毕业论文（设计）-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12779.pdf

分类号： 密级： v 硕士 单位代码： 学号： 1 0 4 2 2 2 0 1 0 2 2 0 7 1 i 东岁， 论文 论文题目：电厂冷却塔噪声控制及环境影响研究 一以黄台电厂3 5 0 m w 机组新建冷却塔为例 n o i s ec o n t r o la n de n v i r o n m e n t a li m p a c tr e s e a r c hf o r c o o l i n gt o w e r o f c o a l - f i r e dp o w e rp l a n t t a k et h eh u a n g t a i 3 5 0 m wc o a l f i r e du n i t sc o o l i n gt o w e rf o re x a m p l e 作者姓名鹾塞杰 学院名称 专业学位名称 指导教师 合作导师 环境科学与工程 工程硕士( 环境工程) 王艳教授 目录 摘要： a b s t r a c t ： 一 第1 章绪论 1 1 研究背景 2 国内外研究现状 2 1 3 主要研究内容及创新点 5 1 0 研究意义 6 第2 章冷却塔噪声产生机理及影响分析 2 1 冷却塔的工作原理一 2 2 冷却塔的噪声源分析 7 2 4 冷却塔噪声源强及影响测试 2 4 1 监测仪器及监测条件 2 4 2 监测结果 8 9 2 43 监测结果分析 i 第3 章s o u n d p l a n 软件的应用与评价 3 1 软件介绍 3 l ls o u n d p l a n 的功能 一1 2 3i 2s o u n d p l a n 的建模及原理1 4 3 1 3s o u n d p l a n 的计算原理 1 5 3 j 4 计算流程 3 l5s o u n d p l a n 的优点 3 2 操作流程 3 2 l 建立项目 3 2 2 模型的建立 1 5 1 6 1 7 1 7 3 23 模型的计算，1 9 3 2 4 结果的显示 2 0 3 3 建模过程 33 i 输入源强的获取 2 3 32s o u n d p l a n 软件模型建立 3 33 预测结果分析 3 4 建模预测结果 ，2 2 2 3 2 3 3 5 建模预测结果与实测值的对比分析 2 4 第4 章冷却塔隔声屏障设计及隔声效果预测 一2 5 l 一 山东大学硕士学位论文 摘要 燃煤火力发电厂作为大型工业企业运转设备众多其声环境影响较为严重。 自然通风冷却塔作为火电厂的重要组成部分，其噪声源强高、分布广、频带宽， 且往往布置于电厂厂界附近是影响火电厂厂界噪声的主要因素。本课题选择近 期投产运行的华能黄台电厂2 x 3 5 0 m w 超临界燃煤供热机组作为依托工程将该 厂新建5 5 0 0 m 2 自然通风冷却塔作为研究对象。 本课题介绍了自然通风冷却塔的工作原理，对冷却塔噪声产生机理及传播特 性进行了分析，对冷却塔源强及环境影响进行了现场测试，并分析了其频谱及衰 减特性。介绍了专业的噪声预测软件s o u n d p l a n 的特点与应用运用s o u n d p l a n 完成了玲却塔噪声影响建模预测，通过与实测结果比对，完普了噪声预测模型。 对玲却塔隔声屏障降噪原理进行了研究结合冷却塔噪声源强及周围环境敏 感点分布情况，提出了多种噪声治理的方案。针对冷却塔隔声屏障不同的布置形 式、布设位置、距离、高度，材质选择等，通过噪声预测模型分别进行了预测分 析，并提出了最优设计方案。对冷却塔隔声屏障实施后的隔声降噪效果及噪声环 境敏感点达标情况进行了现场测试。通过测试结果对噪声治理方案的可行性与准 确性进行了验证，并经工程竣工环保验收，取得了满意的噪声控制效果。 通过本课题的研究，理滴了冷却塔噪声产生机理及传播特性、冷却塔隔声屏 障降噪原理，收集了冷却塔噪声源强及隔声屏障降嗓效果的资料数据，形成了较 为准确完善的噪声预测模型，积累了冷却塔隔声屏障设计经验，可对今后火力发 电工程自然通风冷却塔噪声治理的设计提供有效的指导和参考，充分体现出阻学 习带动生产，以研究提高效益的作用。 关键词：双曲线自然通风冷却塔；噪声源；鞴声屏障 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ec o a l - f i r e dp o w e rp l a n tw a sal a r g ei n d u s t r i a l e n t e r p r i s e a n di t ss o u n d e n v k o n m e n ti m p a c tw a ss e r i o u sb e c a u s eo fr u n n i n gn l t m e r o l l se q u i p m e n t sn a t u r a l d r a f tc o o l i n gt o w e rw a sa i m p o r t a n tp a r to f t h et h e r m a lp o w e rp l a n ti tw a st h em a i n f a c t o r so f a f f e c t i n gb o u n d a r yn o i s e ，b e c a u s eo f h i g hs o u r c ei n t e n s i t y ，w i d ed i s t r i b u t i o n , w i d ef r e q u e n c yb a n d a n dc l o s i n gt ot h ep l a n tb o u n d a r yt h i sp a p e rh a dc h o s e nt h e n a t u r a ld r a f tc o o l i n gt o w e ro fh u a n e n gj t h a nh u a n g t a lg e n e r a t i o nc olt da st h e r e s e a r c ho b j e c t t h i sp a p e ri n t r o d u c e dt h ew o r k i n gp r i n c i p l eo fn a t u r a ld r a f tc o o l i n gt o w e r ， a n a l y z e di t sn o i s eg e n e r a t i o nm e c h a n i s ma n dp r o p a g a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ，m e a s u r e di t s s o u r c ei n t e n s i t ya n de n v i r o n m e n t a li m p a c t a n da n a l y z e di t ss p e c t r u ma n da t t e n u a t i o n c h a r a c t e r i s t i c st h i sp a p e ra l s oi n ”o d u c e dt h ec h a r a c t e r i s t i ca n da p p l i c a t i o no f s o f l w es o u n d p l a n ，a n du s e ds o u n d p l a nt os i m u l a t et h en o i s ei m p a c to f c o o l i n g t o w e rt h e nn o i s e p r e d i c t i o n m o d e lw a sp e r f e c t e d t h r o u g hc o m p a r eb e t w e e n s i m u l a t e dd a t aa n dm e a s u r e dd a t a t h i sp a p e rr e s e a r c h e dn o i s er e d u c t i o np r i n c i p l eo fc o o l i n gt o w e rn o i s eb a r r i e r s ， a n dp r o p o s e dn o i s er e d u c t i o np r o j e c t st h r o u g ha n a l y z i n gt h es o u l _ c e i n t e n s i t yo f c o o l i n gt o w e ra n dt h es u r r o u n d i n gs e n s i t i v ep o i n t st h e nt h eo p t i m a ld e s i g np r o j e c t w a sp r o p o s e dt h r o u g hs t i r n u i a t i n gb yn o i s ep r e d i c t i o nm o d e la n dm e a s l i r et h en o i s e r e d u c t i o ne f f e c ta n dc o m p l i a n c es t a t u so f s e n s i t i v ep o i n t sa f t e ra d o p t i n gn o i s eb a r r i e r s t h e nn o i s er e d u c t i o np r o j e c tw a sv e r i f i e db yt h em e a s u r e dd a t 日- f i n a l l yt h ep o w e r p l a n t p a s s e de n v i r o n m e n t a lc o m p l e t i o n a n da c c e p t a n c e t h r o u g ht h er e s e a r c ho ft h i ss u b j e c t ，s o r to u tn o i s eg e n e r a t i o nm e c h a n i s ma n d p r o p a g a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so f c o o l i n gt o w e r ，a n dn o i s er e d u c t i o np r i n c i p l eo f c o o l i n g t o w e rn o i s eb a r r i e r s ，t h ed a t ao fs o u r c ei n t e n s i t yo f c o o l i n gt o w e ra n dn o i s er e d u c t i o n e f f e c to fn o i s eb a r r i e rw a sc o l l e c t e dt of o r mm o r ea c c u r a t en o i s ep r e d i c t i o nm o d e l g e n e r a l l ys p e a k i n g ，t h i ss t u d yw a sg o o dt oa c c u m u l a t ed e s i g ne x p e r i e n c eo fc o o l i n g t o w e rn o i s eb a r r i e r s ，m a dp r o v i d ee f f e c t i v eg u i d a n c ea n dr e f e r e n c et of u t u r ew o r k k e y w o r d s ：h y p a r b o l i cn a t u r a l - d r a f t c o o l i n g t o w e r ；n o i s es o t t r e e ；s o u n db a r r i e r 山东大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第1 章绪论 噪声污染作为一种“能量”污染，相对于丈气污染、水污染而言，更容易被 直观感受。随着国民环境意识的日益增强噪声污染日益受到人们的关注。 火力发电厂作为大型工业企业设备众多声环境污染较重。自然通风冷却 塔作为电厂的重要组成部分，其噪声源强高、分布广、频带宽，且往往布置于电 厂厂界附近，是影响厂界噪声的主要因素。由于城市和农村建设的不断发展，电 厂厂界与居民区的距离越来越近，过去采用的对超标厂界设置噪声防护距离的做 法已不适应当前环境保护的要求，有必要对冷却塔的噪声影响及其治理进行系统 研究。 本课题选择近期投产运行的华能黄台电厂2 x 3 5 0 m w 超临界燃煤供热机组 作为依托工程，将该厂新建5 5 0 0 m z 自然通风冷却塔作为研究对象。华能黄台电 厂位于济南市东北郊，距市中心区约l o k m ，处于济南的东部产业带内。电厂北 面l k m 处为硅酸盐砌块厂，东面6 k m 处为钢铁联台企业、石油工业、化肥工业、 重型机器厂等重工业区，西为山东农业研究院西南临辛店村，东临大辛序和小 辛庄，工业北路在厂区北围墙外5 0 0 m 处通过胶济铁路在厂区南面东西贯穿而 过。厂区南北长约5 5 0 m ( 不包括水塔区) ，东西宽约1 0 0 0 m 。 华能黄台电厂始建于1 9 5 8 年9 月，是山东电网主力电厂之一，也是省内第 一座高温高压火力发电厂。经六期扩建形成七炉八机：至三期工程建成# 1 4 机组，为3 x 2 5 m w + l 5 0 m w ；四期工程建成# 5 、6 机组，为2 x i o o m w ：五期 工程建成# 7 机组，为1 3 0 0 m w ；六期工程建成榴机组，为l 3 0 0 m w 。近年来， 通过对机组扩容改造，目前装机总容量为1 0 0 5 m w ，年发电量5 0 6 0 亿千瓦时 并由一个纯发电企业逐步转变成为一个满足环保要求的大型热屯联产企业，形成 了总计7 0 0 v h 的供热能力，成为目前济南市东部最大的热源厂。 华能黄台电厂本期“上大压小”热电联产工程新建两台3 5 0 m w 供热能力为 4 0 0 t h 的超临界参数燃煤供热发电机组( 柙、# 1 0 机组) ，替代原有# l 6 老机组。 目前# l 4 机组已经停运，# 5 、6 机组待本期工程建成后再行拆除。2 0 0 9 年6 月 山东大学硕士学位论文 2 8 日，# 9 机组正式开工建设：9 月1 8 日# 1 0 机组正式开工建设。# 9 机组于2 0 1 1 年1 月2 口投产，# 1 0 机组于2 0 1 1 年1 月5 日投产，基本实现了在2 0 1 0 年内“双 投”的里程碑目标。 本工程总体效果图见图ll 一1 。 1 2 国内外研究现状 图1 1 - 1 本工程总体效果图 随着冷却塔噪声污染的日趋严重，冷却塔噪声控制技术的研究开发也得到迅 速发展。冷却塔噪声治理在国外研究较为广泛，相关法律法规、设计规程、控制 措施、监督管理机制均较为完备，并针对不同类型的冷却塔进行了系统的研究。 由于经济发达，国外电厂冷却塔多采用设置隔声屏障、通风消声器等治理措施。 部分电厂采取直流循环、间接空冷等方式从根本上避免冷却塔的噪声影响。冷 却塔隔声屏障作为控制冷却塔噪声最为简便和有效的措施，其投资成本相对较 低，建设工期短，适应性强，可根据工程具体情况灵活采取不同的设最方案，其 应用最为广泛。 国内火电厂多采用自然通风冷却塔，受经济条件限制，一般无任何噪声控制 措旆。近年来随着噪声要求日益严格，电厂开始采取设置隔声屏障的措施控制冷 却塔噪声。由于缺乏系统研究，隔声屏障的设置范围、高度、结构形式常凭借经 验确定，其经济性较差，且往往无法达到预期治理效果对项目业主产生噪声超 标的环境风险。而后续改造往往造成投资和工期的巨大浪费。 1 3 主要研究内容及创新点 华能黄台电厂本期工程采用带逆流式双曲线自然通风冷却塔的单元制循环 供水系统。新建一座5 5 0 0 m z 冷却塔，布置在主厂房东侧。黄台电厂作为城市热 电厂随着城市规模的扩展，电厂周围居民较为密集。新建5 5 0 0 m 2 冷却塔东侧 厂界围墙外紧靠小辛庄环境噪声影响问题较为突出。若不采取有效的治理措施， 将对小辛庄居民生活产生较大的影响。 本工程玲却塔周围环境状况见图1 3 - 1 。 图1 3 一l 冷却塔周围环境状况 本课题对自然通风冷却塔的工作原理进行介绍，对冷却塔噪声产生机理及传 播特性进行分析，对冷却塔源强及环境影响进行现场测试，并分析其频谱及衰减 特性。介绍专业的噪声预测软件s o u n d p l a n 的特点与应用，运用s o u n d p l a n 完 成冷却塔噪声影响建模预测，通过与实测结果比对完善了噪声预测模型。 对冷却塔隔声屏障醉噪原理进行研究，结台冷却塔噪声源强及周围环境敏感 点分布情况提出多种噪声治理的方案。针对冷却塔隔声屏障不同的布置形式、 布设位置、距离、高度，材质选择等，通过噪声预测模型分别进行预测分析。并 提出晟优设计方案。对冷却塔隔声屏障实施后的隔声降噪效果1 ；蹙噪声环境敏感点 达标情况进行现场测试。通过测试结果对噪声治理方案的可行性与准确性进行验 证。并通过工程竣工环保验收实测的数据，傲为噪声治理效果的有效证明。 本课题对冷却塔噪声影响进行全面系统的研究以标准导则为方法，咀实测 数据为支撑，以s o u n d p l a n 软件为手段，全面摸清冷却塔噪声影响。运用专业 软件建模预测，提出最优的设计方案，明确噪声治理措施效果，指导火电厂冷却 - 山东大学硕士学位论文 塔噪声治理设计，为建设环境友好型电厂做出贡献 1 4 研究意义 火力发电厂自然通风冷却塔作为电厂的重要组成部分其噪声源强高、分布 广、频带宽，且往往布置于电厂厂界附近，是影响厂界噪声的主要因素。由于城 市和农村建设的不断发展，电厂厂界与居民区的距离越来越近，过去采用的对超 标厂界设置噪声防护距离的做法已不适应当前环境保护的要求。随着国民环境意 识的日益增强，噪声污染日益受到人们的关注。近年来，由于电厂噪声环境影响 超标而引发的居民投诉时有发生由此造成的环境赔偿和停工损失难以估算而 制定补充整改措施也将造成投资及工期的巨大浪费。前些年，浙江某大型燃机电 厂因为冷却塔厂界噪声超标投诉，被国家环保部责令停业整改长达数月之久造 成的经济损失难以估量。与此同时，冷却塔噪声治理措赭多种多样，布设方式千 差万别，针对同一个工程，不同的噪声治理措施投资差别甚至可能高达数百万 而噪声治理效果相差无几。 因此冷却塔噪声应采取怎样的治理措施如何才能在确保达标的前提下尽 量节省工程投资，就是摆在我们面前急需解决的问题。 通过本课题的研究，理清冷却塔噪声产生机理及传播特性、冷却塔隔声屏障 降噪原理，收集冷却塔噪声源强及隔声屏障降噪效果的资料数据，形成较为准确 完善的噪声预测模型，可以秘累冷却塔隔声屏障设计经验，对今后火力发电工程 自然通风冷却塔噪声治理的设计提供有效的指导和参考，充分体现出以学习带动 生产，以研究提高效益的作用。 山东大学砸士学位论文 第2 章冷却塔噪声产生机理及影响分析 2 1 冷却塔的工作原理 此，大型自然通风冷却塔的噪声治理难度较大。 2 4 冷却塔噪声源强及影响测试 通过现状监测，确定冷却塔噪声源强及其频谱分布，冷却塔噪声随距离的衰 减情况，以及未设置隔声屏障的情况下，对小辛庄民房的声环境影响。冷却塔噪 声源强测试于冷却塔西侧与西南侧距冷却塔1 m 处扇形布点。冷却塔噪声衰减测 试于冷却塔西南侧垂直于冷却塔布点。固冷却塔东侧已设置隔声屏障，声环境影 响测点于冷却塔西南侧距冷却塔1 8 m 处布设。该测点距冷却塔距离与小辛庄民 房相同，考虑到冷却塔噪声发散的各向同性，该测点可以代表未设置隔声j 拜障的 情况下，冷却塔对小辛庄民房的声环境影响。 山东大学硕士学位论文 2 4 1 监测仪器厦监测条件 冷却塔噪声源强监测采用噪声分析仪，型号为a w a 6 2 2 8 ：频率范围为1 0 h z 2 0 k h z 量程范围为2 0 d b ( a ) 1 2 5 d b ( a ) 。冷却塔噪声源强测量方法按照以下有 关规范标准执行：声环境质量标准( g b 3 0 9 6 - 2 c 0 8 ) 。 监测条件：天气多云、风速o5 1 1 m s 、温度1 _ 0 c 、湿度3 70 4 5 0 。 测点位置：噪声源强测点于5 5 0 0 m 2 冷却塔外侧1 m 处扇形布点；冷却塔噪 声衰减测试于冷却塔西南侧垂直于冷却塔，以l m 为步长布点因受场地限制 衰减监测测至2 0 m ：声环境影响测点布置在冷却塔西南侧距冷却塔1 8 m 处，见 图2 4 1 。监测时机组满负荷运行。 l 洲蕊 厂1 丽一 i ：霎黝塞 l 敏感点测点 图24 1 冷却塔噪声源强监测布点图 ! 监测结果 z 1 源强监测结果 冷却塔噪声源强监测结果显示，5 5 0 0 m 2 冷却塔外侧l m 处，a 声级为7 84 d b ( a ) 。监测结果洋见表2 4 1 ，源强频谱分析见图2 4 2 。 9 山东大学硕士学位论文 表2 4 一l 冷却塔噪声源强表 倍频带声压级( d b ) 中心频率( h z )1 63 l5 6 3 1 2 52 5 05 0 0l k2 k4 k8 k 1 6 k a 声级 源强捌点i6 296 236 125 985 9 06 9 47 2 67 i67 167 1 06 68 7 88 源强测点26 156 206 055 9 i5 9 06 9 07 277 2 i 7 137 0 96 6 17 8 4 源强测点36 2 56 20 6 10 5 8 65 8 46 8 97 2 57 167 147 1i6 69 7 8 6 潭强测点46 3 56 346 276 0 56 006 9 97 257 l5 7 2 - 37 2 56 8 07 9 8 源强测点5 6 17 6 17 6 0 0 6 0 l 6 02 6 78 7 29 7 327 2 47 15 6 7 57 95 平均值 6 2 46 236 1 15 9 65 9 - 36 9 07 267 20 7 187 1 46 7 i7 9 0 8 0 7 0 辐 础 救6 0 鞭 骚 章5 0 1 63 156 31 2 52 5 05 0 0i k 2 k4 k8 k1 6 k 倍频程中心额率h z 山东大学碗士学位论文 2 4 2 3 声环境影响监测结果 冷却塔声环境影响监测结果显示，5 5 0 0 m 2 冷却塔西南侧距冷却塔l g m 处， a 声级为6 78 d b ( a ) 。监测结果详见表2 4 3 ，频谱分析见图2 4 3 。 表24 - 3 冷却塔声环境影响监剥结果表 山东大学硕士学位论文 声值约为6 67d b ( a ) 。 2 4 3 ，3 声环境影响监测结果分析 由冷却塔声环境影响监测数据可知，在未设置隔声屏障的情况下，冷却塔对 小辛庄民房的声环境影响贡献值为6 78 d b ( a ) ，远远超过声环境质量标准 ( g b 3 0 9 6 - 2 0 0 8 ) 2 类标准( 昼间6 0 d b c a ) ，夜间5 0 d b ( a ) ) 的要求。 由上述监测结果可知，冷却塔声环境影响较为突出。如不采取有效地噪声治 理措施，将对厂界及小辛庄声环境质量产生严重的影响。 第3 章s o u n d p l a n 软件的应用与评价 3 1 软件介绍 3 1 1s o u n d p l a n 的功能 本课题采用s o u n d p l a n 软件为手段完成火电厂冷却塔噪声建模及预测。 s o u r t d p l a n 软件1 9 8 6 年颁布以来，迅速成为德国户外声学软件的标准，并逐渐 成为世界关于噪声预测、制图及评估的领先软件，欧洲市场占有率为7 0 。 s o u n d p l a n 是独一无二的进行外部噪声计算、建筑物透声计算、环境声传 播计算、互动的噪声控制优化设计的集成软件。集成软件包括：墙优化设计，成 本核算，工厂内外噪声评估等。s o u n d p l a n 的使用范围从d , i 厂到整个城市的 噪声规划，对实体和项目的尺寸没有任何限制。 软件提供的多种多样的界面、数据库、工具箱，让建模计算高效、省时。目 前s o u n d p l a n 的销售已经超过3 8 个国家。有3 5 0 0 多个用户，已经成为噪声评 估界使用最广泛的软件。s o u n d p l a n 软件操作界面见图3 1 _ 1 。 山东大学砸士学位论文 图31 1s o u n d p l a n 软件操作界面 s o u n d p l a n 软件主要功能见表3 1 - i 表3 l - 1 软件功能简介表 项月 内容简介 点、线、面和工业建筑物声 源 砺声墙 隔声墙，屏 浮动平面的应用 地面吸收选项 声衰减面 区域用途 建筑物 标高点、等高线和地势高度 接受点、接受片段和接受计 算面 根据噪声源特点分别定义对应形式的声源 主要应用于人工设计的声屏障 主要依托于地形形成的天然屏障 定义悬浮空中或架设于空中的构筑物 定义由于地面吸收材料而引起的声源衰减 定义在传播途径上由于树林等遮挡而引起的声音衰减 定义所预测噪声影响区域的居民分布情况以及建筑物 的密集状况 定义在声音传播途径中存在的高大连挡 考虑项日所在的地形对预测影响 计算范围以点、线、面的方式显示 1 l室内点、线、面噪声源按室内声源特性分别定义点、线、面噪声源 1 2室内屏障 根据实际或降碟要求设置室内屏障 1 3室内接受点 按预测需要给出室内噪声预测点 1 4室内声传播曲线s p c 根据预测结果生成声传插曲线s p c 1 3 2 3 4 5 6 7 8 9 山东大学碣i 士学位论文 3 1 2s o g n d p l a y 的建模及原理 s o t m d p l a n 软件采用的方法是几何声学模拟方法中的声线追踪法和镜像 虚声源法。s o t m d p l a n 软件中室外声场的模拟是基于i s 0 9 6 1 3 1 ：1 9 9 3 声学户 外声传播衰减第1 部分：大气声吸收的计算方法和i s 0 9 6 1 3 2 声学户外声 传播衰减第2 部分：一般计算方法来完成的而且我国已将此标准等效为国 家标准，即g b t 1 7 2 4 7l - 2 0 0 0 和g b t 1 7 2 4 72 1 9 9 8 。因此s o u n d p l a n 软件中 室外声场模拟计算和我国标准中的声波传播计算方法是完全一致的。 s o t m d p l a n 软件会根据以上标准考虑到地形、障碍物、气候条件、周围环境对 声传播的影响自行计算。s o u n d p l a n 软件在火电厂噪声控制中的应用主要通过 以下几个步骤来实现： ( 1 ) 根据火电厂总平图建立火电厂冷却塔实际的三维几何模型，将建筑物 的几何参数、声源的声功率级和指向性、地形参数、障碍物参数、气候条种、声 场的计算范围、环境噪声敏感点的空间位置等输入模型中； 山东大学硕士学位论文 ( 2 ) 进行室外声场计算，给出室外声场模拟图形： ( 3 ) 进行室外环境噪声敏感点计算，计算完毕后t 利用软件中专家系统的 每一噪声源对每一环境噪声敏感点的噪声贡献值进行分析；确定导致该环境噪声 敏感点噪声超标的声源个数，并且确定这些声源的噪声控制目标值。 3 1 - 3s o u n d p l a n 的计算原理 s o u n d p l a n 的计算原理是通过对感兴趣的区域划分网格，利用模型公式计 算网格点得到预测结果。根据激励源的互不相关性，单个点响应的预测通过分别 计算所有声源的贡献叠加来实现。对某单个声源的声功率计算考虑了各个不同传 播模式的修正系数，这些修正在直达声场传播效应、空气吸收、屏障效应、反射 效应、地形效应、空气衰减等方面得到体现，软件计算结果精确。 s o u n d p l a n 使用扇形模型进行声场计算。从接受点出发，发射“射线”覆 盖所有要考虑的区域和实体，包括源、反射体、声屏障，地面衰减区等。射线间 隔为l 。( 缺省值) ，也可以自行设定，间隔越小计算将会越精确，也越慢。 在噪声预测分析软件s o u n d p l a n 的支持下，还可绘制噪声等值分布图、噪 声敏感点噪声分布图和三维噪声分布等，可以表现不同高度( 地面，1 0 i n 2 0 m 等) 的等值线或某个横断面的等值线。 3 1 4 计算流程 s o 珊l a n 计算流程为工程信息输入，确定目标声源类型确定目标声源 源强，确定计算类型，进行计算，结果分析与评价等，其计算流程图见图31 - 2 山东大学硕士学位论文 3 1 5s o n n d p l a n 的优点 ( 1 ) s o u n d p l a n 在软件内部建立了一个强大的声源数据库，包含了大型 钢铁、石化、炼油等企业的常用设备，用户可以直接调用。通过对点声源、线声 源、面声源和其他复杂声源环境声传播的计算，显示出噪声分布的等值分布图、 噪声敏感点的噪声预测值和兰维噪声分布效果，从而实现对公路、铁路和工业噪 声的模拟预测和声屏障的优化设计。 ( 2 ) s o t m d p l a n 能在预处理时与通用的c a d 软件相连，输入复杂的地形， 如建筑物、公路、铁路、机场、工业园等图像，将实际的生活环境转化成抽象的 数学模型并与噪声预测数据结合起来，用图形的方式表现，使结果更加直观和通 俗。 山东大学硕士学位论文 ( 3 ) s o u n d p l a n 软件使用比较灵活设计时充分考虑到了用户的不同需 求，计算的类型根据用户需要可以自行选择，包括噪声围线图、色阶图、建筑物 表面声压级分布和特定点噪声计算等。 3 2 操作流程 3 2 1 建立项目 每次进入s o u n d p l a n ，软件会默认进入上次退出所在的项目( 第一次安装 除外) 。 点击项目选项- 选择你所需要进入的项目，或者新建项目，每次新建项目 s o t m d p l a n 会布给定路径里建立一个同项目名称的文件夹。此项目所有相关文 件都在此文件夹中可以复制到任何安装有s o u n d p l a n 的电脑里面查看或者运 行。 3 2 2 模型的i t r 点击g e o - d a t a b a s # 进入建模窗口 3 2 2 1 建横准备 有两种方式建模第一种是通过b m p 地图文件用选项f u n d a m e n m l s b i t m a p l o a d 读入扫描得到的b m p 文件在图像中定义三个特征点的坐标，即 可读入到建模界面中。然后就可以方便的在图像上定义各个模块的几何形状及参 数。 第二种方式是通过a u t o c a d 文件， 理好的d x f 格式文件在存在几何点、 式为常用方式。 3 2 2 2 地彤描述 选择f i l e l m p o r t d x f 导入在c a d 处 线、面的基础上进行建模，第二种方 建立模型，第一步要输入地形信息。选择要建立的o b j e c tt y p e 。比如如果 要建立等高线- 首先点击等高线选项然后在建模窗口中选择第一个点给出点 的位置信息、特别是高度。然后足下一点完成点的输入后，点击n e w 键， 表示输入结束( 下同) t 要注意、地形信息以能够差值算出所有要计算地方的高 山东大学硕士学位论文 度为准。比如，对于平面项目，在模型最外层定义一封闭的等高线即可。 如果已经导入d x f 文件由于模型中存在点了，可在添加模式一f ，鼠标靠 近需要选择的点，右键c a p l l l r e ( 捕捉) 。下同。 3 2 2 3 障碍物的设定 定义在声场中，对声场传播有影响的都认为是障碍物比如墙、建筑物等。 以墙为例，首先点击要建立的目标( e n v i r o n m e n t 最左边的选件) ，然后选择第一 个点，弹出属性窗口，输入墙的名称、高度等信息关闭窗口选择下一个点 完成点的输入后点击n e w 键表示结束。建筑物同样操作，h i 同的是，如果曲 线没有封闭会自动闭合。 3 2 2 4 声源的设定 将生产中所有的声源进行建模首先确认用何种模型点声源、线声源或者面 声源。以点声源为例。选择合适的位置选点，给出点声源高度，进入属性窗口， 如图3 2 - 1 。给出声源名称，如果非稳定声源给出每天不同时间的噪声情况在 c a l c u l a t i o n m o d e 中选择s o u n dp o w e rs p e c t r u m 后，点击右边按钮进入l i b r a r y 定义 噪声频谱，注意单位的选择一般都是u n i t 。退出l i b r a r y 后，在l w 给出总声功 率的大小，如果l i b r a r y 中定义的是声功率的频谱，直接选择i i s e l i b r a r yd e f i n i t i o n 图3 2 1 定义声源对话框 1 8 山东大学硕士学位论文 3 2 2 5 计算区域的设定 当地形、障碍物、声源等模型建好之后，在r e c e i v e r s 标签里选择c a l c u l a t i o n a r e a 划定需要计算的模型区域，用鼠标在图纸上选择第一点、第二点，点击 n e w 键，曲线自动封闭为一完整的区域，存之后s o u n d p l a n 的计算过程只对所 划定的区域内有效。保存所建立的模型为s i t u a t i o n 文件其后缀为鲥。 3 2 3 模型的计算 进入s o t m d p l a n 管理界面选择计算( c a l c u l a t i o n ) ，对模型的计算类型等进 行设定和计算。 3 2 3 1 计算类型的设定 没有经过任何计算的新模型第一次进入计算窗口时，会弹出计算参数( r l m p r o p e r t i e s ) 对话框，勾选c a l c u l a t i o ne n a b l e d 选项，自定义计算的名称( c a l c u l a t i o n 山末大学硕士学位论文 3 2 4 结果的显示 经过计算得到的噪声结果文件可以多种形式呈现。 3 2 4 - 】结果数据衷 进入r e s u l t t a b l e s 弹出打开文件对话框( o p e nf i l e ) ，选择需要查看豹汁 算文件，根据文件的计算类型可以查看相应的计算结果数据表，如图3 2 3 。 i瞅it砑 l- _ 却_i l 一一一l 鲤圈 隆：；：=一珂 圈3 2 3 结果数据表 3 2 4 2 电子数据裹 选择s p r e a d s h e e t ，进入电子数据表界面电子表文件管理( s p r e a d s h e e t f i l e m a n a g e r ) 对话框会自动弹出，根据需要选择文件类型( f i l et y p e ) 及表格模板 ( t e m p l a t e ) ，点选n e w 接键，弹出数据内容窗口( t a b l ec o n t e n t s ) ，选择需要查 看的计算文件，点击o k 键，弹出选择文件设置选项。根据需要选择需要在电子 表当中出现的数据及其类型和定义，之后数据将以e x c e l 类型的表格模板形式呈 现出来，如图32 _ 4 。 图32 - 4 电子数据表 山东大学硕士学位论文 3 2 4 3 圈最 进八图表( g r a p h i c s ) 界面，在弹出的图表文件管理界面( g r a p h i c s f i l e m a n a g e r ) 中选择需要的图表模板，点击n e w ，进入文件选择管理界面( f i l e s e l e c t i o nm a n a g e r ) ，选择需要绘制的图表类型及根据不同类型计算得到的文件， 选入右边的f i l e si nt h em a p 对话框，其中的文件将在绘制的图表中显示，如图 32 5 。 圈3 3 一is o u n d p l a n 建模流程图 山东大学硕士学位论文 3 3 3 预测结果分析 在模型建立完成后，对所建立模型和频谱进行保存，然后根据需要选择所要 计算的类型( 关心点计算、面区域计算、网格图、单点等) 然后进行计算。计 算完成后按照需要选择所要显示的方式( 二维、三维、等声级线图等) 。电厂建 模预测结果示意图见圈3 3 2 。 图33 - 2s o u n d p l a n 模型预测结果示意圈 3 , 4 建模预测结果 未设置隔声屏障时噪声预测结果见图34 _ 1 。如图所示，东厂界噪声贡献值 约为7 0 d b ( a ) 远远超过工业企业厂界环境噪声排放标准( g b l 2 3 4 8 - 2 0 0 8 ) 2 类标准( 昼间6 0 d b ( a ) ，夜间5 0 d b ( a ) ) 的要求，小辛庄民房环境噪声远远超 过( 声环境质量标准( g b 3 0 9 6 - 2 0 0 8 ) 2 类标准( 昼间6 0 d b ( a ) ，夜间5 0 d b ( a ) ) 的要求。东厂界外约1 5 0 m 可达到5 0 d b l ( a ) 的标准限值。由此可见本工程冷却 塔不采取相应的噪声治理措施，对厂界噪声及敏感点声环境质量将产生极大的不 利影响。 ! 至丕堂堡主兰些丝苎 图3 , 4 - 1 未设置鞯声屏障时噪声预测结果 3 5 建模预测结果与实测值的对比分析 将未设置隔声屏障时噪声预测结果与实测值进行对比分析，对比结果如下 表35 - l 建模预测结果与实测值的对比表 测点位置单位l m 2 m3 m 4 m5 m 面了1 五面 监测值曲a ) 7 86 7 8 i 7 7 6 7 65 7 547 2 1 6 9 0 6 67 预测值d b ( a ) 7 9 47 88 7 8 47 7 37 6 17 286 95 6 7 l 差值 c m ( a ) 0 8 07 0 , gn 80 70 70 504 由上表可知，建模预测结果与实测值差值在1 0d b ( a ) 之内，预测结果略为 保守。两者基本吻合，说明建模预测结果较为准确可信。 山东大学硕士学位论文 第4 章冷却塔隔声屏障设计及隔声效果预测 4 1 冷却塔隔声屏障降噪原理 山东大学硕士学位论文 。：5 + 2 0k ：磊，：一。z l 0 一02 = + 手( 4 + 口一d ) r 一一菲涅尔数 五一声被波长 d 一声源与受声点问的直线距离 省一声涿至声屏障顶端的距离 嚣一受声点至声屏障点端的距离 图41 - 2 隔声屏障的绕射损失计算示意图 从上式中可以看出，隔声屏障的绕射损失完全取决于菲涅尔指数n ，即取决 于声源和受声点之间的声程差，声程差a + b - d 越大，九声波波长越小( 频率越高) 则隔声屏障的绕射损失越大也就是说隔声屏障的效果越好。 4 2 隔声屏障的设计 4 2 1 隔声屏臃的声学设计 单纯从隔声屏障的声学效果讲，在编声屏障高度一定的情况下隔声屏障距 离声源或接收点的距离越近声程差越大同一频率的菲涅耳数越大，其降噪效果 越好，因此要求隔声屏障尽量靠近声源冷却塔或接收点。 隔声屏障的高度、位置除了需考虑声学效果外，还必须考虑其对冷却塔进风 的影响。根据工业循环水冷却设计规范中的要求：隔声屏障与冷却塔进风口 山东大学硕士学位论文 的距离不小于冷却塔进风口高度的2 倍。结合本工程实际情况，本工程中隔声屏 障只能靠近冷却塔设置，距冷却塔淋水口距离约为1 5 m 。 隔声屏障的高度原则上以隔断声源到达受声点的直达声波并使绕射声的衰 减量达到降噪目标为最低限度，与冷却塔进风口的高度及受声点的位置与高度有 关。 为保证方案的周密、严谨与科学，结合厂区和居民区的现状对隔声屏障的 高度进行了声学设计计算，如下图所示。 l “东大学碗 学位论文 表4 2 - l厂界、居民声环境噪声敏感- 。i 计救a 声级 敏感点编qa” c 新建玲却塔 敏感点的训投a 声级( d b ) 1 5 0 1 5 01 5 0 根据声学理论，声音在空气中传播时还存存地面吸收衰减眦及其它障碍物， 产生的吸收裒减，在声源不变的情况下接受点声级的人小4 ：仅i ，声谳有天而月 其附近的障碍物所产生掩蔽效应和绕射衰减有灭。在训算过程c l 】地而吸收囊减 及其它障碍物所产生的掩蔽效应和绕习f 衰减术考虑。战我们取得距离衰减的数一 是保守的，汁算结粜是t - j 靠的。 奉 ：程冷却塔隔声肼障见吲42 2 山东大学硕士学位论文 图42 - 2 本工程冷却塔隔声屏障 4 22 隔声屏障的高度设计 在噪声传播的三个途径中，绕射衰减量是最重要的设计指标。因为在隔声 屏障的声影区中所能感受到的噪声几乎全部是绕射声波。在决定隔声屏障的降噪 性能时一般只对绕射声进行计算，根据所需降噪量来确定隔声屏障的高度、长 度、材料以及结构和形状。在具体设计时还要同时考虑其它三个途径的影响，必 要时做一定的修正。由于噪声传播时存