城市燃气热电厂噪声环境影响评价要点分析

史学峰 曹 露 刘 辉 李丽珍

（中国辐射防护研究院，太原 030006）

1 燃气热源厂与燃气热电厂的选择

燃气热源厂一般包括单纯燃气热源厂和燃气热电联产厂两种。由于大型燃气调峰热源厂一般只在采暖季运行，需设置季调峰设施才能保证一年内稳定均衡的供气。相比较大型燃气热源厂，燃气热电联产全年运行，用气为专用线供应，气源较为稳定，且由企业与供气单位签证产业协议解决调峰。因此，从满足城市用气的基础上，一般优先选择热电联产的形式。

2 城市燃气热电厂工程实例

2.1 工程内容概况

（1）气源、水源：该燃气热电厂厂址位于山西省太原市规划的主城区内，燃气气源为煤层气、水源为城市污水处理厂深度处理后的中水。（2）工程方案：工程拟建设两套“F”级燃气—蒸汽联合循环热电机组，采用“二拖一”配置方案，即2台汽轮机、2台余热锅炉 和1 台蒸汽轮机。机组纯凝工况的总出力为848.7MW（采用空冷方式）、设计热负荷为520MW。（3）工艺流程：燃气蒸汽联合循环发电机组是先将煤层气经压缩机加压，与压送至燃烧室的空气混合燃烧，生成高温、高压的气体，经燃气透平机膨胀做功，推动燃气透平带动发电机发电；从燃气透平中排出的乏气引至余热锅炉，产生高温、高压蒸汽驱动汽轮机并带动发电机发电。

2.2 噪声源强分析

2.2.1 燃气电厂特有强噪声源

相对一般燃煤电厂，燃气电厂特有的几个强噪声源主要包括燃气轮机、余热锅炉、水平烟道、煤层气增压机、燃机进气装置吸风口。（1）燃气轮机：对于F级燃气轮机，现阶段国内三大动力厂（哈动力股份有限公司、上海电气集团股份有限公司、东方电气集团）分别与国外制造商（美国GE 公司、德国西门子股份有限公司、日本三菱公司）在国内合作成立了燃气轮机制造厂，引进先进的大容量F级燃气轮机的设计制造技术，均可保证距设备隔声罩1m处的声压级为85dB（A）左右。（2）余热锅炉、水平烟道：产生的噪声主要气流通过设备时产生的空气动力性噪声，一般按设备1m处的声压级为85dB（A）左右考虑。（3）煤层气增压机：主要为振动噪声和空气动力性噪声，一般按设备1m处的声压级为80dB（A）左右考虑。（4）燃机进风装置吸风口：是燃气电厂中主要噪声源之一，一般在为采取消音、吸声措施前按吸风口前1m处的声压级为90dB（A）左右考虑。

2.2.2 汽轮机排气冷却方式的不同对应的噪声源不同

目前电厂汽轮机排气（乏汽）的冷却方式一般分为空冷和湿冷，其中空冷又分为直接空冷和间接空冷。不同的冷却方式产生噪声源强不同，采取的噪声防治措施也不同。

（1）湿冷机组

目前，北京已投运的燃气热电厂均采用湿冷机组。湿冷机组的主要噪声源为机力通风冷却塔内风机和冷却水的淋水声。一般考虑冷却塔进风口外1m处的声压级为85~90dB（A）、冷却塔上部出风口为80 dB（A）。

北京太阳宫燃气热电厂采取湿冷方式，由于冷却塔噪声较大，为了减轻噪声影响，采取了厂内单侧进风的方式，厂界一侧利用仿古建筑进行了封闭，噪声治理效果较好。

（2）空冷机组

（A）间接空冷：间接空冷系统的冷却塔占地面积较直接空冷大近4倍，并且由于城市燃气热电厂一般位于城市主城区，其景观影响也是考虑的重点，间接空冷系统的自然通风冷却塔由于其高大的外形（塔高约130m）将影响城市景观，美化装饰比较困难。另外，由于城市热电厂有时会位于城市机场航线下，受到净空限值的要求，建设间接空冷系统其较高的自然通风冷却塔对机场航道存在影响。因此，考虑到了城市景观的影响以及机场净空限值的要求，一般城市燃气热电厂不采用间接空冷系统。

（B）直接空冷：电厂空冷技术的最大特点就是节水，直接空冷技术已广泛用于国内及国际大型燃煤火电机组。但国内目前尚无燃气联合循环电厂采用直接空冷机组投入投运。

山西省太原市属于缺水地区，该燃气热电厂最终确定采用直接空冷系统作为乏汽冷却方式。两台“F”级联合循环燃气轮机组配套的空冷平台一般高度30米左右、面积5000m2左右。直接空冷系统不会影响到城市景观和机场净空限值需要。

直接空冷系统最突出的环境问题就是噪声问题。根据噪声等级不同，空冷风机一般分为普通空冷风机、低噪声风机、超低噪声风机，对应的声功率分别为94~95dB、92~93dB、90~91dB。为了减轻空冷风机噪声对周边敏感目标的影响，该工程采用了国内生产的超低噪音风机，相比采用低噪音风机投资增加1400万元左右。

2.2.3 辅机冷却方式不同对应的噪声源不同

（1）开式循环冷却水系统：一般电厂采用带机力冷却塔的开式循环冷水系统，设备主要噪声源为机力冷却塔内风机和冷却塔淋水产生的噪声。利用建筑物阻挡作用以防噪声。

（2）闭式循环冷却水系统：本工程辅机冷却水采用带蒸发冷却器的大闭式方式。带蒸发冷却器的闭式循环冷却系统是将水冷与空冷，传热与传质过程融为一体且兼有两者之长的高效节能冷却设备。该燃气电厂辅机冷却采取带蒸发冷却器的闭式循环冷却系统。冷却塔的进风口、出风口是主要噪声产生部位。

2.3 噪声治理措施

城市燃气热电厂的噪声源较多，主要有燃气轮机、汽轮发电机、空压机、空冷风机、辅机蒸发冷却塔以及各类水泵等；而且一般燃气热电工程为了满足供热的要求厂址大部分位于城市中心区及边缘地带，与周边敏感目标（居民集中区）的距离相对较近。因此噪声问题是燃气热电工程的主要问题。

2.3.1 全厂噪声综合控制措施

对于城市燃气热电厂，一般地处城市噪声敏感区。因此，对于噪声控制，要从全厂的噪声综合控制措施来保证厂界和周边噪声敏感点的的声环境功能达标。

该燃气热电厂设计中将对主厂房及高噪声源室内布置的墙面采用隔声降噪措施、减少开窗面积、采用隔声性能优良的门窗及对高噪声设备加装消音器并将设备噪声控制在允许范围内等防噪措施，同时对本工程将进行全厂噪声控制研究，采取针对性降噪措施。根据热电厂噪声控制要求，最终确定燃机主厂房、汽机主厂房、余热锅炉厂房等采取有效的降噪和隔声措施后主厂房外1m处噪声控制在45dB（A）。

2.3.2 单项噪声控制措施

（1）声源控制

（A）在设备选型和订货中进行噪声控制：设计中尽量选用低噪声设备和工艺，对噪声较高设备，订货时按电力设计规程向制造厂家提出噪声限值要求。

（B）加装降噪设施：（a）对噪音较大的燃机吸风口，除了安装消音器外，还在吸风机口周边设置高度、厚度足够的隔音墙。控制要求为吸风口前1m处的声压级为90dB（A）。（b）燃气轮机扩散段采取隔声降噪措施，压气机入口处设置高效消声器。（c）余热锅炉烟囱出口增加消音器，并加大烟囱的内径，降低烟气流速，以进一步降低烟囱出口噪音。

（2）传播途径控制

厂房设计中墙体选用隔声吸声好的材料，增加围护结构的隔声量，并可在厂房内加贴吸声材料，以减少厂房内噪声的回响反射；合理确定开窗比，尽可能封闭噪声高的车间，采用双层隔声门窗，减少噪声的对外辐射。

（3）空冷系统的噪声控制措施

（A）采用超低噪音风机：该工程采用空冷装置对汽轮机乏汽进行冷却，空冷系统共配置32台空冷风机（4×8布置），空冷风机台数相对较多且集中，形成空冷风机群。工程对空冷系统的防噪措施为：首先要从风机选型时选用国内超低噪声风机，同时还要采取有效地降噪措施，即在挡风墙内设消音板、减速装置设隔声罩、在风机下部设置导流消音器等措施。

（B）从平台布置和利用周边建筑物阻挡作用：利用空冷平台短边和长边的朝向不同可调整平台对不同厂界的影响，空冷平台短边一般布置在朝向厂界噪声控制要求相对较高的一侧。另外，可考虑在空冷平台漏声量较大且厂界噪声控制要求的一侧增加建筑物的高度，可有效减轻空冷风机的噪声对厂界的影响。在采取该方法时，应充分考虑增加建筑物高度对空冷平台周边风场的影响，是否会明显影响空冷风机的冷却效果。

2.3.3 从总图布置考虑减小噪声影响

在厂区总平面布置方面，结合厂区周边噪声敏感设施的分布，优化总平面布局，满足环保要求的噪声控制标准。可充分利用场内建筑物对声波的阻挡和吸收作用，减轻对厂外敏感目标的影响。

2.3.4 必要时可设置隔声屏障

对于部分城市燃气热电厂在采取各类降噪措施后，厂界噪声或敏感点噪声仍出现超标现象，应分析影响其的厂内主要噪声源的位置，并在该处设置一定高度和宽度的隔声屏障，来保证噪声的达标。目前隔声屏障隔声量可达到10dB（A）以上。

2.4 同类电厂噪声治理效果

北京太阳宫燃气热电公司位于北京市朝阳区东三环外，是城市中心区建设的奥运配套项目和北京市重点工程，安装有两套F级燃气-蒸汽联合循环机组燃气轮机和一台300MW级蒸汽轮机。该电厂环评批复要求厂界噪声和敏感点噪声全部达到1类标准，为满足环保要求项目建设前建设单位编制了噪声治理实施方案，并在建设施工时进行了噪声治理设施的招标。根据2009年北京市环保局验收监测数据，厂界及敏感点噪声均达到了声环境质量标准1类标准的要求。通过噪声治理成功控制了电厂投产后对周边环境可能造成的噪声污染。

3 噪声预测分析

采用噪声预测软件对工程及评价提出的噪声防治措施进行验证，分析采取措施后厂界及周围噪声敏感点是否满足声环境功能的要求，如果仍不满足应进一步对声源采取降噪措施或采取建设隔声屏障的措施。本次采用CadnaA噪声预测软件对该城市热电厂的噪声进行了预测评价，首先根据可研提供的基础数据对厂址及周围的建筑物进行了建模，然后根据采取措施后的噪声源强代入软件中。根据不同噪声控制措施采取多种组合的预测方案进行预测，据预测结果，热电厂厂界和敏感点均可达到各自声环境功的要求。