王本君， 宋曉東， 崔清潔

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟(jì)南 250013)

1 概述

噪聲可能影響人的血管、消化、神經(jīng)等系統(tǒng)，尤其是聽覺系統(tǒng)，嚴(yán)重會造成聽力損傷或噪聲聾。十幾年來，山東電力工程咨詢院有限公司承攬了國內(nèi)十幾個大中型火力發(fā)電廠的工程EPC總承包項目，在設(shè)備噪聲控制方面一直是從設(shè)計技術(shù)要求角度對設(shè)備制造廠提出設(shè)備噪聲控制要求。在工程竣工前的噪聲監(jiān)測過程中遇到的設(shè)備噪聲超標(biāo)問題，通過實施降噪技術(shù)，也取得了滿意的效果。隨著我院參與國際工程總承包工作的開展，設(shè)備噪聲控制引起了更多的關(guān)注。2008年至2009年上半年，我院成立了設(shè)備噪聲攻關(guān)小組，并與國內(nèi)科研單位開展了技術(shù)合作，對國內(nèi)近期投產(chǎn)的不同型號火電機(jī)組進(jìn)行了現(xiàn)場監(jiān)測分析，并有針對性地提出了改進(jìn)措施。本文以300MW火電機(jī)組為例，基于現(xiàn)場監(jiān)測，分析研究和探討了主要設(shè)備的噪聲控制問題。

2 研究內(nèi)容

2.1 電廠基本情況簡介

本次研究針對山東某電廠設(shè)備運(yùn)行噪聲進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測，該電廠裝機(jī)規(guī)模為4×300 MW亞臨界參數(shù)燃煤發(fā)電機(jī)組。監(jiān)測期間全部正常運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷70%。

2.2 監(jiān)測內(nèi)容

對國內(nèi)建成的某300MW火電廠的設(shè)備正常運(yùn)行時產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行監(jiān)測，用數(shù)據(jù)說明設(shè)備實際運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲情況。

3 監(jiān)測依據(jù)

監(jiān)測的主要依據(jù)有，《工業(yè)企業(yè)噪聲測量規(guī)范》(GBF 122-88)、《聲學(xué)環(huán)境噪聲的描述、測量與評價 第1部分：基本參量與評價方法》(GB/T 3222.1-2006/ISO 1996-1∶2003)、《電力行業(yè)勞動環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 第3部分：生產(chǎn)性噪聲監(jiān)測》(DL/T 799.3-2002)、《聲級計電聲性能及測量方法》(GB/T 3875-83)、《風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測量方法》(GB/T 2888-91)、《聲級計檢定規(guī)程》(JJG188-2002)等。

4 監(jiān)測設(shè)備與方法

4.1 測試儀器

本次噪聲監(jiān)測所使用的儀器為聲望公司制造的BSWA-801型噪聲振動分析儀，該儀器精度等級均為1級。符合IEC60651-1979、IEC60804-1985、IEC61260-1995、GB/T3785-1983、GB/T17181-1997和GB/T3241-1998標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，符合JJG188-2002《聲級計檢定規(guī)程》對測量儀器的要求。且儀器已經(jīng)過有資質(zhì)的計量檢測單位的檢驗，并在有效使用期內(nèi)。

4.2 監(jiān)測方法

在研究過程中，對國內(nèi)建成的某300MW火電廠的設(shè)備正常運(yùn)行(機(jī)組負(fù)荷70%)時的主要噪聲源(表1)進(jìn)行監(jiān)測。本次監(jiān)測過程中，室外監(jiān)測時，風(fēng)速小于6米/秒左右。測點(diǎn)位置、數(shù)量根據(jù)被監(jiān)測設(shè)備大小、外形特征進(jìn)行設(shè)置，原則上監(jiān)測點(diǎn)水平距被監(jiān)測外殼1m，受現(xiàn)場條件限制，部分測點(diǎn)距設(shè)備水平距離大于1m。各點(diǎn)測量數(shù)據(jù)為1分鐘等效連續(xù)A聲級(Laeq)，同時進(jìn)行倍頻程頻譜分析。

4.3 監(jiān)測聲源設(shè)備

監(jiān)測聲源設(shè)備見表1。

表1 國內(nèi)某 300MW火電機(jī)組主要噪聲源一覽

4.4 監(jiān)測結(jié)果

設(shè)備噪聲監(jiān)測匯總表見表2。從監(jiān)測結(jié)果可見，大部分所監(jiān)測設(shè)備的噪聲值基本達(dá)到我國噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)，部分設(shè)備超標(biāo)需治理。其中個別設(shè)備超標(biāo)嚴(yán)重，如發(fā)電機(jī)、密封風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、濕式球磨機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)。根據(jù)不同的設(shè)備，應(yīng)該采取不同的降噪措施。

表2 設(shè)備噪聲監(jiān)測匯總表

5 設(shè)備噪聲特性分析及改進(jìn)措施

5.1 汽輪發(fā)電機(jī)組噪聲分析及改進(jìn)措施

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，由于已安裝隔聲間，汽輪機(jī)附近噪聲達(dá)標(biāo)，但發(fā)電機(jī)與勵磁機(jī)附近噪聲超標(biāo)。勵磁機(jī)端部的滑環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生高頻的噪音，需增加局部隔噪措施，研究表明隔聲間效果較明顯。隔噪措施建議如下：

⑴ 沿產(chǎn)生噪音的設(shè)備外輪廓線設(shè)置局部隔聲間，隔聲間由鋼框架和隔聲壁板組成；

⑵ 隔聲間壁板及隔聲門的隔聲量必須大于30dBA；

⑶ 隔聲間壁板及隔聲門結(jié)構(gòu)可采用“2mm鋼板+玻璃棉(48kg/m2)+1.5mm穿孔鋼板”，整體厚度不小于150mm。

隔聲間內(nèi)的散熱問題采用強(qiáng)制通風(fēng)的辦法解決，具體如下：

①在隔聲間下部設(shè)置進(jìn)風(fēng)口并配進(jìn)風(fēng)消聲器；

②在隔聲間頂部設(shè)置排風(fēng)口，安裝風(fēng)機(jī)及排風(fēng)消聲器；

③進(jìn)排風(fēng)消聲器均采用阻性片式結(jié)構(gòu)，消聲片長1800mm、片厚100mm、片間距200mm；

④消聲片可采用“金屬穿孔板+玻璃棉(48kg/m2)+金屬穿孔板”結(jié)構(gòu)，金屬穿孔板孔徑2-3mm、穿孔率30%，板厚不小于1.5mm；

⑤消聲器通流截面面積根據(jù)散熱所需風(fēng)量多少確定，消聲器內(nèi)空氣流速控制在8m/s以下；

⑥風(fēng)機(jī)數(shù)量、型號根據(jù)散熱所需風(fēng)量確定。

5.2 風(fēng)機(jī)類設(shè)備噪聲改進(jìn)措施

風(fēng)機(jī)類設(shè)備中包括送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、密封風(fēng)機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)六種，雖然各種風(fēng)機(jī)型號、外形尺寸不同但其噪聲機(jī)理相同，治理措施也基本相同。

5.2.1 送風(fēng)機(jī)

上述測試的送風(fēng)機(jī)周邊個別點(diǎn)最大噪聲超標(biāo)8dB(A)，考慮采取如下措施處理：

⑴ 對送風(fēng)機(jī)進(jìn)行封閉式隔聲處理，對目前國內(nèi)各廠家生產(chǎn)的送風(fēng)機(jī)外設(shè)置一層隔聲層。隔聲層由玻璃絲棉(容重48kg/m3)與鋼框架及金屬板組成?？蚣芙Y(jié)構(gòu)用來支撐金屬板和玻璃絲綿，框架外側(cè)用2mm后的鋼板網(wǎng)沿風(fēng)機(jī)外殼敷設(shè)，鋼板網(wǎng)與風(fēng)機(jī)外殼的間隙在50mm左右。鋼板網(wǎng)外側(cè)敷設(shè)玻璃絲綿，厚度100mm。然后按保溫層外護(hù)板的敷設(shè)方式敷設(shè)1.2mm鍍鋅鐵皮或彩鋼板。

⑵ 根據(jù)相關(guān)測試數(shù)據(jù)，送風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口1m處噪聲一般在100dB(A)以上，在采購風(fēng)機(jī)消聲器時，必須要求供貨廠家在目前國內(nèi)使用的消聲器的基礎(chǔ)上增加消聲器的設(shè)計消聲量，總消聲量必須大于25dB(A)。

⑶ 風(fēng)機(jī)氣流噪聲有一部分通過風(fēng)管向外輻射，故需對隔聲間外的進(jìn)排風(fēng)管道進(jìn)行隔聲包扎，材料選用1mm厚鍍鋅板和48kg/m3的玻璃絲棉，厚度100mm，敷設(shè)方式方法可按管道保溫處理結(jié)構(gòu)。

5.2.2 一次風(fēng)機(jī)

上述測試的一次風(fēng)機(jī)的噪聲超標(biāo)量在8dB(A)左右，噪聲最大部位為風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口附近、風(fēng)機(jī)傳動軸和電動機(jī)風(fēng)扇附近。

進(jìn)風(fēng)口的噪聲超標(biāo)主要是因為進(jìn)風(fēng)口的消聲器降噪效果不夠，處理方法與送風(fēng)機(jī)類似。

風(fēng)機(jī)傳動軸附近噪聲超標(biāo)的原因主要是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對較高，其傳動軸上的聯(lián)軸器在高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪聲沒有消聲措施。建議在風(fēng)機(jī)采購時要求供貨廠家在聯(lián)軸器周圍配備局部隔音罩。

電動機(jī)風(fēng)扇附件的噪聲超標(biāo)是因為其風(fēng)扇轉(zhuǎn)速較高而產(chǎn)生的噪聲沒有消聲措施。建議在采購較高轉(zhuǎn)速的電動機(jī)時要求供貨廠家對風(fēng)扇的噪聲采取降噪措施。

5.2.3 引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)

上述測試的引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)噪聲超標(biāo)量均在5dB(A)左右，由于引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)進(jìn)排風(fēng)口均與其它設(shè)備相連故只需對風(fēng)機(jī)本體及進(jìn)排風(fēng)管道進(jìn)行隔聲處理即可，其具體治理措施可參考送風(fēng)機(jī)治理措施。

5.2.4 密封風(fēng)機(jī)

本次監(jiān)測的密封風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)直接來自大氣，風(fēng)機(jī)噪聲的形成于一次風(fēng)機(jī)的相同。但由于密封風(fēng)機(jī)的壓頭較高，其噪聲明顯提高，對它的噪聲治理措施基本與送風(fēng)機(jī)的相同，其入口消聲器的總消聲量必須大于30dB(A)，風(fēng)機(jī)外殼的隔聲玻璃絲綿厚度不小于150mm，其進(jìn)出口風(fēng)道(磨煤機(jī)進(jìn)口調(diào)節(jié)風(fēng)門之前)的隔聲玻璃絲綿厚度不小100mm。

5.2.5 氧化風(fēng)機(jī)

⑴上述測試的氧化風(fēng)機(jī)的隔音罩外的噪聲超標(biāo)量10dB(A)，而隔音罩內(nèi)的噪聲達(dá)到107dB(A)，說明現(xiàn)有隔音罩的降噪量只有12dB(A)。

建議在今后的類似工程采購時必須明確要求供貨廠家的隔音罩的降噪量必須達(dá)到25 dB(A)以上。

⑵ 對隔聲間外的進(jìn)、排風(fēng)管道進(jìn)行隔聲包扎，隔聲層計權(quán)隔聲量一般Rw＞25dB(A)，包扎方法可按管道保溫包扎的結(jié)構(gòu)形式，包扎厚度100mm。材料選用上建議用1.2mm厚鍍鋅板或彩鋼板，中間填充48kg/m3的玻璃棉。

⑶ 隔聲間必須設(shè)置通風(fēng)口，把設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量排出。為防止噪聲外泄，通風(fēng)口處要安裝消聲器。

在隔聲間下部設(shè)置進(jìn)風(fēng)口并配進(jìn)風(fēng)消聲器；在隔聲間頂部設(shè)置排風(fēng)口及排風(fēng)消聲器；消聲器的降噪量必須在30dB(A)以上。

⑷ 防止固體傳聲，管道不可與墻面、地面進(jìn)行剛性連接，管道支架、吊架均需加裝隔振器。

5.3 泵類設(shè)備噪聲治理

對目前國內(nèi)生產(chǎn)的大部分泵類設(shè)備而言，一般不需要采取特別的降噪措施，對一些高速的泵類如給水泵，采用目前廣泛采取的隔聲罩是一種有效的降噪措施。

5.4 濕式球磨機(jī)噪聲治理

磨機(jī)的噪聲治理技術(shù)主要分為兩大方面：一方面是對其結(jié)構(gòu)改造，例如調(diào)整波形襯板的螺旋線性布置、在襯板與外殼之間加厚彈性阻尼減振層、適當(dāng)降低鋼球尺寸或采用多面體鋼球研磨體等；另一方面是在設(shè)備外安裝降噪設(shè)備，如筒體外殼加阻尼層、隔聲套、隔聲罩等。

針對目前國內(nèi)制造的濕式球磨機(jī)，建議采取與鋼球磨煤機(jī)類似的隔聲間，但所用材料必須是防水性/耐水性的。

6 結(jié)語

以上所述監(jiān)測的某電廠機(jī)組負(fù)荷為70%，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷增加時，部分設(shè)備噪聲值還會提高，如一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)等。根據(jù)聲學(xué)基本原理，即使聲能量加倍，對同一測點(diǎn)的影響只增加3dB，故理論可以斷定當(dāng)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時，電廠各設(shè)備噪聲增加不超過3dB(A)。

上述設(shè)備監(jiān)測部分點(diǎn)位不在設(shè)備外一米處，如風(fēng)機(jī)測點(diǎn)，由于基礎(chǔ)高度導(dǎo)致測量距離不是凈距離。由于測點(diǎn)距設(shè)備很近，此時設(shè)備相對于測點(diǎn)屬于體聲源，設(shè)備近場一定范圍內(nèi)，聲衰減基本等于零。但是，結(jié)合以往經(jīng)驗，這樣的測試值與風(fēng)機(jī)本體外一米處測試值基本相同，差值可忽略不計。

本研究在詳細(xì)分析各噪聲源噪聲的產(chǎn)生原因機(jī)理的基礎(chǔ)上，對各噪聲源提出了工程或設(shè)備降噪措施，尤其對超標(biāo)設(shè)備提出了合理的降噪措施。本文對新建電廠以及老電廠改造具有一定的實際意義。

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