冷却塔声源降噪技术在电厂的应用

金康华，居国腾(浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江 绍兴 312073)



冷却塔声源降噪技术在电厂的应用

金康华，居国腾
(浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江 绍兴 312073)

摘要：通过对某电厂5500 m2逆流式自然通风冷却塔的噪声特点和频谱分析，以声源降噪设备和技术应用实例，提出了一种冷却塔噪声治理的新办法。

关键词：冷却塔；声源降噪技术；应用。

1　概述

我国基于实施环境保护基本国策和电力可持续发展的需要，提出了今后较长时间火电厂环境保护的相应目标。噪声控制是其中的一项重要目标，要求城市(城郊)居民区附近电厂厂界噪声达到现行GB12348 - 2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》的要求。

本文以某电厂5500 m2逆流式自然通风冷却塔噪声治理相关数据为基础，从声源控制的角度出发，通过分析和选择降噪声设备，提出了冷却塔降低噪声的办法与措施。

2　冷却塔的噪声及治理目标

2.1声源特性

冷却塔噪声主要源于冷却塔水池水面，塔内冷却水下落对池水的大面积连续性直接撞击产生机械稳态噪声，落水撞击瞬时速度达7～8 m/s，是机械噪声、空气动力噪声、电磁噪声之外的一种特殊噪声。

表1为2013年8月15日某电厂在双塔三泵两机运行工况下，采用AWA6228型多功能声级计实测其#1冷却塔噪声频谱和声级的数据。测点位置：D1 - D8测点距冷却塔进风口底部1 m，高1.5 m沿冷却塔周边均布；D9测点距塔边50 m，高1.5 m的厂界控制点；D10测点离塔边25 m，高1.5 m。

表1　#1冷却塔实测噪声频谱和声级

续表1

根据表1中实测数据可以看出，其噪声声级达83～84 dB(A)；频谱特征以500～4000(Hz)的中、高频成分为主，并以空气为介质向外以340 m/s速度传播，随着传播距离的增加，约有3 dB(A)/10 m的梯度逐渐衰减。

2.2治理目标

冷却塔噪声的治理目标是将受声点噪声强度控制在当地环保要求的国家标准以内。具体说，对于冷却塔周围区域，受声点的噪声强度可参照《国家二类混合区或三类工业集中区的环境噪声标准》控制。由于冷却塔的噪声属于连续均衡、不分昼夜的稳态噪声，因而受声点的噪声强度控制一般应以夜晚时段的噪声标准为目标，这样位于上述区域的受声点的噪声强度控制标准分别为50 dB(A)及55 dB(A)。然而对于夜晚无人区域的受声点，其噪声强度控制标准可适当放宽，一般可以白天的噪声标准为准，也就是以夜晚时段的噪声标准放宽10 dB，即控制标准分别为60 dB(A)及65 dB(A)。

电厂大型冷却塔的噪声属于中高频、高强、稳态噪声，来源于塔中相当于暴雨强度数十倍的高密度落水对池水的大面积连续性直接撞击。由于其声源庞大、声功率级强，频带宽、中低频衰减小、传播距离远，对周围环境的影响力度及影响范围都比较大。国内大多数电厂位于远离城镇的地区，周围人口少，噪声的危害也许并不显得特别突出。但仍有部分电厂或热电厂建在人口集中的地区，其冷却塔噪声对周围环境产生的影响较大，不能满足环保标准的要求。以某电厂厂界噪声控制点D9为例，其受声点噪声强度超出了当地环境的噪声控制标准。

3　噪声控制的常用方法

3.1治理的基本途径

针对噪声的发生机理、传播方式可以把治理冷却塔噪声的基本途径归结为塔内的声源治理、塔外传声途径上的声波阻隔(隔声)及声波吸收(沿程在减)等三种方式。

3.2治理方法

根据噪声控制的基本原理可以采用多种具体的噪声治理方法。其中针对塔外传声途径的声波阻隔技术是目前国内外常用的噪声治理方法。主要有隔声屏障法和消声导流片法。

隔声屏障一般安装在距冷却塔进风口大于冷却塔进风口高度2倍的位置，屏障高度大于冷却塔进风口高度，还要求受声点(如厂界控制点和敏感点)最好在地势较低位置，在声屏障的声影区内有较好的降噪效果，降噪量一般不超过15 dB(A)。对通风影响不大，但对远处敏感点降噪效果较差，属定向局部降噪工程措施，对声屏障结构抗风设计要求高，占地面积较大。

消声导流片一般局部安装在冷却塔进风口，通过其吸声作用，来减少冷却塔噪声对外界的影响。降噪量可以达到20 dB(A)以上。当降噪量要求超过20 dB(A)时，它是较为可行的方法。由于该装置减小了冷却塔进风口的通风面积，会不同程度地导致冷却塔的冷却效率下降，出塔水温提高，不利于节能。

为了消除以上不利因素，采用着眼于塔内声源的治理技术无疑是一种治本冷却塔降噪办法，尤其对于缺乏塔外治理空间条件的电厂更具有应用价值。

3.3塔内声源治理降噪原理

在冷却塔内落水直接撞击水面之前，将落水先在斜面上以无声擦贴的接触形式实现缓冲消能减速。它隔断了冷却塔落水对水面的直接冲击，经无声擦贴、粘滞减速，挑流分离、疏散洒落等消能形式的过渡，取得消减落水冲击噪声的治理效果，是针对塔内声源降噪治理的新技术。

4　落水降噪装置

为了实施塔内声源降噪，某电厂安装使用了落水降噪装置。该装置由降噪器、托架以及支撑结构三部分组成。降噪器采用PVC平片热压成型粘结组装成蜂窝型组管构形，组管自上而下由垂面、斜面和曲面三段组合，形成由竖向导入段、无声擦贴斜段、粘滞减速斜段、疏散洒落挑流段四个功能段。

该技术主要是采用了密集、多种、分段消能的方式，在有限的高度内有效地消减水滴下落的冲击能量，下落水滴在降噪器中经过导流、擦贴、滞留、挑流、疏散等分段作用后，落入集水池，达到消能降噪的目的。图1为安装在冷却塔内水面上的DY - I型落水降噪装置。

图1　DY-I型落水降噪装置

采用落水消能技术一般能降低冷却塔噪声8 - 15 dB(A)左右，是一种从声源处治理有效的降噪新方法。可以选用PVC材料，利用该材料耐疲劳、抗冲击，耐腐蚀、抗冰冻、抗老化，不易结垢，自洁性好的材料特性；该降噪装置安装简便、运行可靠、维修容易，不影响冷却塔的进风以及冷却效率。

5　落水降噪装置应用效果

5.1冷却塔同一测点降噪效果分析

为了测试落水降噪装置安装后的实际降噪效果，在电厂#1冷却塔周围选定了8个检测点(Z1 - Z8)，其中Z3作为厂界控制点，距塔边50 m，见图2。

图2　#1冷却塔噪声检测点布置图

以#1冷却塔同一测点(Z5)在安装降噪装置前后的实测数据为例，分析相关降噪效果，见图3。

图3　降噪装置安装前、后Z5点的对比

目前噪声评价主要有A声级、等效声级、累积百分声级等。因A声级测量的结果与人耳对声音的响度感觉相近似，且通常用于评价宽频带稳态噪声，因此冷却塔落水噪声评价选用A声级评价。一般噪声测试仪器都具备A计权挡位，可以直接测量声级为A声级，也可以由测得的频带声压级计算出A声级，其计算式为：

式中：LpA为A声级， dB(A)； Lpi为第i个频带的声压级，dB；ΔLAi为相应频带的A计权修正值。

根据图3数值比较，落水降噪装置对冷却塔噪声频带中250～8000 Hz的中高频成分消能作用明显，而冷却塔的噪声频谱特征是以中高频为主，因此降噪效果明显。

5.2冷却塔不同测点效果分析

以某电厂#1冷却塔在安装落水降噪装置前后在不同测点的检测数据为例，分析相关降噪效果，以及降噪量存在差异的原因。环保部门分别于2014年7月14日(安装前)和10月24 日(安装后)对#1冷却塔周围选定的8个检测点进行噪声检测，见表2。

表2　#1冷却塔不同测点降噪量 dB(A)

由测量数据统计结果可知 ：对#1冷却塔噪声治理最大达到12 dB(A)以上。对各测点的效果分析如下：

(1) Z4、Z5测点背离#2冷却塔及主机房，受外界环境噪声影响较小，较真实地反映了落水降噪装置的降噪效果为12 dB(A)以上。

(2) Z6测点受主机房噪声影响，降噪量略有减少在11～11.5 dB(A)左右。

(3) Z7测点正对主机房受其噪声影响较大，降噪量在10.6～11.1 dB(A)之间。

(4) Z8测点紧邻水泵房，同时受未治理#2塔的强噪声的叠加干扰，降噪量在9.3～9.6 dB(A)之间。

(5) Z1、Z2、Z3测点均沿厂界布置，其中Z1测点受#2塔干扰叠加降噪量10.4 dB(A)，且距塔边最近，衰减较少；Z2测点无叠加干扰，且距塔边稍远，噪声级可降至59.9 dB(A)；Z3测点作为厂界控制点，因距塔边50 m，经衰减后已接近背景噪声。

由此可以看出，#1冷却塔在使用落水降噪装置进行噪声治理后，厂界噪声已达到标准要求。

综上所述，冷却塔噪声的声源治理方案效果明显，但它仅是厂界噪声治理的一个重要方面，还必须通过对厂界其他噪声声源点的综合治理才能真正达到保护和改善生活和生态环境，保障人体健康的目标。该降噪技术方案在北方地区冬季有挂冰现象时，不宜采用，较为适合南方地区使用。

参考文献：

[1]郝艳红，黄成群，傅毓赟．火电厂环境保护[M]．北京：中国电力出版社，2008．

[2]李晓芸，雷应奇，庞力平．火电厂环境管理[M]．北京：中国水利水电出版社，2006．

Application of Noise Reduction Technology in Cooling Tower to Power Plant

JIN Kang-hua, JU Guo-teng
(Zhejiang Zheneng Shaoxing Binhai Thermo Power Co.,Ltd., Shaoxing 312073, China)

Abstract:Based on the noise analysis of characteristics and frequency spectrums in a 5500 m2 Reverse Flow Natural-Ventilation Cooling Tower of Power Plants. By an application example of noise control equipment and technology，A new method for noise control of the cooling tower is proposed.

Key words:cooling tower；technology of noise control；application.

中图分类号：TM621

文献标志码：B

文章编号：1671-9913(2016)01-0030-03

* 收稿日期：2015-08-19

作者简介：金康华(1964-)，男，杭州人，工程师，长期从事火力发电厂热动、机械等技术管理工作。