劉峰,張玥,何金龍
(1.天津華電福源熱電有限公司,天津301700;2.上海申華聲學(xué)裝備有限公司,上海200070)
天津華電武清燃?xì)夥植际侥茉凑驹肼曋卫?/p>
劉峰1,張玥2,何金龍2
(1.天津華電福源熱電有限公司,天津301700;2.上海申華聲學(xué)裝備有限公司,上海200070)
針對(duì)天津華電武清燃?xì)夥植际侥茉凑镜脑肼晢?wèn)題,從該工程噪聲產(chǎn)生的機(jī)理開(kāi)始,經(jīng)過(guò)對(duì)能源站內(nèi)主要噪聲源進(jìn)行聲環(huán)境分析及聲學(xué)計(jì)算,采取吸隔聲墻體、消聲器、聲屏障等措施對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行噪聲治理,進(jìn)行治理后,廠界和敏感點(diǎn)的噪聲均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
聲學(xué);分布式能源站;噪聲治理
天津華電武清燃?xì)夥植际侥茉凑驹陧?xiàng)目建設(shè)時(shí)期,因廠區(qū)內(nèi)部部分區(qū)域產(chǎn)生的噪聲,導(dǎo)致廠界噪聲不能達(dá)標(biāo)。在針對(duì)廠區(qū)內(nèi)部的主廠房、機(jī)力通風(fēng)冷卻塔、水泵房、調(diào)壓站等主要噪聲源進(jìn)行聲學(xué)分析計(jì)算后制定了相應(yīng)的噪聲治理方案,2015年3月噪聲治理工程施工完畢,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明,取得了良好的效果,廠界噪聲達(dá)到了工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 12348-2008)中3類標(biāo)準(zhǔn)。
天津華電福源熱電有限公司燃?xì)夥植际侥茉凑疽黄诠こ虖S址位于天津市武清開(kāi)發(fā)區(qū)三期范圍內(nèi),擬采用燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)機(jī)組實(shí)現(xiàn)冷熱電三聯(lián)供,配套建設(shè)冷熱管網(wǎng),向武清開(kāi)發(fā)區(qū)及部分武清城區(qū)提供采暖、蒸汽、集中制冷和生活熱水,發(fā)電送入電網(wǎng)。本工程為新建工程,規(guī)劃裝機(jī)容量4× 200MW級(jí)燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)供熱機(jī)組,分二期建設(shè),一期工程建設(shè)2×200MW級(jí)機(jī)組。
2.1 汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)組噪聲
發(fā)電機(jī)組噪聲主要由排氣噪聲、機(jī)械噪聲、燃燒噪聲、冷卻風(fēng)扇和排風(fēng)噪聲、進(jìn)風(fēng)噪聲、發(fā)電機(jī)噪聲6類噪聲源匯集而成的綜合面聲源。
(1)發(fā)電機(jī)噪聲
發(fā)電機(jī)噪聲主要包括定子和轉(zhuǎn)子之間的磁場(chǎng)脈動(dòng)引起的電磁噪聲,以及滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的機(jī)械噪聲[1]。
(2)排氣噪聲
發(fā)電機(jī)排氣噪聲是一種高溫、高速的脈動(dòng)性氣流噪聲,是發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲中能量最大的一種,其噪聲可以達(dá)到100db以上,是發(fā)動(dòng)機(jī)總噪聲中最主要的組成部分[2]。
(3)機(jī)械噪聲和燃燒噪聲
機(jī)械噪聲主要是發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受氣體壓力和運(yùn)動(dòng)慣性力的周期變化所引起的震動(dòng)或相互沖擊而產(chǎn)生的[1]。
(4)冷卻風(fēng)扇和排風(fēng)噪聲
風(fēng)扇噪聲是由渦流噪聲、旋轉(zhuǎn)噪聲以及機(jī)械噪聲組成。排風(fēng)噪聲、氣流噪聲、風(fēng)扇噪聲、機(jī)械噪聲會(huì)通過(guò)排風(fēng)的通道傳播出去[2]。
汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)組噪聲的特點(diǎn):主要在主廠房?jī)?nèi),輻射聲源較多;噪聲頻帶寬,大多呈現(xiàn)在中低頻段,傳播遠(yuǎn),衰減慢。
2.2 機(jī)力通風(fēng)冷卻塔噪聲
冷卻塔的噪聲源主要包括風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)械噪聲和落水噪聲。根據(jù)類似工程的冷卻塔噪聲源主要有如下特點(diǎn):
(1)距離軸流風(fēng)機(jī)管口處的噪聲是由于空氣在冷卻塔頂導(dǎo)流管內(nèi)產(chǎn)生湍流和摩擦,激發(fā)的壓力擾動(dòng)產(chǎn)生噪聲,同時(shí)槳葉與空氣作用產(chǎn)生振動(dòng)向外輻射噪聲[1]。因此,風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲是對(duì)外部環(huán)境影響的主要聲源[3]。
(2)風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲主要是由于風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)部件的不平衡導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)從而引起塔體表面輻射噪聲[1]。由于風(fēng)機(jī)支架與塔體之間安裝了減振器,機(jī)械噪聲為次要聲源[3]。
(3)冷卻塔的循環(huán)水經(jīng)填料層自由下落到落水槽所產(chǎn)生沖擊噪聲的強(qiáng)度與落水速度的平方成正比,同時(shí),淋水噪聲聲壓級(jí)大小也與淋水密度成正比[3]。
冷卻塔噪聲的特點(diǎn):輻射聲源單一,聲源面積較大;噪聲頻帶寬,風(fēng)機(jī)噪聲與淋水聲互相疊加使噪聲在全頻帶強(qiáng)度均較強(qiáng)。
2.3 水泵房噪聲
泵房噪聲是由機(jī)泵工作噪聲和電機(jī)噪聲等引起的綜合噪聲源。作為電機(jī)噪聲,主要有:空氣動(dòng)力性噪聲、機(jī)械性噪聲和電磁噪聲三部分,當(dāng)電機(jī)工作時(shí),冷卻空氣的氣流噪聲加上風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)的葉片噪聲組成空氣動(dòng)力性噪聲。機(jī)械噪聲包括軸承噪聲及電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子受“溝槽諧波力”作用等引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。電磁噪聲是由定子與轉(zhuǎn)子之間交變電磁引力、磁滯伸縮引起的泵房噪聲向外傳遞的主要途徑是空氣傳遞和固體傳聲[1]。
機(jī)泵房噪聲的特點(diǎn):主要在機(jī)泵房?jī)?nèi),輻射聲源較多,聲源較為集中;噪聲頻帶寬,聲疊加效應(yīng)明顯。
2.4 變壓器噪聲
變壓器噪聲是由本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選型布局、安裝、使用過(guò)程中,變壓器本體及冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的不規(guī)則、間歇、連續(xù)或隨機(jī)引起的機(jī)械噪聲及空氣噪聲總和[1]。變壓器噪聲的特點(diǎn):主要是風(fēng)機(jī)噪聲較為明顯;噪聲主要集中在低頻段,中高頻段噪聲較弱。
3.1 噪聲控制目標(biāo)
3.1.1 控制目標(biāo)
本項(xiàng)目廠界噪聲執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 12348-2008)3類標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表1)。
表1 聲環(huán)境執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)值一覽表
3.1.2 保護(hù)目標(biāo)
廠址位于武清開(kāi)發(fā)區(qū),廠界四周大多為農(nóng)田以及工業(yè)企業(yè),在廠界噪聲有效范圍內(nèi)無(wú)敏感點(diǎn)。
3.2 噪聲源分析
3.2.1 噪聲理論與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
該工程的主要針對(duì)廠區(qū)內(nèi)對(duì)廠界噪聲影響較大的主要噪聲源,通過(guò)對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行噪聲治理,使廠界噪聲能夠達(dá)標(biāo)。具體聲源分布及降噪措施配置示意見(jiàn)圖1,主要聲源噪聲數(shù)據(jù)見(jiàn)表2,治理前噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。
圖1 具體聲源分布及降噪措施配置
表2 主要聲源噪聲數(shù)據(jù)
表3 治理前噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)dB(A)
3.2.2 廠區(qū)噪聲模擬
根據(jù)已有的“廠區(qū)總平面布置圖”以及噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果,以廠界噪聲治理目標(biāo)為依據(jù),使用聲學(xué)模擬軟件“cadna”其進(jìn)行了廠區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量模擬,寬頻噪聲模擬結(jié)果見(jiàn)圖2。
從圖2可知,廠界的噪聲值峰值68.7dB(A)左右,噪聲值最低處在西南廠界處,為47.3dB(A);由模擬圖可見(jiàn),主廠房、冷卻塔、燃機(jī)以及水泵房對(duì)附近廠界區(qū)影響較為嚴(yán)重,不整合其余噪聲源也使得冷卻塔周圍廠界區(qū)不能達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 12348-2008)中的3類標(biāo)準(zhǔn)。
通過(guò)計(jì)算機(jī)聲學(xué)模擬與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)背景噪聲修正后與模擬數(shù)據(jù)基本上吻合,因此模擬數(shù)據(jù)基本可以體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的噪聲狀況。就目前的情況而言,工程建設(shè)完成后,四面廠界區(qū)域的噪聲排放均會(huì)超標(biāo),必須進(jìn)行噪聲治理。
圖2 現(xiàn)有廠區(qū)聲環(huán)境模擬圖
4.1 噪聲治理方案
根據(jù)聲學(xué)模擬的結(jié)果,針對(duì)主要噪聲源區(qū)域進(jìn)行噪聲治理具體方案如下:
(1)主廠房區(qū)域。主廠房墻體土建位置以上采用吸隔聲墻體結(jié)構(gòu);門、窗采用隔聲門、窗;主廠房進(jìn)風(fēng)口設(shè)置進(jìn)風(fēng)消聲器,屋頂風(fēng)機(jī)設(shè)置排風(fēng)消聲器;管道穿墻處進(jìn)行隔聲封堵,確保不出現(xiàn)漏聲現(xiàn)象。
(2)余熱鍋爐區(qū)域。鍋爐頂部汽包層利用原有鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)置爐頂隔聲罩,罩體采用吸隔聲屏體,在滿足荷載要求的同時(shí)保證墻體、屋面的隔聲要求;余熱鍋爐給水泵布置在水泵房?jī)?nèi)。水泵房門、窗采用隔聲門、窗,通風(fēng)口設(shè)置進(jìn)、排風(fēng)消聲器。
(3)機(jī)力通風(fēng)冷卻塔區(qū)域。機(jī)力通風(fēng)冷卻塔進(jìn)風(fēng)口設(shè)置進(jìn)風(fēng)消聲導(dǎo)流裝置,降低淋水噪聲及從排風(fēng)口下傳的風(fēng)機(jī)噪聲;機(jī)力通風(fēng)冷卻塔風(fēng)機(jī)排風(fēng)口設(shè)置排風(fēng)導(dǎo)流筒及排風(fēng)消聲導(dǎo)流裝置;在適當(dāng)位置安裝隔聲門。
(4)水泵房區(qū)域。綜合水泵房設(shè)置隔聲門、隔聲窗;通風(fēng)口設(shè)置進(jìn)、排風(fēng)消聲器;循環(huán)水泵房設(shè)置隔聲門、隔聲窗;通風(fēng)口設(shè)置進(jìn)、排風(fēng)消聲器。
(5)天然氣調(diào)壓站區(qū)域。根據(jù)聲學(xué)計(jì)算和模擬在受天燃?xì)庹{(diào)壓站區(qū)域影響未達(dá)標(biāo)的廠界設(shè)置吸隔聲屏障。
4.2 噪聲模擬
根據(jù)設(shè)計(jì)方案的布置方式,使用聲學(xué)模擬軟件“cadna”重新對(duì)廠區(qū)進(jìn)行了廠區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量模擬,模擬結(jié)果見(jiàn)圖3。從聲環(huán)境模擬結(jié)果來(lái)看,降噪方案實(shí)施后,冷廠界噪聲均降至55dB(A)以下,符合廠界噪聲治理目標(biāo)的要求。
本工程于2015年3月按照噪聲治理方案施工結(jié)束。工程實(shí)施后,我廠對(duì)該工程進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試(測(cè)試儀器為AWA6218A+噪聲統(tǒng)計(jì)分析儀),測(cè)試結(jié)果如表4所示。
表4 治理后噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)dB(A)
從表4測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出,天津華電武清燃?xì)夥植际侥茉凑静扇〗翟氪胧┖?,噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)均小于55dB(A)。
圖3 治理后廠區(qū)聲環(huán)境模擬圖
實(shí)施噪聲治理方案后監(jiān)測(cè)表明,從以上測(cè)試數(shù)據(jù)可知,治理前的幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)噪聲值均達(dá)到了廠界的噪聲限值要求。
本噪聲綜合治理工程達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期的要求,廠界噪聲達(dá)到了《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB 12348-90)中3類標(biāo)準(zhǔn)。
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Noise control for natural gas distributed energy station of Tianjin Huadian
In view of Natural Gas Distributed Energy Station noise problems of Tianjin Huadian,starting from the source of the project's noise,through the analysis of acoustic environment and acoustic calculation,acoustic absorption wall,mufflers and sound barriers are used for noise control.After treatment,the area of the plant community and sensitive point under the influence of noise have reached the requirements of design.
acoustics;natural gas distributed energy station;noise control
TU112.3
B
1674-8069(2016)06-036-04
2016-07-18;
2016-08-23
劉鋒(1982-),男,江蘇揚(yáng)州人,工程師,從事環(huán)境保護(hù)技術(shù)管理工作。E-mail:80368713@qq.com