大型燃煤电厂噪声综合治理

马　涛

(中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司， 安徽　合肥　230601)



大型燃煤电厂噪声综合治理

马涛

(中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司， 安徽合肥230601)

摘要：目前电厂噪声达标排放的要求日趋严格，电厂噪声的治理已显得尤为重要。针对大型燃煤电厂的噪声问题，通过研究噪声防治的基本途径，分析燃煤电厂噪声源的特点，分区提出噪声综合防治措施，为大型燃煤电厂噪声治理提供参考。

关键词：燃煤电厂；噪声综合治理；噪声源

0引言

我国煤炭资源丰富，2000米以浅的预测煤炭资源量为5.6万亿吨，能源剩余可采总储量中原煤占58.8%，决定我国以煤炭为主的能源利用格局将长期存在。《安徽省“十二五”能源发展规划》提出在“十二五”期间新增电力装机2860万千瓦的发展目标，其中燃煤火电装机2500万千瓦，占87.4%；到2015年全社会发电量2887亿千瓦时，其中燃煤火电发电量2750亿千瓦时，占95.3%。因此，大型燃煤发电机组将在今后很长一段时间内仍保持发电的绝对主力地位。为应对大规模发展煤电带来的生态环境影响，必须坚持优化发展煤电的方针，进一步做好电厂的环境保护工作。

噪声污染具有主观感觉性、局地性、分散性和暂时性的主要特征，因此难以根治，并且得不到足够重视。燃煤电厂噪声治理一直是电厂污染防治中的一项难点，尤其是目前随着社会的不断进步，人们对生活环境质量的要求在不断提高，电厂噪声治理已显得尤为重要。

1燃煤电厂主要噪声源

电厂产生的噪声主要分为机械噪声、电磁性噪声、空气动力性噪声等。机械噪声是由机械设备运转、振动、摩擦等产生的噪声，以中、低频为主，主要产噪设备有磨煤机、碎煤机和各类泵等；电磁性噪声是由电磁场交变运动产生的噪声，以中、低频为主，主要产噪设备有发电机、电动机、变压器等；空气动力性噪声是由气体流动产生的噪声，具有低、中、高各种频率成份，主要有一次风机、送风机、引风机、罗茨风机等噪声源。

冷却塔噪声是主要的三大类工业噪声成因之外的一种特殊噪声。常规自然通风双曲冷却塔噪声成因主要是由于水滴下落时所产生的连续性噪声，即水滴在水池、淋水构架板、梁柱等各个表面上产生的冲击噪声。其中，水滴大面积连续不断撞击水面产生的基本稳态的噪声是主要声源，其特点是声源庞大、声效等级强、频带宽、传播距离较远，属大环形面声源，频率在500～1000Hz[1]。

2噪声防治的基本途径

声学及声环境影响的研究成果一直认为，噪声防治对策和措施，首先应考虑规划的合理性，其次应从声源上降低噪声设备的源强，再次应从传播途径上抑制噪声的传播，而从受体上采取免受噪声影响的措施只是不得已的选择。下面分别介绍各种噪声防治基本途径的原理及措施。

2.1规划防治对策

预防是最好的对策，比任何办法都有效的就是在规划阶段时就考虑预防的措施[2]。建设项目在规划布局、总图布置和设备布局阶段就应针对噪声污染采取优化措施，采用“闹静分开”的设计原则[3]，使高噪声设备尽可能远离厂界和噪声敏感区。

2.2声源上降低噪声的措施

从声源上降低噪声的措施，是最直接、最有效的措施，主要包括：改进设备的机械设计，如在设计和制造过程中选用发声小的材料来制造机件，改进设备的结构和形状、改进传动装置以及选用已有的低噪声设备等；另外，还要维持设备处于良好的运转状态等。

2.3噪声传播途径上采取的措施

在噪声传播的路径上采取声学控制措施，如吸声、隔声、消声、隔振和阻尼等措施[3]；将声源置于室内或地下；利用自然地形物隔挡；合理布置声源，如将高噪声源尽量布置在能够阻碍噪声传播的建筑物后，并使其远离厂界或噪声敏感区等。噪声传播途径上采取的控制措施主要包括，在噪声传播的路径上增设吸声、声屏障等措施；将声源置于室内或地下；利用自然地形物隔挡；合理布置声源，如将高噪声源尽量布置在能够阻碍噪声传播的建构筑物后，并使其远离厂界或噪声敏感区等。

2.4敏感目标自身防护措施

在以上措施均采取之后还不能做到敏感点达标时，可考虑对敏感目标自身进行防护措施，对受声者自身增设吸声、隔声措施，如在敏感点处安装隔声屏障，给敏感目标安装隔声门窗，或对敏感目标进行环境拆迁等。

2.5管理措施

若无有效的运行管理及维护措施，即使采取再好的技术防治措施，也无法发挥出其应有的降噪性能。这就要求企业在电厂运行期间，要制定有效的降噪减噪设施在运行使用、维护保养等方面的管理规定，采取合理的生产方案，运用管理手段来进一步保障企业噪声治理措施得以最大化的发挥效能。

3燃煤电厂噪声治理措施

3.1主厂房区

主厂房区噪声级较高，高噪声设备有汽轮发电机组本体，各类高噪声泵类等。一般情况下，采取全封闭厂房设计，厂房墙体采用吸隔声材料，采取措施减少门窗、孔洞漏声等措施，具体如下：

(1)汽轮机本体

汽轮机设备本体自带全封闭隔声罩。

(2)厂房墙体

对主厂房墙体的降噪设计，目前常用的是复合吸隔声墙体板，复合吸隔声板的计权隔声量不低于38dB，复合吸隔声板既能保温又能满足降噪要求，可节约工程总投资。

(3)厂房通风降噪

由于主厂房内高噪声设备众多，主厂房采用全封闭设计，防止漏声。对进风口增加安装消声百叶，设计消声量≥12dB。房顶排风采用了自然通风器，排风口安装消声器，消声量≥12dB。

(4)门窗设计

厂房门窗采用隔声门窗，设计隔声窗计权隔声量不低于35dB，设计隔声门计权隔声量不低于35dB。

(5)基础设计

对于汽轮发电机、大型风机及泵等旋转机械设置独立的基础，并留有隔振缝，和周围结构脱开布置。给水泵汽机基础独立布置，采用弹簧隔振基础。

(6)密封设计及其他

厂房各类工艺管线穿墙部分做密封处理，密封处理采用隔声套管，开口处用阻尼材料填补，外部用密封胶做防水处理，防止漏声。厂房内主机设备及主要泵类，如高压给水泵等，均做好本体降噪措施，带隔声罩。

3.2煤仓间

磨煤机厂房噪声主要来源于磨机转动时磨棍、煤、磨碗之间研磨产生的噪声、驱动电机、机械转动部件以及气流带动煤粉的气流声。

磨煤机车间需完全封闭，建筑主体隔声量≥50dB；并尽量少设置门窗，厂房门窗采用隔声门窗，门窗隔声量≥35dB。密封风机带隔声罩。磨煤机采用独立大块式基础。

3.3锅炉区域

锅炉区域产生的噪声为燃烧噪声。燃烧噪声包括燃烧吼声、燃烧激励脉冲噪声和工业燃烧系统噪声[4]。前两者主要为锅炉本体发出，由锅炉厂在制造过程中加以避免。工业燃烧系统噪声主要为大型风机、风道产生的噪声。锅炉区域主要对一次风机、送风机及风道进行降噪治理。风机及其电机噪声声级在90dB(A)以上，对厂界及周边敏感点影响严重。

风机噪声的最根本原因是风机叶片及机壳周围高速气流脱离产生的涡流噪声以及气流与叶片的磨擦声，加上传动部件的噪声叠加形成的。在这几种噪声中,以进、出气口、风机壳体部位辐射的空气动力性噪声为最强。对风机噪声治理最主要考虑这一部分的控制。

对锅炉一次风机、送风机本体进行封闭隔声，安装风机隔声罩或者隔声间，设置独立弹簧隔振基础。风机采取封闭隔声后，隔声量不低于20dB。

对锅炉一次风机及送风机进气管路安装2节消声器，降噪量≥30dB。

对锅炉一次风机、送风机的进、出风道及密封风道进行包覆处理，在风道外进行阻尼层贴敷并填充吸声材料。另外，根据需要在风道内加装导流板，缓解空气流场不匀引起的风道表面的振动。

锅炉安全阀排汽噪声属偶发噪声，发出高频噪声的锅炉排汽阀应配备高效排汽消声器，排汽口朝向对环境影响较小的方向。

3.4脱硫区域

脱硫区域主要的噪声源是脱硫氧化风机、浆液循环泵、浆液输送泵、引风机等，噪声源噪声在90dB(A)以上，对厂界及周边敏感点影响较大。

脱硫风机及各类泵均设计在厂房内或设置隔声罩、隔声房等进行封闭隔声，独立基础隔振。厂房通风口设计进风消声器，消声器外安装防雨百叶，设计消声量不小于25dB；排风口安装排风消声器，排风消声器出口设防雨帽，设计消声量不小于25dB；厂房门窗采用隔声门窗，隔声门窗设计计权隔声量不低于35dB；脱硫风机及各类泵均带隔声罩。

厂房各类穿墙工艺管线如氧化风管等，穿墙部分做密封处理，密封处理采用隔声套管，开口处用阻尼材料填补，外部用密封胶做防水处理，防止漏声。

对脱硫氧化风管道进行包裹吸声、隔声设计。

对引风机进行封闭隔声，围护结构隔声量不低于20dB。

3.5碎煤机

碎煤机布置于碎煤机室内，碎煤机采取独立减振基础；碎煤机室建筑主体采用混凝土结构，隔声量≥50dB；碎煤机室尽量少设置门窗，厂房门窗采用隔声门窗，门窗隔声量≥35dB；厂房进、排风口安装消声器。

3.6空压机

空压机布置于空压机房内，空压机带隔声罩及消声器；空压机房建筑主体采用混凝土结构，隔声量≥50dB；空压机房尽量少设置门窗，厂房门窗采用隔声门窗，门窗隔声量≥35dB；厂房进、排风口安装消声器。

3.7灰库区域

灰库区域主要噪声源为罗茨风机。灰库罗茨鼓风机设计置于室内，建筑主体采用混凝土结构，隔声量≥50dB；风机安装隔声罩；风机进出口安装消声器；室外除尘风机安装隔声罩、排气口安装消声器。

3.8循环水泵

循环水泵进行封闭隔声，安装风机隔声罩或者隔声间，或置于泵房内，降噪隔声量≥35dB。

3.9升压站

升压站运行时，主变、电抗器和室外配电装置等会产生电磁噪声，以中低频为主，其特点是连续不断，传播距离远。

升压站在布局上尽量将主变布置在站区中央，充分利用周围防火墙、控制室等建筑对噪声的阻挡作用。主变选用低噪声设备，根据需要可在主变、高厂变沿厂界一侧设置变压器隔声屏障，隔声量≥20dB。

3.10冷却塔

针对常规冷却塔噪声的发生机理、传播方式，可以将冷却塔噪声治理归结为塔内、塔外两种途径。塔内以声源的降噪治理为主，塔外则包括声传播途径上的声波阻隔(隔声)、声波吸收(消声)以及距离衰减(声能扩散)等三个方面。

3.10.1塔内治理

塔内治理是一种治本的方法，尤其对于塔周围空间不足及不允许影响进风量的电厂具有一定的意义。塔内治理主要是在水池水面上设置一层或多层缓冲、消能、减速的装置，避免落水对水池水面的直接冲击，改变落水的撞击特性，在落水点采用缓冲消能的措施。

塔内治理采取的具体形式也是多种的，比如一种冷却塔落水消能降噪装置[5]，该装置以六角蜂窝斜管为主体，采用斜面消能降噪原理，在冷却塔落水直接撞击水面之前，使落水先在斜面上经无声擦贴、粘滞减速、挑流分离、疏散洒落等消能形式过渡，取得消减落水冲击噪声的治理效果。另外还有一种是在水池上面铺设落水消能降噪网。

塔内治理方式有设施无需占地、对冷却塔换热性能基本无影响、造价相对便宜等优点，但是对材质的要求很高，降噪效果易受设备、环境、水流、风力等综合因素的影响。现有的塔内治理措施在冬季结冰条件下和长期淋水条件下，存在影响机组安全运行的隐患，材料易腐蚀破碎，且降噪效果较差，一般在6到10dB(A)左右[6]。安徽某600MW级燃煤电厂在2010年进行了一期工程#1冷却塔降噪技改工程，即采用了四层结构降噪网方案，降噪网经过两年多使用后，现腐蚀破损严重，且降噪效果也不理想。

3.10.2塔外治理

塔外治理在国内外应用较多，在国内也有工程实例。现在采用的主要有两种形式，一种是声屏障，另一种是消声导流装置[6，7]。

(1)声屏障

声屏障在很多领域的噪声治理中均得到广泛的应用，其主要原理是利用声波在传播过程中遇到障碍时，会发生反射、透射和绕射等现象，被隔断、衰减从而减轻受声点噪声影响。

声屏障一般分为反射型、吸声型和反射吸声型等型式。冷却塔设置声屏障要考虑降噪要求、通风要求、建筑物间距要求、场地情况等综合情况。为达到降噪要求，冷却塔声屏障要求高出进风口高度，因此对于大型的冷却塔声屏障的高度要达到13到15米以上。为使声屏障安全运行，不但要求声屏障材料本身应具有足够的强度，而且应有足够强度、刚度的钢架和地基基础支撑。同时由于声屏障位于塔边，长期处于落水水雾之中，对于钢支撑和声屏障应有良好的抗腐蚀性能。

声屏障降噪效果一般在10到15dB(A)[6]，但存在声波绕射问题，在声影区范围内降噪量高，对厂界达标效果较好；绕射区和声亮区降噪效果差，对厂外敏感点降噪效果较差，实际工程中很难将影响区噪声降低20dB(A)以上。当场地受限使声屏障距离冷却塔过近时，对冷却塔换热性能影响较大，且声屏障基础、支撑等本身等对场地要求也较大。声屏障工程投资较小。

(2)消声导流

冷却塔消声导流技术，又称为冷却塔进风口全封闭通风消声器等，是一种既能允许气流通过，又能使噪声得到有效衰减的装置[8]。其消声器是一种具有吸声内衬或特殊结构形式能有效降低噪声的气流管道，采用消声、隔声、吸声等综合噪声治理技术，并依靠消声导流片的气动性能，利用双曲型冷却塔塔内外空气密度差实现空气流动以保证设备正常安全运行。理论及试验结果表明，该技术降噪量最高可达35dB(A)以上[6]，不存在绕射区和声亮区，对远处敏感点的降噪效果可以保证，是要求降噪量达到20dB(A)以上时的唯一一种可选方案，其结构紧凑、占地小、后期维护少，对冷却塔换热性能影响较小，但工程投资较大。

另外，高位收水冷却塔是一种下部无集水水池和雨区的冷却塔，最早由哈蒙公司提出，其填料底部下落的水滴经过收水斜板时被截留收集，落差很小，基本不产生水滴撞击水面的噪声，避免了常规冷却塔主要噪声源，且斜板上的防溅垫层也有降噪功能。

综上所述，对冷却塔噪声频谱特性、分布规律、总图布置、常用的治理技术等多方面分析后，在实际工程中，可根据项目具体情况，结合降噪效果要求、投资控制等，选取一种或多种措施相结合的冷却塔降噪工程措施。

3.11其他噪声治理措施

其它声源如：化学水处理车间、废水处理车间、转运站、综合水泵房、柴发机房等产生局部噪声源的泵、风机等各种机械设备，均做好设备本体的降噪措施，设备尽量布置在厂房内，采取吸、隔声、减振、消声措施。

在设备安装调试阶段，严格把关，提高安装精度，做好机器部件的动静平衡。在有工作人员经常活动的车间内设置隔音值班室。在厂区道路旁、空地、办公楼、厂界附近合理种植树木形成绿化带，抑制噪声传播。

4结语

综上所述，由于电厂噪声的来源、性质、频率是多样性的、复杂的、具有叠加性的，且不同情况下进行噪声防治也有多种途径，因此对电厂的噪声治理将是一项涉及规划、设计、工程、管理等多方面治理措施的有机结合，决定了电厂噪声防治的基本原则是分散防治、综合治理，割裂其中的任何一方面都有可能导致最终无法满足降噪效果。大型燃煤电厂的降噪治理技术已趋于成熟，降噪治理工程依托计算机软件模拟、新技术新材料应用、工程经验积累，结合降噪目标要求、投资造价控制，综合分析确定降噪方案，实现降噪设计与主体工程和谐统一，最终达到噪声治理目标。

参考文献：

[1] 熊宏亮.电厂冷却塔噪声控制及环境影响研究—以黄台电厂350MW机组新建冷却塔为例[D].济南:山东大学，2012.

[2] 守田荣.噪声——一种环境公害[M].北京：科学出版社，1981.

[3] 郑长聚.环境工程手册——环境噪声控制卷[M].北京：高等教育出版社，2000.

[4] 马大猷.噪声与振动控制工程手册[M].北京:机械工业出版社，2002.

[5] 倪季良.冷却塔落水降噪装置的试验研究[J].工业用水与废水，2002,33(5)：39- 41.

[6] 王润德，沈吕远.消声导流片和声屏障工艺在冷却塔降噪中的复合应用[J].污染防治技术，2012，25(5)：57- 61.

[7] 吴邵忠，谢平佳.自然通风冷却塔降噪方案选择[J].噪声与振动控制，2007(S1):413- 416.

[8] 盛永校.兰溪发电厂自然通风冷却塔噪声治理方案浅析[J].浙江电力，2006(5)：43- 45.

[责任编辑：薛宝]

Comprehensive Control of Noise in Large-Scale Coal-Fired Power Plants

MATao

(AnhuiElectricPowerDesignInstituteofChinaEnergyEngineeringGroupCo.,Ltd.,Hefei230601,China)

Abstract:At present, noise emission standards for power plants become stricter, and the noise control of power plants is particularly important. In order to solve the noise problem of large-scale coal-fired power plants, the basic approaches to control noise are studied and the characteristics of the main noise sources in coal-fired power plants are analyzed. The comprehensive measures of noise control are put forward in different areas of coal-fired power plants. This study could provide some advice for the noise control of large-scale coal-fired power plants.

Key words:coal-fired power plants; comprehensive control of noise; noise sources

中图分类号：X839.1

文献标识码：B

文章编号：1672-9706(2016)01- 0090- 05

作者简介：马涛(1982-)，男，安徽凤台人，山东大学环境工程工学硕士，高工，中国能建安徽院环保专业工作。E-mail：matao@ahedi.com.cn

收稿日期：2015- 07-14