冷却塔噪声分析及控制措施

张雷　金瑟　高红玲

摘要：冷却塔噪音对周边的环境影响已经被越来越多的人们所重视，因此我们根据实测结果发现，就冷却塔噪声的成因、性质进行了分析，并提出防治措施。

关键词：冷却塔 噪声 治理措施

近年来，随着经济的不断发展，高层建筑的不断发展，冷却塔一般安装在高层楼宇的楼上或者6-8层露台平台上，而主要的噪声为风机噪声、塔体振动噪声和淋水噪声等。因此，我们需要对进风口进行检测，当排风口噪声达到在65dB（A）以上，叠加冷却塔塔体噪声和落水噪声后，在冷却塔1m处的噪声级一般会达到78-83dB（A）。噪声对高层建筑的客户以及周围居民区危害较大，妥善处理好冷却塔噪声对周围环境的影响问题已成为环保综合治理的热点。

1 冷却塔噪声源分析

冷却塔是一种热交换设备，它的声源有三方面：其一是风机噪声，主要分为散热风机的机械噪声和风机进排气空气动力性噪声，特性为低频。其二是水泵、配管和阀门引起的塔体振动，从而产生辐射噪声。其三是冷凝器的布水系统和收水系统产生的落水噪声。

冷却塔风机噪声频谱一般呈低频性，而典型的淋水噪声频谱特性呈宽频带。但是实际测得冷却噪音的频率较低，因此很多人认为冷却塔的主要噪声是风机噪声。[1]

1.1 冷却塔风机噪声 安装在冷却塔上部的风机主要是逆向抽出的，以此来达到降温的目的[2]。而风机的高速旋转会产生空气动力性噪声，旋转中的多个叶片作用于气流，然后引起气压和运动速度呈脉动变化产生的，其旋转部件的不平衡会导致结构发生振动，从而产生振动噪声。

1.2 冷却塔落水噪声 冷却塔的循环水从上部喷淋管流下，经过自由落体会产生冲击噪声，与落水速度的平方成正比，与撞击水面的四次方成反比[3]。

1.3 冷却塔塔体噪声 冷却塔塔体机械的噪声主要来源于机器部件的振动。机器的零件都会在工作中发生弹性变形，然后产生振动。具有弹性的机械部件将振动能量传播到辐射表面时，就会经过空气传播出去，形成机械噪声。

塔噪声的频率成分较复杂，噪声在各频段的能量都较大，且以低频成分为主。根据冷却塔噪声频率特性分析，以及噪声的质量控制标准，通过声学计算消声量、隔声量，提出了通过设置消声器、声屏障等方式实现对冷却塔噪声污染进行综合治理。

2 冷却塔噪声控制方案

基于对酒店冷却塔的现场测试与分析，在不影响冷却塔散热的前提下，通过声学计算，提出了其冷却塔噪声综合治理方案：①在轴流风机出口设置消声器，可以有效阻止噪声能量的传播。②对冷却塔原有导流帽进行吸声处理，在不影响风量的情况下，有效吸收透射的噪声能量。③冷却塔周围设置吸-隔组合式声屏障，确保所有噪声敏感点都处于声屏障的声影区内。④在轴流风机进风口设置百叶式吸声结构，在保证冷却塔散热的同时，有效阻止噪声能量向外传播。⑤根据现场的实际情况，本设计中所有的降噪设施都需要进行防尘、防潮处理。

3 冷却塔风机消声器的设计

冷却塔主要的噪声源就是风机，而且噪声频率以低频为主。根据实际情况，我们可以通过在风机出口处加消声器达到降噪的目的。我们常说的消声器主要是阻性消声器、抗性消声器和排空消声器三大类。而消声器的设计主要包括以下几个方面：①消声片半厚度。吸声材料大多数选用的是超细的玻璃棉、玻璃纤维丝和毛毡等材料，为了能够计算出消声片的厚度，则需要根据共振频率的常数关系。②气流通道截面面积。气流通道的宽度减少，就会提高消声器的消声量，缩小消声器的几何尺寸，因此，在不能降低流速的情况下，气流通道总截面积等都会与之相连接。③消声器长度l。根据片式消声器消声量计算公式：ΔL=A（α）·■。ΔL——消声器的消声量；l——消声器长度；消声器进口端的噪声源主要是从出口段发出来的，因此出口端的噪声频谱由GB3096-93《城市区域环境噪声标准》中2类标准要求确定。

4 声屏障设计

由于冷却塔轴流风机的出风口安装排气消声器，阻断了噪声的路径，因此为了保证冷却塔能够很好地散热，不能对其进行封闭式隔声处理。为此，我们采用设置组合式声屏障的方法阻止噪声能量传播。其特点设计如下：①为了保证所有噪声敏感点处于屏障的屏蔽区，从而获得最佳去噪效果，需要根据科学的计算得出。②声屏障下面以隔声设计为主，同时考虑到声波的绕射，声屏障顶端1m采用吸-隔组合式结构，以获得最佳的降噪效果。吸-隔组合式声屏障吸声壁体选用宽频带组合式吸声板；隔声壁体采用双层板隔声结构，外层设置阻尼隔声板，内层设置中阻尼隔声材料，两层隔声材料间留有2-3mm空气层。③在声屏障的风机进风口处设置折板式吸声结构，以便在保证冷却塔散热的前提下获得最佳的去噪效果。

5 结论

通过设置消声器、声屏障等技术措施实现对冷却塔噪声污染进行综合治理，并通过验收，测得各噪声敏感点噪声声压级均值达到GB3096-93《城市区域环境噪声标准》中2类标准的要求，即昼间60dB（A），夜间50dB（A）。通过实际测量的噪声值，进行噪声处理措施的实际效果，可以满足达标的需要。冷却塔经过治理后噪声达到国家标准并且设备本体运行良好，为冷却塔及相关方向噪声综合治理提供技术参考。

参考文献：

[1]陈锦灿.冷却塔噪声治理途径[J].环境工程，1995，13（2）：41-43.

[2]孔祥军.冷却塔噪声控制特性与分析[J].工业安全与环保，2012，38（9）：71-75.

[3]倪季良.冷却塔落水噪声及其防治措施的探讨[J].电力勘测设计，2001，01（3）：69-74.