張曉杰

(四川正升聲學(xué)科技有限公司，四川成都611130)

分布式能源站降噪技術(shù)及其治理難點(diǎn)

張曉杰

(四川正升聲學(xué)科技有限公司，四川成都611130)

分布式能源站是一種清潔、環(huán)保、高效的發(fā)電設(shè)施，其噪聲治理在國(guó)內(nèi)無(wú)成熟工程經(jīng)驗(yàn)可參考。根據(jù)分布式能源站噪聲源特點(diǎn)，提出了合理的治理措施，在不影響生產(chǎn)運(yùn)行、檢修維護(hù)的條件下，達(dá)到了治理目標(biāo)。并提出了機(jī)力通風(fēng)冷卻塔噪聲治理的新思路，不僅為分布式能源站提供了降噪設(shè)計(jì)的依據(jù)，也提出了采用矩陣式消聲器解決機(jī)力通風(fēng)冷卻塔降噪與換熱效率下降的問(wèn)題。

分布式能源;噪聲;矩陣式消聲器

0 引言

分布式能源站指的是功率不大、小型模塊化、分布于負(fù)荷周邊的清潔環(huán)保發(fā)電設(shè)施，其發(fā)電形式優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為可靠、高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)［1］。本文以某分布式能源站為例，介紹了目前國(guó)內(nèi)分布式能源站噪聲治理的方法，鑒于分布式能源站噪聲治理在國(guó)內(nèi)基本沒(méi)有成功參考案例，因此，本項(xiàng)目通過(guò)前期調(diào)研、分析、預(yù)測(cè)結(jié)合工程完工后的噪聲測(cè)試，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，為國(guó)內(nèi)分布式能源噪聲治理工程提供了參考依據(jù)。

該分布式能源是一個(gè)熱電冷三聯(lián)供項(xiàng)目，雖然分布式能源清潔、污染小，但其環(huán)保的要求依然嚴(yán)峻，尤其是噪聲排放達(dá)標(biāo)的問(wèn)題。分布式能源站廠區(qū)內(nèi)聲源眾多，雖然蒸汽輪機(jī)及其配套輔機(jī)布置在廠房?jī)?nèi)，但其他設(shè)備如:燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、變壓器、機(jī)力通風(fēng)冷卻塔等均露天布置，治理難度較高。且該分布式能源首次將制冷站布置在廠區(qū)內(nèi)，制冷站機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備眾多，屋頂布置有多臺(tái)機(jī)力通風(fēng)冷卻塔，制冷站距離廠界又較近，對(duì)廠界噪聲排放達(dá)標(biāo)造成較大的壓力。

1 主要噪聲源設(shè)備

該分布式能源站裝機(jī)容量大，主機(jī)為3臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)，型號(hào)LM6000 PD SPRINT－50Hz，2臺(tái)抽凝式蒸汽輪機(jī)型號(hào)為CL18－3.43/0.5，主要的噪聲源設(shè)備及其源強(qiáng)如表1所示。

表1 主要設(shè)備噪聲水平

從主要設(shè)備噪聲水平來(lái)看，分布式能源站內(nèi)噪聲源設(shè)備繁多，且噪聲聲級(jí)高、多露天布置，噪聲控制難度大。

1.1 治理要求

該分布式能源根據(jù)環(huán)評(píng)批復(fù)的要求，在項(xiàng)目建成后，確保廠界噪聲達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348－2008)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求［2］。根據(jù)環(huán)評(píng)批復(fù)的要求，對(duì)分布式能源站周邊的聲環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 周邊聲環(huán)境現(xiàn)狀

圖1 背景噪聲頻譜特性

背景噪聲測(cè)試結(jié)果顯示，該區(qū)域聲環(huán)境質(zhì)量良好，達(dá)到了《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(DB3096－2008)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)［3］。

2 治理措施

2.1 聲學(xué)模擬

該分布式能源站采用CadnaA聲學(xué)預(yù)測(cè)軟件進(jìn)行模擬分析，并對(duì)采用不同降噪措施后的聲場(chǎng)分布進(jìn)行了比較分析，確定了治理方案見(jiàn)表3。

圖2 能源站建成前噪聲分布預(yù)測(cè)

表3 主要噪聲源治理措施

根據(jù)選擇的治理措施，預(yù)測(cè)了能源站建成后的聲場(chǎng)分布情況。

圖3 能源站建成后噪聲分布預(yù)測(cè)

從預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)看，采用上述治理措施能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)值，鑒于軟件預(yù)測(cè)與實(shí)際情況的差異，在實(shí)際設(shè)計(jì)降噪量的時(shí)候考慮了3dB(A)的設(shè)計(jì)裕度。工程完工后，對(duì)廠界噪聲值監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，各廠界點(diǎn)均達(dá)到了目標(biāo)值，通過(guò)了最終噪聲環(huán)保驗(yàn)收。

2.2 治理難點(diǎn)

分布式能源站與目前國(guó)內(nèi)燃?xì)怆姀S噪聲治理的措施較為相似，對(duì)布置在室內(nèi)的噪聲源設(shè)備，多采用降噪廠房治理措施，降噪廠房的關(guān)鍵是降噪墻體、屋面板吸隔聲材料的選擇，同時(shí)要考慮門窗、通風(fēng)消聲裝置與廠房整體隔聲量的匹配［3］。通常治理的難點(diǎn)是在機(jī)力通風(fēng)冷卻塔，機(jī)力通風(fēng)冷卻塔不同與常規(guī)自然通風(fēng)冷卻塔，由電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)提供吸風(fēng)動(dòng)力，因此，相比較自然通風(fēng)冷卻塔，機(jī)力通風(fēng)冷卻塔噪聲聲級(jí)略高，通常進(jìn)風(fēng)口噪聲值在88～90dB (A)，排風(fēng)口噪聲值在85～88dB(A)，且由于風(fēng)機(jī)的存在，機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的噪聲頻率特性呈現(xiàn)中低頻較為突出的特點(diǎn)，治理難度較高［4］。

國(guó)內(nèi)目前對(duì)機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的降噪處理通常采用在進(jìn)、排風(fēng)口設(shè)置消聲器，降噪要求較高時(shí)，可對(duì)風(fēng)機(jī)及其電機(jī)采用減振處理。存在的問(wèn)題是增加進(jìn)、排風(fēng)口消聲器后，增加了進(jìn)風(fēng)阻力，對(duì)冷卻塔換熱效率造成一定的影響［5］。想要解決這個(gè)問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)主要的研究重點(diǎn)是在消聲器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及改造方面。

2.3 矩陣式消聲器簡(jiǎn)介

本工程在對(duì)機(jī)力通風(fēng)冷卻塔降噪消聲器的設(shè)計(jì)上，選用了矩陣式消聲器，根據(jù)文獻(xiàn)結(jié)果以及測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比分析，矩陣式消聲器在消聲性能和阻損兩項(xiàng)主要性能指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)片式消聲器。

從兩種消聲器的布置方式分析，由于矩陣式消聲器在同等截面積條件下，吸聲周長(zhǎng)要略大于片式消聲器，因此，根據(jù)阻性消聲器的計(jì)算公式［6］:

理論上矩陣式消聲器的消聲量要高于同等條件下的片式消聲器，為驗(yàn)證矩陣式消聲器的消聲性能，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)易試驗(yàn)平臺(tái)做了對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)條件見(jiàn)表4。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖4和圖5。

表4 兩種消聲器測(cè)試參數(shù)

圖4 兩種消聲器消聲性能測(cè)試結(jié)果

圖5 兩種消聲器壓力損失測(cè)試結(jié)果

從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，矩陣式消聲器的消聲性能明顯優(yōu)于片式消聲器，阻力損失隨風(fēng)速的增加也略優(yōu)于片式消聲器。

2.4 矩陣式消聲器應(yīng)用

本工程在機(jī)力通風(fēng)冷卻塔設(shè)計(jì)采用矩陣式消聲器時(shí)，在達(dá)到設(shè)計(jì)所需消聲量的條件下，矩陣組合式消聲器的流通面積控制在54.8%，高于常規(guī)片式組合消聲器的50%，消聲器內(nèi)的流速也就低于常規(guī)片式消聲器。

同時(shí)為保證冷卻塔的換熱效率不受影響，在冷卻塔降噪設(shè)計(jì)之初，要求設(shè)備廠家在選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)時(shí)，考慮風(fēng)機(jī)的全壓，至少預(yù)留50Pa余壓用于克服安裝消聲器增加的阻力。

工程完工后的測(cè)試結(jié)果顯示，采用300mm× 300mm×2000mm的矩陣消聲單體，流通面積54.8%的插入損失為18dB(A)。換熱效率方面，該分布式能源已運(yùn)行半年以上，運(yùn)行情況良好，滿足設(shè)計(jì)工藝要求。

3 結(jié)語(yǔ)

分布式能源站是目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)普遍采用的一種高效、環(huán)保熱電冷三聯(lián)供工程。由于分布式能源采用短距離輸出的方式，因此，規(guī)劃位置距離周邊工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、商住混合區(qū)域較近，對(duì)噪聲控制的要求就較高，通過(guò)對(duì)某分布式能源站實(shí)施整廠噪聲治理，達(dá)到了環(huán)評(píng)批復(fù)的要求，通過(guò)了環(huán)保驗(yàn)收。同時(shí)也解決了目前國(guó)內(nèi)冷卻塔噪聲治理中存在的因?yàn)榘惭b消聲器導(dǎo)致的阻損過(guò)大，影響換熱效率，為分布式能源噪聲治理工程提供了參考依據(jù)。

［1］徐波.分布式能源站的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析［J］.科技創(chuàng)業(yè)家，2013(12):136.

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

［3］梁常德，毛瑞勇，龔鳳海，等.燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)熱電廠噪聲分析及控制［J］.噪聲與振動(dòng)控制，2012(4):199－205.

［4］康立剛.城市電廠大型機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的噪聲控制設(shè)計(jì)［J］.電力科學(xué)與工程，2010(8):65－69.

［5］邵斌，汪根勝，紀(jì)雅芳，等.淺析機(jī)力通風(fēng)冷卻塔噪聲控制對(duì)策與誤區(qū)［C］.全國(guó)環(huán)境聲學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集.2007.

［6］馬大猷.噪聲與振動(dòng)控制工程手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

Noise reduction technology of distributed energy station and control difficulty

Distributed energy station is a clean，efficient，environmentally friendly power generation facilities.There is no mature engineering experience about noise control at home.According to the noise source of distributed energy station，this paper presented Reasonable control measures.Without affecting the production operation，repair and maintenance conditions，the goal of governance was achieved.A new idea for noise control of cooling tower with mechanical ventilation cooling is presented.Not only for the distributed energy station provides the basis for design of noise control，but also putting forward in the matrix type silencer is adopted to solve the mechanical ventilation cooling tower noise reduction and heat transfer efficiency drops.

distributed energy;noise;matrix type silencer

X593

B

1674－8069(2016)03－053－03

2015-11-19;

2016-01-23

張曉杰(1982-)，碩士，工程師，主要從事工作噪聲與振動(dòng)控制。E－mail:86964652@qq.com