天津华电武清燃气分布式能源站噪声治理

天津华电武清燃气分布式能源站噪声治理

刘锋张玥何金龙

天津华电福源热电有限公司1天津301700

上海申华声学装备有限公司2上海200070

摘要：针对天津华电武清燃气分布式能源站的噪声问题，从该工程噪声产生的机理开始，经过对能源站内主要噪声源进行声环境分析及声学计算，采取吸隔声墙体、消声器、声屏障等措施对相应区域进行噪声治理，进行治理后，厂界和敏感点的噪声均达到了设计要求

关键词：声学；分布式能源站；噪声治理

1引言?

天津华电武清燃气分布式能源站在项目建设时期，因厂区内部部分区域产生的噪声，导致厂界噪声不能达标。在针对厂区内部的主厂房、机力通风冷却塔、水泵房、调压站等主要噪声源进行声学分析计算后制定了相应的噪声治理方案，2015年3月噪声治理工程施工完毕，现场测试表明，取得了良好的效果，厂界噪声达到了《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)中3类标准。

2工程概况

天津华电福源热电有限公司燃气分布式能源站一期工程厂址位于天津市武清开发区三期范围内，拟采用燃气-蒸汽联合循环机组实现冷热电三联供，配套建设冷热管网，向武清开发区及部分武清城区提供采暖、蒸汽、集中制冷和生活热水，发电送入电网。

本工程为新建工程，规划装机容量4×200MW级燃气-蒸汽联合循环供热机组，分二期建设，一期工程建设2×200MW级机组。

3厂区主要噪声源噪声产生的机理

3.1汽轮机、发电机组噪声

发电机组噪声主要由排气噪声、机械噪声、燃烧噪声、冷却风扇和排风噪声、进风噪声、发电机噪声6类噪声源汇集而成的综合面声源。

1.发电机噪声

发电机噪声包括定子和转子之间的磁场脉动引起的电磁噪声，以及滚动轴承旋转所产生的机械噪声[1]。

2.排气噪声

排气噪声是一种高温、高速的脉动性气流噪声，是发动机噪声中能量最大的一种，其噪声可达100db以上，是发动机总噪声中最主要的组成部分[2]。

3.机械噪声和燃烧噪声

机械噪声主要是发动机各运动部件在运转过程中受气体压力和运动惯性力的周期变化所引起的震动或相互冲击而产生的[1]。

4.冷却风扇和排风噪声

风扇噪声是由涡流噪声、旋转噪声以及机械噪声组成。排风噪声、气流噪声、风扇噪声、机械噪声会通过排风的通道传播出去[2]。

汽轮机、发电机组噪声的特点：

(1)主要在主厂房内，辐射声源较多。

(2)噪声频带宽，大多呈现在中低频段，传播远，衰减慢。

3.2机力通风冷却塔噪声

冷却塔的噪声源主要包括风机的空气动力噪声、机械噪声和落水噪声。根据类似工程的冷却塔噪声源主要有如下特点：

(1)距离轴流风机管口处的噪声是由于空气在冷却塔顶导流管内产生湍流和摩擦，激发的压力扰动产生噪声，同时桨叶与空气作用产生振动向外辐射噪声[1]。因此，风机的空气动力噪声是对外部环境影响的主要声源[3]。

(2)风机的机械噪声主要是由于风机旋转部件的不平衡导致结构发生振动从而引起塔体表面辐射噪声[1]。由于风机支架与塔体之间安装了减振器，机械噪声为次要声源[3]。

(3)冷却塔的循环水经填料层自由下落到落水槽所产生冲击噪声的强度与落水速度的平方成正比，同时，淋水噪声声压级大小也与淋水密度成正比[3]。

冷却塔噪声的特点：

(1)辐射声源单一，声源面积较大。

(2)噪声频带宽，风机噪声与淋水声互相叠加使噪声在全频带强度均较强。

3.3水泵房噪声

泵房噪声是由机泵工作噪声和电机噪声等引起的综合噪声源。作为电机噪声，主要有:空气动力性噪声、机械性噪声和电磁噪声三部分，当电机工作时，冷却空气的气流噪声加上风扇高速旋转的叶片噪声组成空气动力性噪声。机械噪声包括轴承噪声及电机转子不平衡转子受“沟槽谐波力”作用等引起的结构振动而产生的噪声。电磁噪声是由定子与转子之间交变电磁引力、磁滞伸缩引起的泵房噪声向外传递的主要途径是空气传递和固体传声[1]。

机泵房噪声的特点：

(1)主要在机泵房内，辐射声源较多，声源较为集中。

(2)噪声频带宽，声叠加效应明显。

3.4变压器噪声

变压器噪声是由本体结构设计、选型布局、安装、使用过程中，变压器本体及冷却系统产生的不规则、间歇、连续或随机引起的机械噪声及空气噪声总和[1]。

变压器噪声的特点：

(1)主要是风机噪声较为明显。

(2)噪声主要集中在低频段，中高频段噪声较弱。

4噪声分析

4.1噪声控制目标

4.1.1控制目标

本项目厂界噪声执行《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)中的3类标准。具体标准值见下表。

4.1.2保护目标

厂址位于武清开发区，厂界四周大多为农田以及工业企业，在厂界噪声有效范围内无敏感点。

4.2噪声源分析

4.2.1噪声理论与实测数据

该工程的主要针对厂区内对厂界噪声影响较大的主要噪声源，通过对相应区域进行噪声治理，使厂界噪声能够达标。

图1具体声源分布及降噪措施配置图

Fig.1Schematicofnoisesourcedistributionandnoisecontrolmeasures

4.2.2厂区噪声模拟

根据已有的“厂区总平面布置图”以及噪声监测结果，以厂界噪声治理目标为依据，使用声学模拟软件“cadna”对其进行了厂区声环境质量模拟，宽频噪声模拟结果如下：

图2现有厂区声环境模拟图

Fig.2Simulationofexistingplantsoundenvironmentduct

根据模拟结果来看，厂界的噪声值峰值在68.7dB(A)左右，噪声值最低处在西南厂界处，为47.3dB(A)；由模拟图可见，主厂房、冷却塔、燃机以及水泵房对附近厂界区影响较为严重，不整合其余噪声源也使得冷却塔周围厂界区不能达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)中的3类标准。

通过计算机声学模拟与实测数据的对比，实测数据经过背景噪声修正后与模拟数据基本上吻合，因此模拟数据基本可以体现现场的噪声状况。

就目前的情况而言，工程建设完成后，四面厂界厂界区域的噪声排放均会超标，必须进行噪声治理。

5治理措施

5.1噪声治理方案

根据声学模拟的结果，针对主要噪声源区域进行噪声治理具体方案如下：

5.1.1主厂房区域

1)主厂房墙体土建位置以上采用吸隔声墙体结构。

2)门、窗采用隔声门、窗。

3)主厂房进风口设置进风消声器，屋顶风机设置排风消声器。

4)管道穿墙处进行隔声封堵，确保不出现漏声现象。

5.1.2余热锅炉区域

1)锅炉顶部汽包层利用原有钢架结构设置炉顶隔声罩，罩体采用吸隔声屏体，在满足荷载要求的同时保证墙体、屋面的隔声要求。

2)余热锅炉给水泵布置在水泵房内。水泵房门、窗采用隔声门、窗，通风口设置进、排风消声器。

5.1.3机力通风冷却塔区域

1)机力通风冷却塔进风口设置进风消声导流装置，降低淋水噪声及从排风口下传的风机噪声。

2)机力通风冷却塔风机排风口设置排风导流筒及排风消声导流装置。

3)在适当位置安装隔声门。

5.1.4水泵房区域

1)综合水泵房设置隔声门、隔声窗；通风口设置进、排风消声器。

2)循环水泵房设置隔声门、隔声窗；通风口设置进、排风消声器。

5.1.5天然气调压站区域

根据声学计算和模拟在受天燃气调压站区域影响未达标的厂界设置吸隔声屏障。

方案示意图见图3。

图3降噪设计方案布置图

Fig.3Arrangementofthenoisecontroldesignduct

根据设计方案的布置方式，使用声学模拟软件“cadna”重新对厂区进行了厂区声环境质量模拟，模拟结果如下：

图4治理后厂区声环境模拟图

Fig.4Simulationofafterthegovernanceplantsoundenvironmentduct

从声环境模拟结果来看，降噪方案实施后，冷厂界噪声均降至55dB(A)以下，符合厂界噪声治理目标的要求。

6治理效果

本工程于2015年3月按照噪声治理方案施工结束。工程实施后，我厂对该工程进行了现场测试(测试仪器为AWA6218A+噪声统计分析仪)，测试结果如表4所示：

实施噪声治理方案后监测表明：

由以上测试数据可知，治理前的几个监测点噪声值均达到了厂界的噪声限值要求。

7结语

本噪声综合治理工程达到了设计预期的要求，厂界噪声达到了《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)中3类标准。

参考文献

[1]马大猷.噪声与振动工程控制手册[M].北京:机械工业出版社,2002.

MaDa-you.NoiseandVibrationControlEngineeringManual[M].Beijing:ChinaMachinePress.2002.(inChinese)

[2]吕玉恒,王庭佛.噪声与振动控制设备及材料选用手册[M].北京:机械工业出版社,1999,5.

LüYuheng,WANGTingfou.Handbookofnoiseandvibrationcontrolequipmentandselection[M].Beijing:ChinaMachinePress.1999,5.

[3]倪学良.自然通风冷却塔的噪声污染[J].工业用水与废水，2001,5

NIXueliang.Naturaldraftcoolingtowernoisepollution[J].Industrialwaterandwastewater,2001,5