史學(xué)峰 曹 露 劉 輝 李麗珍

（中國(guó)輻射防護(hù)研究院，太原 030006）

1 燃?xì)鉄嵩磸S與燃?xì)鉄犭姀S的選擇

燃?xì)鉄嵩磸S一般包括單純?nèi)細(xì)鉄嵩磸S和燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)廠兩種。由于大型燃?xì)庹{(diào)峰熱源廠一般只在采暖季運(yùn)行，需設(shè)置季調(diào)峰設(shè)施才能保證一年內(nèi)穩(wěn)定均衡的供氣。相比較大型燃?xì)鉄嵩磸S，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)全年運(yùn)行，用氣為專用線供應(yīng)，氣源較為穩(wěn)定，且由企業(yè)與供氣單位簽證產(chǎn)業(yè)協(xié)議解決調(diào)峰。因此，從滿足城市用氣的基礎(chǔ)上，一般優(yōu)先選擇熱電聯(lián)產(chǎn)的形式。

2 城市燃?xì)鉄犭姀S工程實(shí)例

2.1 工程內(nèi)容概況

（1）氣源、水源：該燃?xì)鉄犭姀S廠址位于山西省太原市規(guī)劃的主城區(qū)內(nèi)，燃?xì)鈿庠礊槊簩託?、水源為城市污水處理廠深度處理后的中水。（2）工程方案：工程擬建設(shè)兩套“F”級(jí)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電機(jī)組，采用“二拖一”配置方案，即2臺(tái)汽輪機(jī)、2臺(tái)余熱鍋爐 和1 臺(tái)蒸汽輪機(jī)。機(jī)組純凝工況的總出力為848.7MW（采用空冷方式）、設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為520MW。（3）工藝流程：燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組是先將煤層氣經(jīng)壓縮機(jī)加壓，與壓送至燃燒室的空氣混合燃燒，生成高溫、高壓的氣體，經(jīng)燃?xì)馔钙綑C(jī)膨脹做功，推動(dòng)燃?xì)馔钙綆?dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；從燃?xì)馔钙街信懦龅姆庖劣酂徨仩t，產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

2.2 噪聲源強(qiáng)分析

2.2.1 燃?xì)怆姀S特有強(qiáng)噪聲源

相對(duì)一般燃煤電廠，燃?xì)怆姀S特有的幾個(gè)強(qiáng)噪聲源主要包括燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、水平煙道、煤層氣增壓機(jī)、燃機(jī)進(jìn)氣裝置吸風(fēng)口。（1）燃?xì)廨啓C(jī)：對(duì)于F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)三大動(dòng)力廠（哈動(dòng)力股份有限公司、上海電氣集團(tuán)股份有限公司、東方電氣集團(tuán)）分別與國(guó)外制造商（美國(guó)GE 公司、德國(guó)西門子股份有限公司、日本三菱公司）在國(guó)內(nèi)合作成立了燃?xì)廨啓C(jī)制造廠，引進(jìn)先進(jìn)的大容量F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，均可保證距設(shè)備隔聲罩1m處的聲壓級(jí)為85dB（A）左右。（2）余熱鍋爐、水平煙道：產(chǎn)生的噪聲主要?dú)饬魍ㄟ^(guò)設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力性噪聲，一般按設(shè)備1m處的聲壓級(jí)為85dB（A）左右考慮。（3）煤層氣增壓機(jī)：主要為振動(dòng)噪聲和空氣動(dòng)力性噪聲，一般按設(shè)備1m處的聲壓級(jí)為80dB（A）左右考慮。（4）燃機(jī)進(jìn)風(fēng)裝置吸風(fēng)口：是燃?xì)怆姀S中主要噪聲源之一，一般在為采取消音、吸聲措施前按吸風(fēng)口前1m處的聲壓級(jí)為90dB（A）左右考慮。

2.2.2 汽輪機(jī)排氣冷卻方式的不同對(duì)應(yīng)的噪聲源不同

目前電廠汽輪機(jī)排氣（乏汽）的冷卻方式一般分為空冷和濕冷，其中空冷又分為直接空冷和間接空冷。不同的冷卻方式產(chǎn)生噪聲源強(qiáng)不同，采取的噪聲防治措施也不同。

（1）濕冷機(jī)組

目前，北京已投運(yùn)的燃?xì)鉄犭姀S均采用濕冷機(jī)組。濕冷機(jī)組的主要噪聲源為機(jī)力通風(fēng)冷卻塔內(nèi)風(fēng)機(jī)和冷卻水的淋水聲。一般考慮冷卻塔進(jìn)風(fēng)口外1m處的聲壓級(jí)為85~90dB（A）、冷卻塔上部出風(fēng)口為80 dB（A）。

北京太陽(yáng)宮燃?xì)鉄犭姀S采取濕冷方式，由于冷卻塔噪聲較大，為了減輕噪聲影響，采取了廠內(nèi)單側(cè)進(jìn)風(fēng)的方式，廠界一側(cè)利用仿古建筑進(jìn)行了封閉，噪聲治理效果較好。

（2）空冷機(jī)組

（A）間接空冷：間接空冷系統(tǒng)的冷卻塔占地面積較直接空冷大近4倍，并且由于城市燃?xì)鉄犭姀S一般位于城市主城區(qū)，其景觀影響也是考慮的重點(diǎn)，間接空冷系統(tǒng)的自然通風(fēng)冷卻塔由于其高大的外形（塔高約130m）將影響城市景觀，美化裝飾比較困難。另外，由于城市熱電廠有時(shí)會(huì)位于城市機(jī)場(chǎng)航線下，受到凈空限值的要求，建設(shè)間接空冷系統(tǒng)其較高的自然通風(fēng)冷卻塔對(duì)機(jī)場(chǎng)航道存在影響。因此，考慮到了城市景觀的影響以及機(jī)場(chǎng)凈空限值的要求，一般城市燃?xì)鉄犭姀S不采用間接空冷系統(tǒng)。

（B）直接空冷：電廠空冷技術(shù)的最大特點(diǎn)就是節(jié)水，直接空冷技術(shù)已廣泛用于國(guó)內(nèi)及國(guó)際大型燃煤火電機(jī)組。但國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠采用直接空冷機(jī)組投入投運(yùn)。

山西省太原市屬于缺水地區(qū)，該燃?xì)鉄犭姀S最終確定采用直接空冷系統(tǒng)作為乏汽冷卻方式。兩臺(tái)“F”級(jí)聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)組配套的空冷平臺(tái)一般高度30米左右、面積5000m2左右。直接空冷系統(tǒng)不會(huì)影響到城市景觀和機(jī)場(chǎng)凈空限值需要。

直接空冷系統(tǒng)最突出的環(huán)境問(wèn)題就是噪聲問(wèn)題。根據(jù)噪聲等級(jí)不同，空冷風(fēng)機(jī)一般分為普通空冷風(fēng)機(jī)、低噪聲風(fēng)機(jī)、超低噪聲風(fēng)機(jī)，對(duì)應(yīng)的聲功率分別為94~95dB、92~93dB、90~91dB。為了減輕空冷風(fēng)機(jī)噪聲對(duì)周邊敏感目標(biāo)的影響，該工程采用了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的超低噪音風(fēng)機(jī)，相比采用低噪音風(fēng)機(jī)投資增加1400萬(wàn)元左右。

2.2.3 輔機(jī)冷卻方式不同對(duì)應(yīng)的噪聲源不同

（1）開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)：一般電廠采用帶機(jī)力冷卻塔的開(kāi)式循環(huán)冷水系統(tǒng)，設(shè)備主要噪聲源為機(jī)力冷卻塔內(nèi)風(fēng)機(jī)和冷卻塔淋水產(chǎn)生的噪聲。利用建筑物阻擋作用以防噪聲。

（2）閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)：本工程輔機(jī)冷卻水采用帶蒸發(fā)冷卻器的大閉式方式。帶蒸發(fā)冷卻器的閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)是將水冷與空冷，傳熱與傳質(zhì)過(guò)程融為一體且兼有兩者之長(zhǎng)的高效節(jié)能冷卻設(shè)備。該燃?xì)怆姀S輔機(jī)冷卻采取帶蒸發(fā)冷卻器的閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)。冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口是主要噪聲產(chǎn)生部位。

2.3 噪聲治理措施

城市燃?xì)鉄犭姀S的噪聲源較多，主要有燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、空冷風(fēng)機(jī)、輔機(jī)蒸發(fā)冷卻塔以及各類水泵等；而且一般燃?xì)鉄犭姽こ虨榱藵M足供熱的要求廠址大部分位于城市中心區(qū)及邊緣地帶，與周邊敏感目標(biāo)（居民集中區(qū)）的距離相對(duì)較近。因此噪聲問(wèn)題是燃?xì)鉄犭姽こ痰闹饕獑?wèn)題。

2.3.1 全廠噪聲綜合控制措施

對(duì)于城市燃?xì)鉄犭姀S，一般地處城市噪聲敏感區(qū)。因此，對(duì)于噪聲控制，要從全廠的噪聲綜合控制措施來(lái)保證廠界和周邊噪聲敏感點(diǎn)的的聲環(huán)境功能達(dá)標(biāo)。

該燃?xì)鉄犭姀S設(shè)計(jì)中將對(duì)主廠房及高噪聲源室內(nèi)布置的墻面采用隔聲降噪措施、減少開(kāi)窗面積、采用隔聲性能優(yōu)良的門窗及對(duì)高噪聲設(shè)備加裝消音器并將設(shè)備噪聲控制在允許范圍內(nèi)等防噪措施，同時(shí)對(duì)本工程將進(jìn)行全廠噪聲控制研究，采取針對(duì)性降噪措施。根據(jù)熱電廠噪聲控制要求，最終確定燃機(jī)主廠房、汽機(jī)主廠房、余熱鍋爐廠房等采取有效的降噪和隔聲措施后主廠房外1m處噪聲控制在45dB（A）。

2.3.2 單項(xiàng)噪聲控制措施

（1）聲源控制

（A）在設(shè)備選型和訂貨中進(jìn)行噪聲控制：設(shè)計(jì)中盡量選用低噪聲設(shè)備和工藝，對(duì)噪聲較高設(shè)備，訂貨時(shí)按電力設(shè)計(jì)規(guī)程向制造廠家提出噪聲限值要求。

（B）加裝降噪設(shè)施：（a）對(duì)噪音較大的燃機(jī)吸風(fēng)口，除了安裝消音器外，還在吸風(fēng)機(jī)口周邊設(shè)置高度、厚度足夠的隔音墻。控制要求為吸風(fēng)口前1m處的聲壓級(jí)為90dB（A）。（b）燃?xì)廨啓C(jī)擴(kuò)散段采取隔聲降噪措施，壓氣機(jī)入口處設(shè)置高效消聲器。（c）余熱鍋爐煙囪出口增加消音器，并加大煙囪的內(nèi)徑，降低煙氣流速，以進(jìn)一步降低煙囪出口噪音。

（2）傳播途徑控制

廠房設(shè)計(jì)中墻體選用隔聲吸聲好的材料，增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量，并可在廠房?jī)?nèi)加貼吸聲材料，以減少?gòu)S房?jī)?nèi)噪聲的回響反射；合理確定開(kāi)窗比，盡可能封閉噪聲高的車間，采用雙層隔聲門窗，減少噪聲的對(duì)外輻射。

（3）空冷系統(tǒng)的噪聲控制措施

（A）采用超低噪音風(fēng)機(jī)：該工程采用空冷裝置對(duì)汽輪機(jī)乏汽進(jìn)行冷卻，空冷系統(tǒng)共配置32臺(tái)空冷風(fēng)機(jī)（4×8布置），空冷風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)相對(duì)較多且集中，形成空冷風(fēng)機(jī)群。工程對(duì)空冷系統(tǒng)的防噪措施為：首先要從風(fēng)機(jī)選型時(shí)選用國(guó)內(nèi)超低噪聲風(fēng)機(jī)，同時(shí)還要采取有效地降噪措施，即在擋風(fēng)墻內(nèi)設(shè)消音板、減速裝置設(shè)隔聲罩、在風(fēng)機(jī)下部設(shè)置導(dǎo)流消音器等措施。

（B）從平臺(tái)布置和利用周邊建筑物阻擋作用：利用空冷平臺(tái)短邊和長(zhǎng)邊的朝向不同可調(diào)整平臺(tái)對(duì)不同廠界的影響，空冷平臺(tái)短邊一般布置在朝向廠界噪聲控制要求相對(duì)較高的一側(cè)。另外，可考慮在空冷平臺(tái)漏聲量較大且廠界噪聲控制要求的一側(cè)增加建筑物的高度，可有效減輕空冷風(fēng)機(jī)的噪聲對(duì)廠界的影響。在采取該方法時(shí)，應(yīng)充分考慮增加建筑物高度對(duì)空冷平臺(tái)周邊風(fēng)場(chǎng)的影響，是否會(huì)明顯影響空冷風(fēng)機(jī)的冷卻效果。

2.3.3 從總圖布置考慮減小噪聲影響

在廠區(qū)總平面布置方面，結(jié)合廠區(qū)周邊噪聲敏感設(shè)施的分布，優(yōu)化總平面布局，滿足環(huán)保要求的噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)?？沙浞掷脠?chǎng)內(nèi)建筑物對(duì)聲波的阻擋和吸收作用，減輕對(duì)廠外敏感目標(biāo)的影響。

2.3.4 必要時(shí)可設(shè)置隔聲屏障

對(duì)于部分城市燃?xì)鉄犭姀S在采取各類降噪措施后，廠界噪聲或敏感點(diǎn)噪聲仍出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，應(yīng)分析影響其的廠內(nèi)主要噪聲源的位置，并在該處設(shè)置一定高度和寬度的隔聲屏障，來(lái)保證噪聲的達(dá)標(biāo)。目前隔聲屏障隔聲量可達(dá)到10dB（A）以上。

2.4 同類電廠噪聲治理效果

北京太陽(yáng)宮燃?xì)鉄犭姽疚挥诒本┦谐?yáng)區(qū)東三環(huán)外，是城市中心區(qū)建設(shè)的奧運(yùn)配套項(xiàng)目和北京市重點(diǎn)工程，安裝有兩套F級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組燃?xì)廨啓C(jī)和一臺(tái)300MW級(jí)蒸汽輪機(jī)。該電廠環(huán)評(píng)批復(fù)要求廠界噪聲和敏感點(diǎn)噪聲全部達(dá)到1類標(biāo)準(zhǔn)，為滿足環(huán)保要求項(xiàng)目建設(shè)前建設(shè)單位編制了噪聲治理實(shí)施方案，并在建設(shè)施工時(shí)進(jìn)行了噪聲治理設(shè)施的招標(biāo)。根據(jù)2009年北京市環(huán)保局驗(yàn)收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，廠界及敏感點(diǎn)噪聲均達(dá)到了聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1類標(biāo)準(zhǔn)的要求。通過(guò)噪聲治理成功控制了電廠投產(chǎn)后對(duì)周邊環(huán)境可能造成的噪聲污染。

3 噪聲預(yù)測(cè)分析

采用噪聲預(yù)測(cè)軟件對(duì)工程及評(píng)價(jià)提出的噪聲防治措施進(jìn)行驗(yàn)證，分析采取措施后廠界及周圍噪聲敏感點(diǎn)是否滿足聲環(huán)境功能的要求，如果仍不滿足應(yīng)進(jìn)一步對(duì)聲源采取降噪措施或采取建設(shè)隔聲屏障的措施。本次采用CadnaA噪聲預(yù)測(cè)軟件對(duì)該城市熱電廠的噪聲進(jìn)行了預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，首先根據(jù)可研提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)廠址及周圍的建筑物進(jìn)行了建模，然后根據(jù)采取措施后的噪聲源強(qiáng)代入軟件中。根據(jù)不同噪聲控制措施采取多種組合的預(yù)測(cè)方案進(jìn)行預(yù)測(cè)，據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，熱電廠廠界和敏感點(diǎn)均可達(dá)到各自聲環(huán)境功的要求。