自然通风冷却塔噪声治理技术

1、文章编号:1006-1355(2009S1-0047-03自然通风冷却塔噪声治理技术徐志清1,王华伟1 ,孙远涛1(1.国电科学技术研究院,南京 210031摘 要:针对电厂自然通风冷却塔的噪声污染问题进行调查和分析,结合国内外冷却塔噪声治理技术及治理的范例进行方案探讨,主要针对通风消声片法和隔声屏障法的具体运用进行分析。关键词:声学;冷却塔;噪声;治理中图分类号:TB535文献标识码:BBlower power plant noise control technology and its applicationXu zhi-qing1,Wang hua-wei1,sun yuan-tao1(

2、1. State Power Science and Technology Research Institute, Nanjing 210031, ChinaAbstract: Natural ventilation for cooling tower power plant noise pollution investigation and analysis of cooling tower at home and abroad and noise control technology and management to explore an example of the program,

3、the main silencer for ventilation and noise barriers chip the concrete application of law analysis.Key words: acoustics;cooling tower; noise; control电厂在运营期间运行期噪声主要包括厂房噪声、冷却塔噪声、运煤系统噪声(列车噪声、翻煤机噪声等。在此,我们重点对冷却塔噪声进行分析。为了解冷却塔噪声源特性,采用噪声源的类比调查,以荆门电厂配备两台600MW机组和两台直径120m的水冷双曲冷却塔根据现场测量,冷却塔的落水噪声频谱分析见表1,噪声值随距离衰减

4、见表2。表1 冷却塔噪声频谱分析收稿日期:2009-4-16作者简介:徐志清(1966 -,男,江苏张家港人,高级工程师,目前从事电力环境保护与研究。Email:xuzhiqing表2: 冷却塔噪声随距离衰减情况根据荆门电厂的冷却塔噪声特性分析结果,水冷双曲冷却塔的落水噪声的频率特性以中、高频为主,随距离衰减趋势明显,到190m处基本能达城市区域环境噪声标准(GB3096-1993中3类区标准。1 冷却塔淋水噪声治理对策与技术可行性分析1.1 落水消声垫法落水消能技术是一种用于降低冷却塔淋水噪声的装备技术。该技术利用斜面消能降噪原理,在冷却水直接撞击水面之前,使落水先在斜面上以无声擦贴的接触形

5、式实现缓冲消能减速的一种过渡降噪装置;它隔断了冷却塔落频率 Leq(dB备注31.5626360.412562.2 25061.7 50070.5 100073.2 200071.4 400072 800069.7测量距离20m;测量高度1.5m;离冷却塔距离(m Leq(dB20 7850 64.860 64.7100 61.6150 57.9190 53.2 自然通风冷却塔噪声治理技术472009年6月噪声与振动控制第S1期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,取得削减落水冲击噪声的治理效果,是一种针对塔内声源源头的一项治理技术。从小型试验结果看,该

6、装备技术的落水消能能力可达15dB。但是由于没有较大规模的工程成功实例,同时工程放大后的实际降噪效果仍然无法完全预见,材质的耐久性、设备工艺参数的规范化仍然需要不断完善。因此采用该技术实施荆门发电厂冷却塔噪声治理存在不确定性。1.2建隔声房屋等建筑物这是一种一举两得的方法,即在噪声源周围一定距离内建筑高大房屋(如库房,在房屋外使用吸声材料,但对于荆门电厂的情况不适合,由于水塔进风口高,为了防止声音绕射,建筑物必须比较高大,另外荆门电厂的冷却塔距离厂界较近,没有场地条件。1.3使用淋水导流装置淋水导流片技术在机力通风塔上有过应用,在水滴淋下的路径上加装大量纤维片,导引水从纤维上滑落,减少水溅落的

7、噪声,目前没有使用在大型冷却塔的先例。1.4隔声屏障法在冷却塔周围或厂界处局部设置隔声屏障可在一定程度和范围内降低冷却塔噪声对受声点的影响。这种方法在华电扬州电厂已有应用。华电扬州两台6500m2冷却塔毗邻厂界,而厂界外隔一条路就是居民房屋,其水塔边缘的噪声值和厂界噪声值与荆门电厂基本相同。国电环境保护研究院为该厂设计了多种降噪方案,通过经济性能比较,最终采用的是隔声吸声屏障法,共投资100余万元在水塔的靠近居民区一侧构筑125米长8米高隔声屏障,。其治理后的厂界噪声值达到工业企业厂界噪声标准II类区的控制标准。隔声屏障法的特点是受声点必须控制在声屏障影射区内,隔声降噪效果明显,扬州电厂声屏障

8、的成功就是将受声点很好的控制在了影射区内。而荆门电厂厂界居民分布不均,居民建筑物以三至四楼为主,使用声屏障法很难将各受声点控制在影射区内,所以使用声屏障法存在一定的风险。从技术的可靠性、投资的规模、材料的耐久性、成功实例的验证等方面看,隔声屏障技术相对成熟。隔声屏障设计中,要充分注意结构设计,解决大面积隔声设施的抗风载问题。1.5通风消声片法在冷却塔进风口安装通风消声片,通过消声片的消声作用,来减少冷却塔噪声对外界的影响。这种方法也有人称为消声器法。这种技术引进于德国,在冷却塔进风口周围的一定设计距离设置一定数量消声装置,从声学、空气动力性和结构力学三方面综合考虑,其综合性能较为突出。在国内和

9、国外都有成功的先例,但一次性投资大,一般投资均在千万元以上。降噪量(插入损失可以达到30dBA,甚至更高。缺点是通风量受到影响从而会略微影响冷却塔的散热效果,但准确的设计可以使影响降低到最小。2 通风消声片法设计分析2.1通风消声片设计通风消声片是一种既能减少声音衰减又能允许气流通过的消声装置,它是一种阻性消声器,是利用气流管道内的不同结构形式的多孔吸声材料吸收声能,降低噪声的消声装置。其吸声性能主要取决于消声片的片厚,片间距以及片长。当消声片结构中的吸声片、风速及有效长度都确定的条件下,消声片的性能取决于消声片间的距离,而消声片的用料及厚度将决定消声导流结构的消声频率特性,片厚增大,可提高低

10、频消声性能,但也会带来阻力及体积增大的问题。为了控制厂界噪声和敏感点噪声,在冷却塔朝向厂界及敏感点的方向沿冷却塔进风口安装高12m的消声导流片,消声导流片沿冷却塔进风口长约为200m。消声片阻力系数降噪前最近厂界点声压级dBA降噪后最近厂界点声压级dBA消声器降噪量dB换热量下降率 通风量下降率5.834 79 55 24 1.336 % 3.877%2.2采用通风消声片法对冷却塔通风量及水温的影响自然通风逆流湿式冷却塔,其散热原理是:塔外冷空气进入冷却塔后,吸收热水蒸发的热量以及与热水接触的交换的热量.塔外冷空气进入塔内,吸收了热水的蒸发热量及接触热量以后,自身的温度增加,湿度变大,密度变小

11、,成为饱和或接近饱和的湿空气。因此,塔外空气温度低,密度大.塔内空气湿度高,密度小,形成了压差,从而形成了空气流动.塔内的热空气从塔顶排出,塔外的冷空气由进风口进入冷却塔,保证了热水的热量源源不断地传给空气,散发到大气当中。由此,可得出冷却塔的换热量Q 等于热水与热空气的接触散热量Q 1,加上热水的蒸发热Q 2.有: 21Q Q Q += 又, F t Q -=(1 式中,为空气与水的散热系数 F 为空气与水的接触面积 t 为热水的表面温度 为空气的干球温度F Q +=("2式中,为水汽化潜热 "饱和水蒸汽分压 湿空气水蒸气分压 为散质系数因此,只要塔外空气湿度比热水低,或

12、者空气相对湿度<100%,冷却塔均能起到冷却作用,把热水的热量交换给空气,从而达到冷却热水的作用。2.3荆门电厂通风消声片法降噪数据以下为采用通风消声片法治理得出的分析数据:该设计可确保在冷却塔噪声影响的范围里,厂界噪声控制在GB 12348-1990类标准,即(等效声级L eq 昼间低于65dBA ,夜间低于55dB(A。对于夜间的频繁(如排气、撞击突发噪声,其峰值不准超过标准值10db(A,夜间偶然(短促鸣笛声,其峰值不准超过标准值15dB(A。冷却塔临近厂界外的敏感点执行城市区域环境噪声标准(GB3096-1993类标准。即(等效声级L eq 昼间低于65dB(A,夜间低于55dB

13、(A,夜间突发的噪声,其峰值不准超过标准值15dB(A。2.4 通风消声片法设计注意事项(1适宜的消声装置阻力系数,在考虑消声装置的上限和下限截止频率以及降噪量满足冷却塔要求的前提下,加大整个消声装置的通风面积,力争使消声器的净通道面积大于原进风口面积,使消声器内的风速低于原进风口风速;(2消声片选用表面光滑空气摩擦阻力系数低的护面材料,最大程度地降低消声装置的摩擦阻力损失;(3沿冷却塔周围根据对厂界点超标贡献程度的不同,从空气动力性能和降低成本考虑,选用不同结构尺寸、空气动力性能的消声片,降低风速,从而进一步降低通风阻力;(4冷却塔周围部分区域的消声片设计成可调节式,以满足冷却塔在短期高温条件下需加大通风量的需求;(5在进风消声片顶部到冷却塔的进风口上沿设置特殊形状的导流体,减少进风涡流,使进风速度梯度更加平缓,从而降低风阻