Hz中低峰值,治理难度大,因此从源头上对风机系统进行隔振处理可以有效降低结构噪声的辐射。隔振系统设计时,除了要保证隔振效率和避免高频失效问题,还应控制风机系统自身的振动幅度,确保风机稳定运转。隔振系统工程案例见图2。
        
        图2机力通风冷却塔塔风机隔振系统
        2.3落水消声
        落水噪声主要是指从高空下落的冷却水与集水池中的水撞击而产生的噪声,整个过程是高处的冷却水在重力的作用下势能转化为动能,当下落与集水池里的水撞击时,其中一部分动能便转化为声能进行传播,产生宽频带的水击噪声。根据落水噪声的产生原理,在蓄水池底部加装消声装置,形式为:斜板式落水消声、蜂窝式落水消声、PVC管阵加金属丝网(尼龙网)落水消声等。目前较为常用的落水消声装置为PVC填料蜂窝式落水消声装置,降噪效果好且结构轻便,不会对水质产生影响(见图3)。
        
        图3蜂窝式落水消声装置
        2.4冷却塔加装隔声罩和消声器
        当冷却塔紧靠厂界或敏感点时,如噪声超标量高,一般需整体加装隔声罩对冷却塔进行封闭,在传播途径上将噪声进行阻断。隔声罩切断了冷却塔的进风和排风通道,因此隔声罩须配套进风消声器和排风消声器,并配备隔声门便于人员检修。消声器通常采用插片式和阵列式(见图4、图5),片厚和间距根据冷却塔的风量、风速以及所需的降噪量设计。

        2.5冷却塔加装声屏障
        考虑到安装空间和造价问题,声屏障(见图6)也是冷却塔降噪的一种有效措施。根据声屏障的降噪原理和冷却塔的噪声频谱分析,若声屏障的高度、位置、范围设置合理,声屏障也可以获得良好的降噪效果,且不影响冷却塔的通风。

        3结语
        通过实际案例分析,根据工程实际情况并结合Cadna/A预测软件模拟分析,采用多种降噪措施,最终实现了项目完全达标的要求,并为其他项目的冷却塔噪声治理提供了借鉴。
        参考文献
        [1]段成杰,张富国,于雅楠.噪声预测在燃气电厂总平优化设计中的应用[C].中国声学设计与噪声振动控制网、中城科数智慧城市规划设计研究中心、北京国建信文化发展中心.2017年全国声学设计与噪声振动控制工程学术会议论文集.中国声学设计与噪声振动控制网、中城科数智慧城市规划设计研究中心、北京国建信文化发展中心:中城科数(北京)智慧城市规划设计研究中心,2017:149-153.
        [2]梁涛,胡华强.大型自然通风冷却塔噪声治理[J].科技经济导刊,2016(36):109+108.
        [3]李丽君.电厂冷却塔产生噪声的原理与减噪设计[J].科技创新导报,2016,13(12):77-78.
        [4]金康华,居国腾.冷却塔声源降噪技术在电厂的应用[J].电力勘测设计,2016(01):30-33.
       
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