隔音墙阻力对机械冷却塔通风量影响分析

刘忠源

摘 要：随着社会环保要求的日益提高，降噪设施被广泛使用。在电厂和化工企业中为了控制机械通风冷却塔的噪声，采用隔音墙的方式最为常见，通过冷却塔进风口设置的隔音墙对风机风量的影响测试，结合特性曲线，可获得隔音墙对风机风量的影响值，为风机设备选型提供主要依据。

关键词：环保;隔音墙;风机风量;影响值

机械通风冷却塔的是通过风机产生风压，依靠空气流动将循环水的热量散入大气，冷却塔空气流量的高低对于机组发电效率十分重要。在实际运行过程中，冷却塔进风口经常装有隔音墙[1]，虽然可以起到一定的降噪作用，但也会明显影响冷却塔空气侧阻力特性。

国内学者提出一系列优化冷却塔内部空气动力场的方法[2-5]，但隔音墙的影响被忽略，由于隔音墙是比较重要的降噪措施，已经广泛应用于实际工程，在未来冷却塔噪声治理中必然是一种主要措施[6]。

本文提出一种在一定精度范围内测算隔音墙对风机风量影响程度的方法，为现场隔音墙的施工改造提供指导。

1 冷却塔风机风压阻力模型

由《机械通风冷却塔工艺设计规范_设计规范》中对冷却塔空气侧阻力计算的规定，代入冷却塔尺寸数据，建立空气侧阻力计算模型。通过模型计算得到的有限个点，得到不同风量下对应空气流动阻力的拟合曲线，曲线方程为：

式中：x为风机风量，万m3/h;f（x）为冷却塔通风阻力，Pa。

由厂家提供的风机特性曲线，拟合得到当前叶片角度下的风量风压拟合方程为：

式中：x为风机风量，万m3/h;g（x）为风机全压，Pa。

2 隔音墙对风机风量影响值

由于隔音墙风阻较小，采用微压计测量时受气流波动影响大，因此隔音墙风阻测量的数据取中位数进行计算。在空气出口侧，隔音墙内外空气全压差为2 Pa，在空气入口处，隔音墙内外空气全压差为25 Pa;实测的风量x0为266.8万m3/h。

当拆除隔音墙时，风机工作点的变动情况如图1所示，图中曲线1为隔音墙存在时的阻力曲线，3为拆除隔音墙后的阻力曲线，2为风机风量-阻力特性曲线。曲线1和2交点m为当前运行点，曲线2和3的交点n为拆除隔音墙后的运行点。o为曲线3上某点，线段mo与纵坐标平行，长度代表阻力特性曲线下移距离Δp为27 Pa。

为简化计算，将mn曲线简化为曲線2在m点的切线段，将on曲线简化为曲线3在o点的切线段。则运行点从m变动到n的风机风量变动值按下式计算：

式中：x0为有隔音墙时测得的风机风量，万m3/h;Δp为隔音墙的阻力之和，Pa。

经上述方法计算，去除隔音墙后风量上升了13.06万m3/h，即风量由266.8万m3/h升至279.86万m3/h。

3 结论

由以上分析知，通过隔音墙内外全压的测量，结合特性曲线，可较方便的获得隔音墙对风机风量的影响值，此值随着风机当前运行点的不同而发生变动。本文计算方法是经过简化的，在一定范围内精度满足工程测算要求。

隔音墙对风机风量的影响在4%～5%，进而通过影响汽机背压影响机组效率。电厂应根据实际需求分析噪声与经济上的利弊，采取合理优化措施。

参考文献：

[1]陈振华，管红军，张月雷，等.隔音墙对自然通风冷却塔热力特性的影响[J].电站系统工程，2020，36（3）：17-20+24.

[2]陈友良.基于控风和导流机理的湿式冷却塔内部空气动力场的优化与重构[D].济南：山东大学，2013：1-200.

[3]陈友良，孙奉仲，高明，等.十字隔墙对湿式冷却塔性能影响的实验研究[J].中国电机工程学报，2012，32（11）：28-34+141.

[4]赵元宾，杨志，高明，等.填料非均匀布置对大型冷却塔冷却性能的影响[J].中国电机工程学报，2013，33（20）：96-103.

[5]王明勇，栾俊，刘江.冷却塔填料布置方式对热力性能的影响[J].热力发电，2018，47（3）：82-87.

[6]刘传飞.自然通风湿式冷却塔消声器的气动性能研究[D].济南：山东大学，2013：1-76.