傅曉凌（福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

廈門(mén)柔性直流工程換流站噪聲處理研究

傅曉凌（福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

隨著電力輸送方式的多樣化，直流工程開(kāi)始在全國(guó)范圍內(nèi)發(fā)展起來(lái)。由于城市用地資源的緊缺，也加劇了換流站選址的難度，造成部分換流站與居民區(qū)的距離較近。本文結(jié)合廈門(mén)柔性直流工程換流站工程噪音控制措施，對(duì)噪音要素進(jìn)行探討，并提出有效的工程措施，換流站工程噪音得到有效控制，適應(yīng)于周邊城市環(huán)境的要求，滿足電力建設(shè)環(huán)境友好型的目標(biāo)，構(gòu)建和諧社會(huì)。

換流站；噪音；吸聲墻；BOXIN；隔聲屏障

1 前言

廈門(mén)柔性直流工程位于廈門(mén)市區(qū)內(nèi)，最大的問(wèn)題是噪音問(wèn)題，同時(shí)換流站與交流變電站緊鄰建設(shè)，換流站的噪音源與變電站的噪音源互相疊加，要消減的噪音要求更高、難度更大。

為保障居民生活聲環(huán)境，國(guó)家先后頒布了《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》、《中華人民共和國(guó)環(huán)境噪聲污染防治法》等相關(guān)法律法規(guī)，相關(guān)部門(mén)也加大了環(huán)保驗(yàn)收及污染處理的力度。對(duì)工程建設(shè)、設(shè)計(jì)等方面提出了更高的要求。對(duì)柔性直流工程噪音處理提出更高的要求。

2 換流站噪音治理的研究

2.1 噪聲的分類(lèi)及標(biāo)準(zhǔn)

環(huán)境保護(hù)要求換流站噪聲必須同時(shí)符合兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求：① 《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-2008）；②《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-2008），前者指企業(yè)廠界排放噪聲要求，后者是指周?chē)舾悬c(diǎn)環(huán)境噪聲要求。

表1 廠界環(huán)境噪聲排放限值表單位：dB（A）

表2 環(huán)境噪聲限值 單位：dB（A）

廠界和周?chē)用癍h(huán)境敏感點(diǎn)處噪聲晝間應(yīng)滿足噪音排放限值的要求。

2.2 換流站的主要噪聲源

換流站運(yùn)行期間的主要噪聲源有：換流變及散熱器、換流閥、電抗器、閉式冷卻塔、閥冷設(shè)備、空氣處理機(jī)等設(shè)備。

“哎喲，不錯(cuò)嘛，你們說(shuō)的這兩句詩(shī)分別出自于白居易的詩(shī)歌《問(wèn)劉十九》和《別氈帳火爐》。除此之外，在《即事重題》等詩(shī)歌里他也提到過(guò)爐子?！?/p>

以下結(jié)合廈門(mén)柔性直流工程的設(shè)備噪音值對(duì)換流站主要的噪音源進(jìn)行分析：

廈門(mén)柔直直流工程主要電氣設(shè)備有：換流閥、換流變、橋臂電抗器、平波電抗器等，輔助系統(tǒng)含水冷系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)等，其主要設(shè)備有：閥冷設(shè)備（主要含主循環(huán)水泵、噴淋水泵及閉式冷卻塔）、暖通設(shè)備（空氣處理機(jī)組）等。表3為廈門(mén)柔性直流工程設(shè)備噪音值。

2.3 換流站噪聲的控制原則

表3 站區(qū)內(nèi)主要噪聲源強(qiáng)單位：dB（A）

想要有效地控制噪音，首先我們要了解噪音的形成。噪音是由振動(dòng)所已發(fā)的，我們可以從噪音源，傳播途徑以及噪音的接受者三方面來(lái)降低噪音。對(duì)于本工程，只能從噪音源和傳播途徑這兩個(gè)方面對(duì)噪音進(jìn)行控制。

噪音源控制：換流站選用低噪聲設(shè)備。

噪音傳播途徑控制：合理布置電氣設(shè)備，采取隔聲降噪措施，切斷或減少傳播途徑。

2.4 降噪措施

從源頭控制噪音是最有效的，因此從噪音源控制噪音貢獻(xiàn)值。要求制造供應(yīng)商對(duì)噪聲進(jìn)行控制，要求設(shè)備廠家在產(chǎn)品制造過(guò)程中考慮降噪措施，在設(shè)備標(biāo)書(shū)中明確提出在滿足設(shè)備功能性要求下對(duì)噪音值要求。

變壓器噪聲為本體噪聲與冷卻系統(tǒng)噪聲的疊加，一般冷卻系統(tǒng)噪聲高于變壓器本體噪聲，因此，合理地控制冷卻系統(tǒng)的噪聲，可有效降低變壓器的噪聲。選用低噪聲風(fēng)扇和油泵，可把冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲降至最小。低噪聲風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，在保證要求的風(fēng)量和風(fēng)壓下，可以通過(guò)改進(jìn)葉片形式、降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速（需增大葉片直徑）、在風(fēng)扇進(jìn)出風(fēng)口安裝消聲裝置等方法實(shí)現(xiàn)；低噪聲油泵的設(shè)計(jì)，在保證油流量的前提下，可以從降低油泵轉(zhuǎn)速、減小油泵的機(jī)械磨擦及減少油阻力等方面考慮。

冷卻塔的主要噪聲源為風(fēng)機(jī)及淋水聲，為滿足設(shè)備要求低噪音的要求，設(shè)備廠家應(yīng)按以下要求配備：①采用消聲型的風(fēng)機(jī)，配用電機(jī)為雙速，晚間環(huán)境溫度低，低速運(yùn)行，減小噪聲。風(fēng)機(jī)電機(jī)基座下、減速箱和支架之間、風(fēng)筒和平臺(tái)之間等處加裝隔振、隔聲處理裝置。②優(yōu)化除水器、淋水裝置、淌水板及集水管等設(shè)計(jì)，雨區(qū)加裝消聲填料等，有效控制噪聲。

屋頂式軸流風(fēng)機(jī)應(yīng)要求廠家提供優(yōu)質(zhì)高效的風(fēng)機(jī)設(shè)備，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲低。風(fēng)機(jī)采用溫度控制，晚間環(huán)境溫度較低，室內(nèi)溫度低于設(shè)計(jì)溫度時(shí)可少開(kāi)或不開(kāi)啟風(fēng)機(jī)。

在設(shè)備的設(shè)計(jì)中采取以下措施來(lái)控制振動(dòng)與噪聲：①提高間隔材料硬度；②鐵芯柱采取強(qiáng)力壓實(shí)措施。為了保證鐵芯柱在長(zhǎng)期運(yùn)行中恒定壓力，設(shè)計(jì)中采用了蝶簧壓緊結(jié)構(gòu)；③器身與油箱間放置彈性墊減震；④油箱上下端采用球形斷面更有利于減少振動(dòng)，控制噪聲。

導(dǎo)線本體噪聲的降低，可通過(guò)增加子導(dǎo)線的直徑及增大導(dǎo)線的分裂數(shù)量來(lái)解決。對(duì)于金具及設(shè)備均壓環(huán)，可通過(guò)對(duì)其表面電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算，提出金具及設(shè)備均壓環(huán)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案，以降低金具表面及設(shè)備均壓環(huán)表面的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而可以減小電暈噪聲。提高金具的加工工藝，對(duì)金具表面做精細(xì)打磨處理，防止由局部的毛刺引起尖端放電的發(fā)生。還應(yīng)加強(qiáng)金具在運(yùn)輸和保存過(guò)程中的管理，以防止金具在各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生碰撞變形，保證金具產(chǎn)品外形的完整性。

2.4.2 控制噪音傳播途經(jīng)

（1）合理布置總平，將噪音源合理布局。

由于廈門(mén)柔性直流工程換流站位于市區(qū)，周邊分布有萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)等商業(yè)設(shè)施，故換流站對(duì)噪聲要求較高。設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)多方必選，電氣設(shè)備除了換流變，輔助系統(tǒng)除閥冷設(shè)備的冷卻塔及暖通設(shè)備的空氣處理機(jī)組及屋頂軸流風(fēng)機(jī)放置于戶外，其余均放置于戶內(nèi)。

（2）室內(nèi)建筑降噪措施

放置于室內(nèi)的噪音源，通過(guò)采取建筑措施，減弱噪聲的傳播途經(jīng)：①將主要電氣設(shè)備換流閥、橋臂電抗器等布置在密閉建筑內(nèi)，采用壓型鋼板隔聲墻，內(nèi)側(cè)設(shè)置吸聲體，降低建筑外噪聲水平；②加強(qiáng)建筑的剛性強(qiáng)度，采用隔聲門(mén)窗，通向室外的通道設(shè)進(jìn)出過(guò)道間，隔聲門(mén)設(shè)計(jì)，減少建筑內(nèi)的噪聲外傳；③加強(qiáng)建筑墻體隔聲輔以吸聲和阻尼，增加隔聲結(jié)構(gòu)的低頻隔聲量并減輕隔聲壓力、加強(qiáng)隔聲消聲效果；④自然進(jìn)風(fēng)百葉采用消聲型，阻止內(nèi)部噪聲外泄。

（3）換流變降噪措施

在換流變的外面設(shè)置全封閉式隔聲罩BOX-IN，隔聲罩具有隔聲、吸聲、阻尼、消聲、隔振等功能的綜合體，隔聲罩的內(nèi)側(cè)附加吸聲材料以吸收聲音并減弱空腔內(nèi)的噪聲。換流變外的隔聲罩可以降低噪音值約22dB（A）。

（4）設(shè)置隔聲屏障

在換流變外側(cè)設(shè)置高16m隔聲屏障，隔聲屏障采用消音吸聲材料，頂部設(shè)置內(nèi)徑500的吸聲球。為保證與外部的連通，隔聲屏障處設(shè)置拆裝式通風(fēng)消音隔聲門(mén)及通風(fēng)消音器，起到良好的吸聲、隔音的效果，降噪量不低于15dB（A）。

圖1

（5）站址圍墻采用實(shí)心圍墻，周邊種植樹(shù)木，形成噪音隔離帶。

2.5 采用噪音控制措施后噪音值

廈門(mén)柔性直流工程，站內(nèi)主要噪聲源、降噪措施及降噪效果如表4。

工程投運(yùn)后，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)測(cè)，其測(cè)試的噪音值與原設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)值相差不大，完全滿足廠界環(huán)境及周?chē)舾悬c(diǎn)環(huán)境噪聲限值，采取工程措施后的噪音滿足城區(qū)換流站周邊環(huán)境的噪音排放限值。

表4 表站區(qū)內(nèi)主要噪聲源強(qiáng)單位：dB（A）

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)工程投運(yùn)后換流站噪音測(cè)試結(jié)果的數(shù)據(jù)可以看出，廈門(mén)柔性直流工程采取的降噪工程措施是有效的、成功的，可以作為相近工程借鑒資料，同時(shí)也為今后直流工程換流站建設(shè)于城區(qū)提供了參考價(jià)值。

目前直流工程不斷發(fā)展中，設(shè)備也在不斷完善，其噪音值也將會(huì)越來(lái)越小，降噪的工程措施也會(huì)越來(lái)越完善，城區(qū)換流站一定能滿足電力建設(shè)環(huán)境友好型的目標(biāo)。

[1]《工業(yè)企業(yè)噪音控制設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50087-2013）.

[2]《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-2008）.

[3]《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-2008）.

[4]馬大猷.現(xiàn)代聲學(xué)理論基礎(chǔ).北京：科學(xué)出版社，2004，3.

TM721.1

A

2095-2066（2016）05-0036-02

2016-1-15

傅曉凌，女，高級(jí)工程師，1994年7月參加工作。