俞敏捷

(中機國能電力工程有限公司，上海200061)

0 引言

隨著社會經濟的快速發(fā)展和用電需求日益擴大，近年來全國新建 (擴建)了眾多的火電廠，但這些火電廠在建成投入運行后產生了比較嚴重的噪聲環(huán)境污染問題。因此，盡快提出防治措施是環(huán)境保護工作中的重要組成部分。在引起電廠廠界噪聲超標的原因中，循環(huán)水冷卻塔噪聲是主要因素之一［1］，因冷卻塔幾何尺寸龐大，噪聲輻射大，噪聲隨距離的自然衰減較緩慢，而且從平面布置上，冷卻塔一般靠近廠界。隨著環(huán)保要求的日益嚴格，冷卻塔噪聲污染治理的必要性也顯現(xiàn)出來，探索一條經濟而切實可行的冷卻塔噪聲治理途徑是十分必要的。目前，國內大部分冷卻塔噪聲治理都通常采用單一的消聲裝置工藝、聲屏障工藝或者落水消聲工藝。而本文以遼寧某電廠為例，突破了傳統(tǒng)設計理念的束縛，針對該廠界不同的地理位置及降噪要求，通過消聲裝置和聲屏障的組合應用，利用CADNA_ A 軟件進行分析和預測，使其達到相關環(huán)保標準。

1 自然通風冷卻塔噪聲實測

自然通風冷卻塔噪聲其聲源強度在80 ～90 dB(A)之間，表1 為國內部分電廠自然通風冷卻塔噪聲實測結果(平均值)［2］。

表1 部分自然通風冷卻塔噪聲實測結果(平均值)dB

2 冷卻塔噪聲特性

自然通風冷卻塔的噪聲屬于中、高頻穩(wěn)態(tài)噪聲，主要來源于塔中相當于暴雨強度數10 倍的高密度落水對池水的大面積連續(xù)性直接撞擊。由于其聲源龐大、聲功率級強，頻帶寬、中頻衰減小、傳播距離遠，對周圍環(huán)境的影響力度及影響范圍非同一般，其主要特性如下。

(1)聲源屬性:塔內冷卻水下落對池水的大面積連續(xù)的液體間撞擊產生的穩(wěn)態(tài)水噪聲，屬于立體噪聲源［3］;是主要的3 大類工業(yè)噪聲成因(機械噪聲、空氣動力噪聲、電磁噪聲)之外的一種特殊噪聲。

(2)淋水水滴撞擊蓄水池水面的瞬時速度為7 ～8 m/s［4］;冷卻塔噪音傳播為速度為340 m/s。

(3)聲源聲級:冷卻塔進風口處噪音在85 dB 左右，且沿冷卻塔的高度方向噪音值變化不大。

(4)頻譜特性:呈音頻分布，以高頻(1 000 ～16 000 Hz)及中頻(500 ～1 000 Hz)成分為主的峰形曲線;峰值位于4 000 Hz 左右。低頻和高頻的聲級強度都比較高，特別是低頻噪聲，有傳播遠且不宜衰減的特性。當多座冷卻塔成群布置時，多個冷卻塔之間的噪聲強度具有疊加增強趨勢［5］。

(5)影響冷卻塔落水噪音的因素:a. 水滴擊打水面的速度，它直接與下落高度和雨區(qū)風速有關;b. 水滴大小;c. 淋水密度;d. 淋水總面積。

3 噪聲控制標準

通?；鹆Πl(fā)電廠界噪聲值需達到《工業(yè)企業(yè)環(huán)境噪聲排放標準》GB12348-2008［6］的Ⅲ類標準，即晝間≤65 dB (A)，夜間≤55 dB (A)。如廠界有環(huán)境敏感目標，則需執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)環(huán)境噪聲排放標準》GB12348-2008 的Ⅱ類標準，即晝間≤60 dB (A)，夜間≤50 dB (A)。

4 噪聲治理的主要措施

4.1 水池加緩沖滲水降噪材料

在水面上鋪設聚胺脂多孔泡沫塑料，這種材料既有一般泡沫塑料的柔軟性，又有多孔漏水的通水性，避免落水對水池的直接撞擊，在落水點采用緩沖消能措施，實現(xiàn)降噪目標［7］。

4.2 擋土坡和綠化帶

在噪聲源周圍修建擋土坡和綠化帶，種植四季常青的高大灌木，既可以美化環(huán)境又可以達到降低噪聲的效果，另外一次性投資和維護量均較低。

4.3 使用導流裝置

有小型水塔采用這種方法的報導，在水滴淋下的路徑上加裝大量纖維絲，導引水從纖維上滑落，減少水濺落的噪音。

4.4 在冷卻塔進風口周圍或受聲點處設置聲屏障

在冷卻塔周圍或廠界處局部設置聲屏障可在一定程度和范圍內地降低冷卻塔噪聲對受聲點的影響，因屏障頂部和邊界處存在著一定程度的繞射，因此必須考慮加裝吸聲裝置。

4.5 在冷卻塔進風口周圍一定距離內設置消聲裝置

在冷卻塔進風口周圍的一定設計距離設置一定數量消聲裝置，從聲學、空氣動力性和結構力學3 方面綜合考慮，其綜合性能較為突出，在國內和國外都有成功的先例，但一次性投資大。

5 冷卻塔噪聲治理方案探討

5.1 冷卻塔布置概況

遼寧某電廠共有2 臺雙曲線冷卻塔，南北縱向并列布置，北側塔體離廠界約為19 m，塔體西側為辦公區(qū)域，辦公樓高度約為13 m，距離塔體約為40 m。電廠北側廠界，采用磚砌筑圍墻，圍墻高度約為3 m。雙曲線冷卻塔淋水量為40 000 m3/h，淋水高度為7.8 m，塔體直徑約為82 m。類似雙曲線冷卻塔淋水噪聲，在距水池邊緣5 m，離地面1.2 m 處的噪聲值為84.2 dB (A)。

5.2 治理方案

目前，國內大部分冷卻塔噪聲治理通常采用消聲裝置工藝、聲屏障工藝或者落水消聲工藝。落水消聲法因在大面積環(huán)境下的最大降噪量小于10 dB (A)，針對本電廠10 dB (A)以上的降噪要求，基本可以判定不適用。且落水消聲工藝屬于塔內治理，尚存在對循環(huán)水產生影響的隱患［8］，另本工程位于北方寒冷地區(qū)，故優(yōu)先考慮塔外治理。從冷卻塔的布局上看，本工程廠界及敏感點距離冷卻塔噪聲源較近，北側廠界處沒有空間布置隔聲屏，另外聲屏障高度、位置的設置除了需考慮聲學效果外，還必須考慮對冷卻塔進風的影響［9］，故單布置隔聲屏無法滿足降噪要求。如只在冷卻塔進風口安裝消聲裝置，雖然理論及試驗表明其降噪量可以達到35 dB (A)甚至更高，降噪效果十分明顯［10］，但全部采用消聲導流片工藝投資較大。

綜上考慮，本工程擬采取“聲屏障+消聲裝置”的噪聲治理方案，具體如下:

如圖1 所示，在1 號冷卻塔離塔體6 m 處安裝消聲導流裝置，消聲導流裝置片厚150 mm，長度2 500 mm，高度8 500 mm，片間距150 mm，有效通風面積比50%。消聲導流裝置總長度約為226 m。2 號冷卻塔離塔體6 m 處安裝消聲導流裝置，消聲導流裝置片厚150 mm，長度1 500 mm，高度8 500 mm，片間距150 mm，有效通風面積比50%。消聲導流裝置總長度約為63 m，聲屏障離塔體16 m 處設置，高度為12 m，吸隔聲模塊厚度為100 mm，總長約為245 m。

圖1 噪聲治理設施布置示意圖

5.3 降噪效果預測

圖2 和圖3 分別為利用CADNA_ A 噪聲預測軟件預測的噪聲分布情況。治理前，敏感點和廠界最近點噪聲值接近70 dB (A)，類比《工業(yè)企業(yè)環(huán)境噪聲排放標準》，廠界噪聲超標15 dB(A)，敏感點超標20 dB (A)。治理后，廠界噪聲值≤55 dB (A)，達到《工業(yè)企業(yè)環(huán)境噪聲排放標準》GB12348-2008 的Ⅲ類標準，即晝間≤65 dB (A)，夜間≤55 dB (A);辦公區(qū)域敏感點噪聲值≤50 dB (A)，達到《工業(yè)企業(yè)環(huán)境噪聲排放標準》GB12348-2008 的Ⅱ類標準，即晝間≤60 dB (A)，夜間≤50 dB (A)。

圖2 治理前噪聲分布圖

圖3 治理后噪聲分布圖

6 結論

本文對冷卻塔噪聲治理技術進行初步探討，并以遼寧某電廠為例，研究了冷卻塔噪聲治理的問題，大型自然通風冷卻塔的淋水噪聲采用“聲屏障+消聲器”聯(lián)合使用是可行的治理方法。經治理后，廠界環(huán)境敏感區(qū)域小于排放指標，對類似電廠有一定參考價值。

［1］韓金枝，付騰飛，王燕．環(huán)評工作中常見噪聲源的噪聲控制措施［J］．環(huán)境科學與管理，2011，36 (7):181-185．

［2］倪季良．冷卻塔的落水噪聲及其防治措施的探討［J］．電力勘測設計，2003，3 (1):69-74．

［3］高玲．自然通風冷卻塔噪聲污染防治措施的探討［J］．電力勘測設計，2007，(5):51-55．

［4］趙振國．冷卻塔［M］．北京:中國水利水電出版社，1997．

［5］張懷軍．自然通風冷卻塔噪聲源控制研究［J］．噪聲與振動控制，2009，29 (1):153-156．

［6］GB12348-2008．工業(yè)企業(yè)環(huán)境噪聲排放標準［S］．

［7］黃平，王震洲，呂玉恒，等．特大型雙曲線自然通風冷卻塔噪聲治理方案及效果［J］．電力環(huán)境保護，2007，10 (5):52-54．

［8］李毅男．火力發(fā)電廠自然通風冷卻塔降噪設計［J］．噪聲與振動控制，2008，28 (3):104-106．

［9］康立剛．城市電廠大型機力通風冷卻塔的噪聲控制設計［J］．電力科學與工程，2010，26 (8):65-69．

［10］王廣滿．大型通風消聲裝置在雙曲線自然通風冷卻塔淋水聲降噪中的應用［J］．電力設備，2005，6(5):40-43．