梁常德,毛瑞勇,龔鳳海,歐炎
(1.深圳市人居環(huán)境技術(shù)審查中心,深圳518057;2.貴州大學(xué),貴陽 550025;3.北京綠創(chuàng)聲學(xué)工程股份有限公司,北京102200)
燃?xì)猕D蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組以天然氣、燃油和整體煤氣化為主要燃料[1]。由于天然氣是石化能源中最潔凈的燃料,在燃燒性能、熱值、運(yùn)輸?shù)雀鞣矫娑汲尸F(xiàn)了優(yōu)越的性能,以天然氣為燃料的燃?xì)狻羝啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組與常規(guī)火力發(fā)電機(jī)組相比具有最低的污染排放[2]。由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和蒸汽輪機(jī)組成的聯(lián)合循環(huán)電廠由于高效率、低排放、運(yùn)行方式靈活、調(diào)峰性能好,在發(fā)電領(lǐng)域中起著日益重要的作用,我國政府大力鼓勵(lì)發(fā)展以天然氣為燃料的燃?xì)狻羝啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)。然而,以天然氣為燃料的聯(lián)合循環(huán)熱電廠有一個(gè)不容忽視的環(huán)境問題,即噪聲污染問題[3]。由于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠大多建設(shè)在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、人口較稠密的大、中城市附近,且電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單,設(shè)備較少,廠區(qū)面積小,設(shè)備與廠界距離較近,噪聲對廠界和周圍環(huán)境(主要是居民敏感點(diǎn))往往造成污染。本文將結(jié)合工程實(shí)踐總結(jié),對以天然氣為燃料的燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠主要噪聲源進(jìn)行分析,并探討性地提出該類電廠相關(guān)噪聲控制技術(shù)措施。
根據(jù)多個(gè)以天然氣為燃料的燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠(如北京太陽宮燃?xì)鉄犭姀S、北京鄭常莊燃?xì)鉄犭姀S、杭州半山燃?xì)鉄犭姀S和廣州大學(xué)城分布式能源站等)噪聲治理工程中的實(shí)踐,燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠廠區(qū)內(nèi)噪聲主要分布區(qū)域有蒸汽輪機(jī)房(又稱主廠房)、燃?xì)廨啓C(jī)區(qū)、余熱鍋爐區(qū)、機(jī)力通風(fēng)冷卻塔區(qū)、變壓器區(qū)、天然氣調(diào)壓站等,以及循環(huán)水泵房、化水車間、綜合水泵房等輔助設(shè)備房,主要聲源設(shè)備區(qū)的典型噪聲值如下表1。
典型的燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠廠區(qū)分布有燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)、蒸汽發(fā)電機(jī)、機(jī)力通風(fēng)冷卻塔、燃機(jī)主變壓器、汽機(jī)主變壓器、天然氣增壓設(shè)備以及各種輔機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等上百個(gè)聲源設(shè)備。根據(jù)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠特點(diǎn),擬重點(diǎn)對設(shè)備相對集中、噪聲輻射面廣、對環(huán)境噪聲貢獻(xiàn)明顯;且治理難度較大的聲源區(qū)域進(jìn)行分析。根據(jù)工程實(shí)踐,不同燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠雖然采用的機(jī)組型號(hào)、品牌、機(jī)組數(shù)量等不同,但同類噪聲源設(shè)備的噪聲值及頻譜相差不大。為便于分析,下述所引用的噪聲數(shù)據(jù)均為同類工程實(shí)測噪聲數(shù)據(jù)。
1.2.1 蒸汽輪機(jī)房(主廠房)區(qū)域噪聲分析
國內(nèi)典型的燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠,其蒸汽輪機(jī)房主體結(jié)構(gòu)一般為下部墻體混凝土結(jié)構(gòu)、中上部墻體輕質(zhì)彩鋼壓型板結(jié)構(gòu)的三層高大廠房,上下層之間為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架連通結(jié)構(gòu)(即沒有明顯的實(shí)體地板隔離)。一層主要有凝汽器,凝結(jié)水泵及各類管道閥門等設(shè)備;二層主要有均壓箱、軸封加熱器及蒸汽管道等設(shè)備;三層主要有發(fā)電機(jī)、蒸汽輪機(jī)、勵(lì)磁器及各種管道。
(1)蒸汽輪機(jī)及其發(fā)電機(jī)組噪聲
蒸汽輪機(jī)及其發(fā)電機(jī)組一般均配有機(jī)體隔聲罩,由于聲源強(qiáng)度高,且隔聲罩對不同頻譜隔聲的可選擇性較差,因此,蒸汽輪機(jī)及其發(fā)電機(jī)隔聲罩外噪聲值仍然較高,聲級(jí)一般大于85 dB(A),且500 Hz以下的低頻成分較豐富,如圖1所示。
(2)蒸汽輪機(jī)廠房內(nèi)噪聲
蒸汽輪機(jī)房內(nèi)主要輔助設(shè)備聲源有:潤滑和密封油儲(chǔ)存、冷油及凈化裝置;真空泵、凝結(jié)水泵;自動(dòng)濾水器;熱網(wǎng)系統(tǒng)的各種泵(循環(huán)水泵、疏水泵、補(bǔ)水泵、定壓泵、采暖泵等);開、閉式冷卻水泵軸封加熱器、軸封風(fēng)機(jī)等。機(jī)組運(yùn)行時(shí),多個(gè)高強(qiáng)聲源設(shè)備同時(shí)在一個(gè)封閉空間輻射噪聲,直達(dá)聲和反射聲相互疊加,由于廠房為多層連通結(jié)構(gòu),廠房內(nèi)不同空間位置的噪聲值差別不大,聲級(jí)一般在90 dB(A)~100 dB(A)之間,且低、中、高頻率聲級(jí)均較高,頻帶寬,整個(gè)廠房內(nèi)近似混響聲場,如圖2所示。
表1 燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠主要聲源區(qū)域及設(shè)備噪聲Fab.1 The main sound source area and equipment noise for gas-steamcombined cycle power plant
圖1 蒸汽輪機(jī)組噪聲頻譜特性Fig.1 Steamturbine noise spectrumcharacteristics
圖2 蒸汽輪機(jī)廠房內(nèi)噪聲頻譜特性Fig.2 The indoor noise spectrumcharacteristics of steamturbine workshop
1.2.2 燃?xì)廨啓C(jī)區(qū)域噪聲分析
(1)燃?xì)廨啓C(jī)及其發(fā)電機(jī)組噪聲
燃?xì)廨啓C(jī)組在廠區(qū)一般為露天布置,燃?xì)廨啓C(jī)因功率大,屬于高強(qiáng)噪聲源,近場噪聲級(jí)一般大于85 dB(A),其低、中、高頻率聲級(jí)均較高,屬寬頻噪聲,如圖3所示。噪聲主要來自于燃?xì)廨啓C(jī)本體(含軸承冷卻空氣模塊)、燃機(jī)發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)風(fēng)口和煙囪排氣口。
(2)燃?xì)廨啓C(jī)組進(jìn)氣管壁輻射噪聲
燃?xì)廨啓C(jī)增壓機(jī)和透平機(jī)的高噪聲透過燃?xì)廨啓C(jī)組進(jìn)氣管管壁向外輻射,同時(shí)氣流激發(fā)管道振動(dòng)輻射噪聲,燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣管壁輻射的噪聲一般大于85 dB(A),含有較多的低頻成分。由于燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣管道分布面積較大,相當(dāng)于一個(gè)大而強(qiáng)的面聲源。
(3)燃?xì)廨啓C(jī)組空氣過濾器進(jìn)風(fēng)口噪聲
圖3 燃?xì)廨啓C(jī)組噪聲頻譜特性Fig.3 Gas turbine noise spectrumcharacteristics
通過燃?xì)廨啓C(jī)空氣過濾器進(jìn)風(fēng)口輻射的噪聲,其聲級(jí)一般大于80 dB(A),低頻成分多。噪聲通過空氣過濾器后雖得到較大幅度衰減,但過濾器對噪聲的衰減有明顯的選擇性,即高頻衰減多,低頻衰減少,因此,從空氣過濾器進(jìn)風(fēng)口輻射的噪聲往往以500 Hz以下低頻為主,如圖4所示。
圖4 燃?xì)廨啓C(jī)組空氣過濾器進(jìn)風(fēng)口噪聲頻譜特性Fig.4 Gas turbine inlet air filter noise spectrumcharacteristics
1.2.3 余熱鍋爐區(qū)域噪聲分析
余熱鍋爐在廠區(qū)一般為露天布置,包括鍋爐本體、鍋爐給水泵區(qū)、煙囪等。
(1)鍋爐本體噪聲
余熱鍋爐本體噪聲主要有鍋爐和煙囪之間膨脹節(jié)的漏聲、鍋爐水平煙道輻射噪聲、鍋爐頂層中高壓給水調(diào)節(jié)閥后隔離閥節(jié)流噪聲,以及鍋爐制氧罐噪聲等。余熱鍋爐本體近場平均噪聲級(jí)一般大于80 dB(A),主要集中在500 kHz以下頻段,如圖5所示。
(2)鍋爐給水泵區(qū)噪聲
余熱鍋爐區(qū)域地面層一般設(shè)置有低壓省煤器循環(huán)水泵和高中壓給水泵等,采取露天布置或置于半封閉水泵間。鍋爐給水泵區(qū)噪聲主要有電磁噪聲、機(jī)械噪聲、流體通過管道和閥門的節(jié)流噪聲等,其近場噪聲級(jí)一般大于85 dB(A),且低、中、高頻率聲級(jí)均較高,其中125 Hz~1 000 Hz頻段噪聲相對較大,屬寬頻噪聲,如圖6所示。
圖5 余熱鍋爐本體噪聲頻譜特性Fig.5 Waste heat boiler noise spectrumcharacteristics
圖6 余熱鍋爐給水泵區(qū)噪聲頻譜特性Fig.6 Waste heat boiler feed pump noise spectrumcharacteristics
(3)鍋爐煙囪排口噪聲
從余熱鍋爐煙囪排口輻射的噪聲主要包括:燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生的燃燒噪聲經(jīng)過鍋爐主體和煙道自然衰減到達(dá)鍋爐煙囪排口的噪聲、鍋爐和煙道局部結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生的湍流噪聲和煙囪排口的氣流再生噪聲,其最大特點(diǎn)就是低頻非常豐富,因?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生的高強(qiáng)燃燒噪聲經(jīng)過余熱鍋爐后,高頻部分得到衰減,而低頻衰減卻很小。根據(jù)實(shí)測,余熱鍋爐煙囪排口噪聲一般大于90 dB(A),主要集中在500 Hz以下頻段,越到高頻段聲級(jí)越小,呈陡降型曲線,如圖7所示。
泿水,從禱過山下流出,一直流向南方的大海。水中有很多虎蛟,身體像魚,長著蛇的尾巴,發(fā)出的聲音好像鴛鴦鳴叫。據(jù)說吃了它們的肉不會(huì)生毒瘡,還能治愈痔瘡。
1.2.4 機(jī)力通風(fēng)冷卻塔區(qū)域噪聲分析
大型機(jī)力通風(fēng)冷卻塔噪聲主要包括淋水噪聲、風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲、冷卻塔電機(jī)噪聲、傳動(dòng)裝置(減速箱及傳動(dòng)軸)產(chǎn)生的機(jī)械噪聲、減速箱及其電機(jī)振動(dòng)導(dǎo)致的固體傳聲等[4]。
(1)冷卻塔風(fēng)口輻射噪聲
燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)冷熱電廠機(jī)組的冷卻水系統(tǒng)常采用機(jī)力通風(fēng)冷卻塔進(jìn)行冷卻,并配置有多組多格冷卻塔。機(jī)力通風(fēng)冷卻塔區(qū)域噪聲成分中,主要是從進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口輻射的噪聲。進(jìn)風(fēng)口輻射的噪聲,主要為淋水噪聲,此部分噪聲由水的勢能撞擊冷卻塔中的填料和集水池水面產(chǎn)生。其次還有通過風(fēng)筒逆向輻射出來的軸流風(fēng)機(jī)噪聲,以及排風(fēng)口輻射的噪聲,即軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力性噪聲。此部分噪聲由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。進(jìn)風(fēng)口噪聲和排風(fēng)口噪聲,一般都大于80 dB(A),主要集中在1 000 Hz以下中低頻段,呈現(xiàn)中低頻特性,如圖8所示。
圖7 余熱鍋爐排口噪聲頻譜特性Fig.7 Waste heat boiler exhaust noise spectrumcharacteristics
圖8 機(jī)力通風(fēng)冷卻塔風(fēng)口噪聲頻譜特性Fig.8 Cooling tower outlet noise spectrumcharacteristics
(2)冷卻塔振動(dòng)“二次”噪聲
目前,國內(nèi)機(jī)力通風(fēng)冷卻塔在設(shè)計(jì)時(shí)大多將動(dòng)力設(shè)備與其基座剛性連接,而基座平臺(tái)往往與冷卻塔塔體相連。冷卻塔高速旋轉(zhuǎn)時(shí),在動(dòng)力設(shè)備的激勵(lì)下,必然會(huì)引起冷卻塔墻體出現(xiàn)高頻強(qiáng)迫振動(dòng),墻體振動(dòng)以面源的形式向外輻射出以中低頻率為主的高噪聲。研究表明,大型機(jī)力通風(fēng)冷卻塔在風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)下,固體傳聲輻射的“二次”噪聲是機(jī)力通風(fēng)冷卻塔區(qū)域的主要聲源之一[5]。
1.2.5 變壓器區(qū)域噪聲分析
燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)冷熱電廠變壓器區(qū)域,常布置燃機(jī)主變壓器、汽機(jī)主變壓器和廠用工作變壓器。變壓器噪聲主要由三部分組成:一是鐵心硅鋼片的磁致伸縮振動(dòng)噪聲;二是線圈導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁噪聲;三是變壓器冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流噪聲。燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠變壓器區(qū)域近場噪聲級(jí)一般大于65 dB(A),由于變壓器線圈鐵心在磁通作用下產(chǎn)生磁致伸縮的影響,噪聲在500 Hz以下低頻部分比較豐富,呈現(xiàn)中低頻特性,如圖9所示。
圖9 變壓器區(qū)域噪聲頻譜特性Fag.9 Transformer area noise spectrumcharacteristics
1.2.6 天然氣調(diào)壓站區(qū)域噪聲分析
燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)冷熱電廠天然氣調(diào)壓站的主要功能是把送至電廠的天然氣進(jìn)行增壓,并經(jīng)天然氣前置模塊預(yù)加熱和過濾后送至燃?xì)廨啓C(jī)。天然氣調(diào)壓站在運(yùn)行過程中近場噪聲級(jí)一般大于75 dB(A),主要集中在1 000 Hz以上頻段,呈現(xiàn)中高頻特性,如圖10所示。
圖10 天然氣調(diào)壓站噪聲頻譜特性Fag.10 Pressure regulating station noise spectrumcharacteristics
1.2.7 其它區(qū)域噪聲分析
燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)冷熱電廠內(nèi)的其它主要聲源區(qū)域包括化水車間、循環(huán)水泵房、空氣壓縮機(jī)房和污水處理站設(shè)備房等輔助設(shè)施房,主要噪聲設(shè)備為水泵、壓縮機(jī)及電機(jī)等的機(jī)械噪聲,室內(nèi)噪聲級(jí)一般大于80 dB(A)。由于以上設(shè)施用房一般為封閉的土建結(jié)構(gòu)用房,具有良好的隔聲效果,因此,對這類輔
對燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)冷熱電廠的噪聲控制需采用綜合性噪聲控制技術(shù),一般以隔聲為主要措施,其次是消聲、吸聲、阻尼和減振等。根據(jù)國內(nèi)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠特點(diǎn),結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對該類型電廠重點(diǎn)聲源區(qū)域提出常用的噪聲控制技術(shù)措施如下所述。
國內(nèi)燃?xì)猕D蒸汽聯(lián)合循環(huán)冷熱電廠蒸汽輪機(jī)主廠房一般設(shè)計(jì)為高大空間框架輕鋼結(jié)構(gòu),下部為土建結(jié)構(gòu),中部、上部和屋面均采用單層彩鋼壓型板做墻體。廠房內(nèi)聲源設(shè)備繁多,噪聲強(qiáng)度高,而單層彩鋼壓型板墻的隔聲量極其有限,同時(shí)廠房的門、窗、風(fēng)口、孔洞等又是隔聲薄弱部位,因此,對主廠房噪聲的控制,常采取以下主要技術(shù)措施:
(1)墻體隔聲吸聲處理。蒸汽輪機(jī)廠房的單層彩鋼壓型板墻體往往不能滿足隔聲降噪量要求,廠房內(nèi)是一個(gè)大型聲混響空間,如不進(jìn)行內(nèi)部吸聲處理,廠房墻板和屋面隔聲負(fù)荷將大大增加。因此,對廠房應(yīng)采取符合“質(zhì)量定律”設(shè)計(jì)的多層吸、隔聲復(fù)合聲學(xué)結(jié)構(gòu)輕型墻板,例如“穿孔飾面+吸聲材料層+空腔+隔聲材料層+吸聲材料層+阻尼層+原彩鋼壓型墻板”聲學(xué)結(jié)構(gòu);
(2)廠房進(jìn)排風(fēng)消聲處理。蒸汽輪機(jī)房一般為自然通風(fēng)散熱,噪聲會(huì)通過墻面進(jìn)風(fēng)口和屋頂散熱風(fēng)口輻射。因此,需增加機(jī)械排風(fēng)措施,并在屋頂排風(fēng)口設(shè)置1 000 mm~1 500 mm長的排風(fēng)消聲通道,墻面進(jìn)風(fēng)口設(shè)置2 000 mm~2 500 mm長的進(jìn)風(fēng)消聲通道;
(3)廠房門窗隔聲處理。蒸汽輪機(jī)廠房采用與墻體隔聲量匹配的隔聲門和隔聲窗,墻面一般采取安裝雙層隔聲窗(或雙道隔聲窗)的措施。
燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠的燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐一般露天安置,且因工藝需要,燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)和余熱鍋爐系統(tǒng)常常緊臨布置,該區(qū)域高強(qiáng)噪聲直接向周圍輻射,對周圍噪聲貢獻(xiàn)明顯。為此,常采取以下主要技術(shù)措施:
(1)燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐本體緊身封閉處理。對燃?xì)廨啓C(jī)和鍋爐本體采取緊身封閉隔聲,緊身封閉高度至燃?xì)廨啓C(jī)和鍋爐主體頂部,并依所需降噪助設(shè)施用房的噪聲控制在做好室內(nèi)吸聲、門窗隔聲和風(fēng)口消聲即可。量決定是否設(shè)封閉屋面。緊身封閉墻板設(shè)計(jì)成多層吸、隔聲復(fù)合聲學(xué)結(jié)構(gòu)的輕型墻板,墻板厚度100 mm~150 mm,并安裝與封閉墻板隔聲量相匹配的便于設(shè)備檢修的隔聲門窗。緊身封閉設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)和鍋爐散熱量計(jì)算預(yù)留進(jìn)排風(fēng)散熱風(fēng)口面積,采取機(jī)械排風(fēng),并安裝匹配的排風(fēng)消聲器(2 000 mm~2 500 mm長)和進(jìn)風(fēng)消聲器(2 000 mm~2 500 mm長),排風(fēng)機(jī)啟停轉(zhuǎn)換由溫控系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn);
(2)煙囪排氣口消聲處理。在燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐煙囪頂部,設(shè)計(jì)專用的排氣消聲器。排氣消聲器應(yīng)加裝在煙道的排口(一般設(shè)置2 000 mm長,或分段設(shè)置),并盡量降低氣流通過流速;
(3)燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐緊身封閉完成后,還需對外側(cè)的各種管道進(jìn)行隔聲包扎,包扎厚度常采用100 mm、150 mm、200 mm規(guī)格;
(4)余熱鍋爐給水泵區(qū)隔聲處理。設(shè)置水泵隔聲間,對便于設(shè)備運(yùn)行觀察和檢修而預(yù)留的門窗,安裝與隔聲間墻板隔聲量相匹配的隔聲門窗,門窗設(shè)置盡量背向(遠(yuǎn)離)廠界側(cè);隔聲間設(shè)備散熱采取機(jī)械強(qiáng)制排風(fēng),并安裝匹配的排風(fēng)消聲器(2 000 mm~2 500 mm長)和進(jìn)風(fēng)消聲器(2 000 mm~2 500 mm長);孔洞縫隙進(jìn)行封堵;室內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量吸聲面積以改善混響。
對于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的噪聲控制,必須充分考慮以下幾方面問題:①機(jī)力通風(fēng)冷卻塔軸流風(fēng)機(jī)壓頭很小,對外圍設(shè)計(jì)增加的阻力損失十分敏感,如果阻力損失過大,會(huì)影響機(jī)組的效率;②冷卻塔消聲裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮阻力損失,即依據(jù)不影響冷卻塔正常運(yùn)行的最大阻力損失來設(shè)計(jì)消聲裝置,因此有可能達(dá)不到所要求的最低降噪量,如果兩者發(fā)生沖突,只能優(yōu)先考慮阻力損失,而非聲學(xué)效果;③冷卻塔降噪常需采取雙管齊下的方式,既要從設(shè)備源降低噪聲,又要在外圍設(shè)置降噪措施,兩者缺一不可;④通常因冷卻塔風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)沒有專業(yè)的減振設(shè)計(jì),容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的固體“二次”噪聲,并成為導(dǎo)致廠界噪聲超標(biāo)的主要原因之一。對大型機(jī)力通風(fēng)冷卻塔噪聲控制,常采取以下主要技術(shù)措施:
(1)冷卻塔集水池加裝落水消能裝置。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),在冷卻塔下部集水池加裝落水消聲墊可降低淋水噪聲8~12 dB(A),不但能實(shí)現(xiàn)較好的降噪效果,而且在很大程度上減輕了因單一依賴進(jìn)風(fēng)消聲裝置進(jìn)行消聲降噪帶來的系統(tǒng)阻力損失增大問題;
(2)冷卻塔外圍設(shè)置降噪裝置。當(dāng)所需降噪量小于15 dB(A)時(shí),常采取在進(jìn)風(fēng)口外圍設(shè)置隔聲屏障的措施,當(dāng)所需降噪量大于15 dB(A)時(shí),應(yīng)在冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置大型過渡導(dǎo)流裝置及可拆卸進(jìn)風(fēng)消聲裝置(有效消聲段長一般1 500 mm~2 500 mm);冷卻塔排風(fēng)口設(shè)置大型動(dòng)壓回收裝置及可拆卸排風(fēng)消聲裝置(有效消聲段長一般1 200 mm~2 000 mm);對電機(jī)加裝隔聲罩,并預(yù)留與隔聲量相匹配的散熱消聲通道;
(3)冷卻塔風(fēng)機(jī)減速機(jī)及其電機(jī)基礎(chǔ)隔振。進(jìn)行專業(yè)的減振設(shè)計(jì),將風(fēng)機(jī)減速機(jī)及其電機(jī)安裝于與抗扭箱連接的主體鋼框架上,鋼框架帶延長臂,以盡量減少減速機(jī)在電機(jī)扭矩作用下的扭轉(zhuǎn)角,鋼框架底部安裝多個(gè)螺旋鋼彈簧隔振器,并在隔振器中設(shè)置固體阻尼。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),能實(shí)現(xiàn)隔振效率大于80%,降低固體傳聲輻射“二次”噪聲平均10 dB(A)以上[6]。
對于變壓器區(qū)域噪聲,從變壓器本體采取降噪措施可能性很小,只能在傳播途徑上采取措施,常在變壓器周圍設(shè)置一定高度的隔吸聲屏障[7]。考慮到變壓器區(qū)域噪聲屬于穿透力很強(qiáng)的低頻電磁噪聲,針對變壓器的低頻噪聲,采用“隔聲+吸聲+共振腔”阻抗復(fù)合式聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊聲屏障(厚度200 mm),該聲屏障彌補(bǔ)了阻性吸聲結(jié)構(gòu)聲屏障低頻吸聲系數(shù)偏低的弱點(diǎn)。為了更好地滿足變壓器通風(fēng)散熱要求,在聲屏障下部變壓器機(jī)體位置預(yù)留一定面積的進(jìn)風(fēng)口,并在進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置阻抗復(fù)合式聲學(xué)結(jié)構(gòu)的消聲通道(一般設(shè)置1 500 mm長)。
典型燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠的天然氣調(diào)壓站包括室內(nèi)天然氣增壓和室外調(diào)壓兩部分。用于增壓的天然氣壓縮機(jī)布置在室內(nèi),壓縮機(jī)噪聲會(huì)通過建筑物透射和門、窗以及進(jìn)排氣口向外界傳播;天然氣室外調(diào)壓部分噪聲則直接向外界傳播。由于天然氣壓縮機(jī)布置在土建結(jié)構(gòu)廠房內(nèi),處理好隔聲門窗和通風(fēng)系統(tǒng)消聲量與墻體隔聲量相匹配即可。天然氣調(diào)壓站室外部分則采取設(shè)置隔聲屏障的措施,由于天然氣調(diào)壓站區(qū)域的噪聲為中高頻特性噪聲,隔聲屏障采用阻性吸聲結(jié)構(gòu)聲屏障即可,厚度常用100 mm,隔聲屏障安裝高度和位置根據(jù)聲源水平及周圍環(huán)境確定。
根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),典型燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠的綜合水泵房、化水車間、加藥間、循環(huán)水泵房、污水處理站設(shè)備用房等,均布置在室內(nèi),采用土建墻體及屋面,房間墻體隔聲量能滿足要求,但噪聲會(huì)通過門、窗以及進(jìn)排風(fēng)散熱口向外界傳播,影響周圍環(huán)境。因此,主要降噪措施為:設(shè)置與墻體隔聲量匹配的隔聲門窗;廠房進(jìn)風(fēng)口設(shè)置進(jìn)風(fēng)消聲器,排風(fēng)口設(shè)置排風(fēng)消聲器(或消聲彎頭);孔洞縫隙進(jìn)行封堵;根據(jù)需要,在室內(nèi)墻面安裝一定面積的吸聲體,以降低室內(nèi)混響,減輕墻體和門窗等的隔聲負(fù)荷。
以天然氣為燃料的燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠是國家大力鼓勵(lì)發(fā)展的清潔、高效、環(huán)保型電廠,該類電廠獨(dú)特的特點(diǎn)決定了其多數(shù)建設(shè)在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、人口較稠密的大、中城市附近。因此,電廠運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲可能成為潛在的環(huán)境污染問題。該類電廠設(shè)備聲源多、種類復(fù)雜、輻射面廣、約束條件多、綜合性要求高、聲源識(shí)和噪聲控制難度大。參考同類工程噪聲控制的成功經(jīng)驗(yàn),該類電廠噪聲控制雖有其獨(dú)有的特點(diǎn)和難點(diǎn),但結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況和設(shè)備本身運(yùn)行特點(diǎn),采用隔、消、吸、阻尼、減振等綜合性噪聲控制技術(shù)措施,仍能實(shí)現(xiàn)有效的噪聲控制。本文依據(jù)已完成的多個(gè)大型燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電廠噪聲治理工程成功經(jīng)驗(yàn),對該類電廠主要設(shè)備聲源(或聲源區(qū)域)噪聲特性進(jìn)行了分析,并提出了具體噪聲控制技術(shù)措施。對這些聲源特性分析的結(jié)果和提出的噪聲控制技術(shù)措施具有較強(qiáng)的針對性,能為國內(nèi)同類電廠實(shí)施噪聲控制提供參考和借鑒。
[1]朱飆.燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展前景及技術(shù)應(yīng)用[J].安徽電力職工大學(xué)學(xué)報(bào),2003,(1):1-5.
[2]糜洪元,張繼平.天然氣發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用前景[N].中國電力(http://www.chinapower.com.cn).
[3]何語平.天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠的噪聲控制[J].燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù),2008,(2):14-17.
[4]鄧勇,康立剛,等.大型機(jī)力通風(fēng)冷卻塔噪聲控制[J].噪聲與振動(dòng)控制,2009,(S1):41-42.
[5]P.M.莫爾斯.振動(dòng)與聲[M].北京:科學(xué)出版社,1974.
[6]富喜,尹學(xué)軍,等.大型機(jī)力通風(fēng)冷卻塔固體傳聲及其控制研究[J].噪聲與振動(dòng)控制,2009,(S1):44-46.
[7]康立剛.隔吸聲屏障在變壓器噪聲控制中的應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2010,(7):34-36.