機(jī)械通風(fēng)冷卻塔降噪技術(shù)方案

北京熱電廠大型機(jī)械通風(fēng)冷卻塔

降噪技術(shù)方案常州市科慧制冷設(shè)備有限公司2006-3-15.概況.方案編制依據(jù).冷卻塔性能簡(jiǎn)介.冷卻塔噪聲測(cè)試及分析.冷卻塔噪聲治理的難點(diǎn)和特點(diǎn).采取的主要降噪技術(shù)措施.預(yù)期效果北京熱電廠大型機(jī)械通風(fēng)冷卻塔塔群

降噪技術(shù)方案(初稿)1、概況：北京熱電廠擬購(gòu)置10臺(tái)大型機(jī)械通風(fēng)冷卻塔。每臺(tái)冷卻水量4200m3/h，總冷卻水量為42000m3/h。10臺(tái)冷卻塔一列布置，外形尺寸長(zhǎng)義寬義高約為183000X20000X19500(mm),系鋼筋混凝土和型鋼混合結(jié)構(gòu)。冷卻塔距廠界最近處按40m考慮。按規(guī)定，本項(xiàng)目地處噪聲功能區(qū)為1類(lèi)，廠界處噪聲要求晝間W50dB(A),夜間W45dB(A)。雖然該項(xiàng)目所選定的冷卻塔已屬于低噪聲型，但因冷卻塔冷卻水量大，距廠界又較近，冷卻塔體積又較龐大，其噪聲會(huì)使廠界超標(biāo)。通過(guò)同類(lèi)冷卻塔的類(lèi)比調(diào)查、測(cè)試以及本項(xiàng)目安裝現(xiàn)場(chǎng)聲衰減的設(shè)計(jì)計(jì)算，為確保廠界全面達(dá)標(biāo)而提供如下降噪技術(shù)方案供抉擇。2、方案編制依據(jù)：中華人民共和國(guó)環(huán)境噪聲污染防治法(1996年10月29日第八屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第二十二次會(huì)議通過(guò)，1997年3月1日起施行)；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB12348-90《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3096-93《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》；北京某項(xiàng)目提供的有關(guān)圖紙資料；4200m3/h大型機(jī)械通風(fēng)冷卻塔設(shè)計(jì)參數(shù)及安裝使用要求。3、冷卻塔性能簡(jiǎn)介：大型機(jī)械通風(fēng)冷卻塔型號(hào)為CNTC-4200型鋼混結(jié)構(gòu)逆流式冷卻塔;單臺(tái)總循環(huán)水量(單塔處理水量)4200m3/h；進(jìn)塔水溫43℃,出塔水溫33℃,干球溫度30℃,進(jìn)風(fēng)口濕球溫度26.4℃；風(fēng)機(jī)直徑09140mm，設(shè)計(jì)風(fēng)量269X104m3/h,大氣壓力100.1KPa。配用電機(jī)功率200KW。單臺(tái)冷卻塔占地面積長(zhǎng)義寬約為16800X16800(mm),至上部平臺(tái)的高度約為16000(mm)010臺(tái)冷卻塔組合為一體后，其外形尺寸長(zhǎng)義寬義高約為183000X20000義19500(mm)。4、同類(lèi)冷卻塔噪聲實(shí)測(cè)及分析：4.1單臺(tái)CNTC-4200型冷卻塔噪聲冷卻塔噪聲由四部分組成，第一是風(fēng)機(jī)電機(jī)噪聲；第二是風(fēng)機(jī)減速箱和軸流風(fēng)機(jī)噪聲；第三是冷卻塔淋水噪聲；第四是電機(jī)、風(fēng)機(jī)振動(dòng)引起的風(fēng)筒及擋水板等結(jié)構(gòu)輻射的二次噪聲，又稱結(jié)構(gòu)噪聲或固體噪聲。對(duì)同類(lèi)型安裝于電廠的冷卻塔實(shí)測(cè)其噪聲值如下：①風(fēng)機(jī)電機(jī)噪聲(近場(chǎng)測(cè)試)：風(fēng)機(jī)電機(jī)置于冷卻塔上平臺(tái)風(fēng)筒的外側(cè)，通過(guò)長(zhǎng)軸、聯(lián)軸器、減速箱帶動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在距風(fēng)機(jī)電機(jī)1.0m,離上平臺(tái)高1.2m處實(shí)測(cè)電機(jī)噪聲為93dB(A),其倍頻程頻譜特性列于表1(頻譜特性曲線詳見(jiàn)圖1)。電機(jī)噪聲包含電磁噪聲、軸承機(jī)械噪聲和風(fēng)扇排風(fēng)噪聲，由表1和圖1可知，風(fēng)機(jī)電機(jī)噪聲系寬頻帶噪聲，中低頻聲較高，中頻500Hz聲音比較突出。表1冷卻塔噪聲頻譜特性測(cè)點(diǎn)位置（工況）A計(jì)權(quán)聲級(jí)dB（A）倍頻程中心頻率（Hz）63125250500100020004000聲壓級(jí)（dB）風(fēng)機(jī)電機(jī)噪聲（距電機(jī)1.0m,離上平臺(tái)高1.2m）9385808787847470風(fēng)機(jī)減速箱和軸流風(fēng)機(jī)噪聲（風(fēng)筒出口1.0m處）94.291908889827068淋水噪聲（冷卻塔下部進(jìn)風(fēng)口處距塔體1.0m,離地高1.5m）84.275818082827674冷卻塔結(jié)構(gòu)噪聲（擋水板外1.0m）7878787878787878單臺(tái)冷卻塔噪聲（風(fēng)機(jī)、淋水同時(shí)開(kāi)放，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)處即當(dāng)量直徑r=19m處）68757264626563648臺(tái)冷卻塔同時(shí)開(kāi)動(dòng)，廠界處噪聲（相距約48m）68.570596061595857②風(fēng)機(jī)減速箱和軸流風(fēng)機(jī)噪聲（近場(chǎng)測(cè)試）:風(fēng)機(jī)減速箱和直徑為09140（mm）軸流風(fēng)機(jī)安裝于上平臺(tái)風(fēng)筒內(nèi)，在風(fēng)筒內(nèi)不好測(cè)試其噪聲。在風(fēng)筒外1.0m處，離平臺(tái)高1.2m，風(fēng)筒外噪聲為87.9dB（A）。在風(fēng)筒上部出風(fēng)口1.0m處，離上平臺(tái)高約4.8m處，實(shí)測(cè)軸流風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處噪聲為94.2dB（A），其頻譜特性列于表1和圖1。風(fēng)機(jī)減速箱產(chǎn)生的是機(jī)械噪聲，軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的主要是氣流噪聲，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為127rpm，風(fēng)筒出口風(fēng)速約為10m/s，風(fēng)機(jī)噪聲主要是500Hz以下的低頻聲，聲級(jí)都在88dB以上，波長(zhǎng)長(zhǎng)，聲級(jí)高，難衰減，因而傳播的很遠(yuǎn)，是噪聲治理的難點(diǎn)之一。③冷卻塔流水噪聲（近場(chǎng)測(cè)試）：冷卻塔淋水噪聲是由填料段落下的水沖擊水池面而產(chǎn)生的，通過(guò)冷卻塔下部進(jìn)風(fēng)口傳出。水滴到達(dá)水面的速度一般大于9.4m/s，進(jìn)風(fēng)口的高度為4.2m左右。在距冷卻塔進(jìn)風(fēng)口1.0m，離地高1.5m處，在上部軸流風(fēng)機(jī)不開(kāi)動(dòng)的情況下，實(shí)測(cè)淋水噪聲為84.2dB（A）,其頻譜特性列于表1和圖1。淋水噪聲主要是中高頻聲，500?4000Hz聲級(jí)均在74dB以上，高頻聲波長(zhǎng)短，易衰減。雖然近處聲級(jí)較高，但距離較遠(yuǎn)處，聲級(jí)衰減快。④冷卻塔結(jié)構(gòu)噪聲(近場(chǎng)測(cè)試)：電機(jī)風(fēng)機(jī)開(kāi)動(dòng)時(shí)由于不平衡而引起的振動(dòng)產(chǎn)生二次噪聲，內(nèi)筒殼體有振感，當(dāng)風(fēng)機(jī)和淋水同時(shí)開(kāi)動(dòng)時(shí)，在冷卻塔擋水板外1.0m處，實(shí)測(cè)噪聲為78dB(A)，88dB(C)。4.2多臺(tái)冷卻塔噪聲疊加計(jì)算多臺(tái)冷卻塔同時(shí)開(kāi)動(dòng)，其噪聲疊加總聲級(jí)%總可按下式計(jì)算：Lp=10lg(100.1LP1+100.1LP2+……100.1LPN)(dB)總式中Lp1、Lp2……LPN為每一臺(tái)冷卻塔的噪聲級(jí)。若多臺(tái)冷卻塔型號(hào)規(guī)格和噪聲水平都一樣，則N臺(tái)疊加總聲級(jí)1口總按下式計(jì)算：Lp總=Lp+10lgN(dB)本項(xiàng)目10臺(tái)冷卻塔相同，單臺(tái)若為L(zhǎng)p=80dB(A)的話，10臺(tái)同時(shí)開(kāi)動(dòng)噪聲疊加后總聲級(jí)Lp總為90dB(A)。當(dāng)然還應(yīng)扣除距離衰減影響，阻擋物影響等因素。冷卻塔距離衰減計(jì)算冷卻塔安裝于廠區(qū)內(nèi)，距廠界或廠外居民住宅敏感點(diǎn)都會(huì)有一定距離。按冷卻塔噪聲特性，周?chē)h(huán)境背景噪聲等，可以事先估算出冷卻塔噪聲傳至這些敏感點(diǎn)處的噪聲級(jí)。由于冷卻塔體積龐大，發(fā)聲部位多，情況比較復(fù)雜，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可按下式進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算：Lp=LpT01g-—力L(dB)0r0式中Lp——預(yù)測(cè)點(diǎn)處聲級(jí)(廠界或居民住宅處)Lp0——聲源在r0處距離的聲級(jí)r——預(yù)測(cè)點(diǎn)與聲源之間的垂直距離ro——距聲源的距離，一般取r°=1m力L——各種附加衰減量，包括空氣吸收、遮擋物、地面效應(yīng)等引起的聲衰減量。冷卻塔標(biāo)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)處噪聲級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7190-1997規(guī)定，冷卻塔噪聲標(biāo)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)應(yīng)在冷卻塔當(dāng)量直徑Dm處，Dm=1.13%；1b,aXb為冷卻塔的長(zhǎng)X寬。本項(xiàng)目冷卻塔aXb=16.8X16.8(m),Dm=19m。單臺(tái)冷卻塔開(kāi)動(dòng)，在當(dāng)量直徑Dm即19m處實(shí)測(cè)其噪聲為68dB(A),其頻譜特性列于表1和圖2。從頻譜特性來(lái)看，冷卻塔噪聲呈寬頻帶特性，低、中、高頻噪聲均在64dB以上，既有淋水的中高頻聲，也有風(fēng)機(jī)的低中頻聲。若多臺(tái)冷卻塔同時(shí)開(kāi)動(dòng)，其噪聲疊加會(huì)增加5?8dB(A),即在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)處噪聲為73dB(A)以上。廠界處噪聲對(duì)某電廠該電廠16臺(tái)4500m3/h冷卻塔進(jìn)行測(cè)試，其中8臺(tái)距廠界約48m,當(dāng)8臺(tái)冷卻塔同時(shí)開(kāi)動(dòng)時(shí)，在廠界處實(shí)測(cè)噪聲為68.5dB(A),76.5dB(C),頻譜特性列于表1和圖2。冷卻塔降噪要求綜上所述，用戶要求廠界處噪聲晝間W50dB(A),夜間W45dB(A),若周?chē)鸁o(wú)其它噪聲源干擾的話，冷卻塔噪聲還是比較穩(wěn)定的，晝間和夜間聲級(jí)相當(dāng)。目前本項(xiàng)目冷卻塔安裝距離為40m,在40m廠界處噪聲應(yīng)W45dB(A)。同規(guī)格、同容量、安裝情況差不多的徐州某電廠類(lèi)比調(diào)查結(jié)果表明，若不采取更嚴(yán)格的降噪措施，40m廠界處的噪聲將高達(dá)58dB6)左右，超標(biāo)18dB(A)。因此，冷卻塔多臺(tái)開(kāi)動(dòng)，設(shè)計(jì)要求其綜合降噪量應(yīng)三18dB(A),分?jǐn)偟絾蝹€(gè)冷卻塔各發(fā)聲部位，設(shè)計(jì)要求：

風(fēng)機(jī)電機(jī)降噪量應(yīng)三20dB(A)；風(fēng)機(jī)減速箱和軸流風(fēng)機(jī)降噪量應(yīng)三20dB(A)；淋水聲降噪量應(yīng)三18dB(A)。5、冷卻塔噪聲治理的難點(diǎn)和特點(diǎn)：CNTC-4200型冷卻塔已屬于中溫型低噪聲型冷卻塔。該冷卻塔本身已采取了不少降噪措施，為低噪聲風(fēng)機(jī)，低噪聲減速箱等，在聲源發(fā)聲部位再采取措施十分困難；冷卻塔本身是一個(gè)系統(tǒng)工程，體積龐大，發(fā)聲部位多，聲源呈立體分布，低頻聲和固體傳聲明顯。從理論上來(lái)說(shuō)，降低低頻聲是十分困難的；冷卻塔是連續(xù)運(yùn)行工況，發(fā)聲部位相互牽連，難以進(jìn)行聲源識(shí)別，不易實(shí)施針對(duì)性的措施；噪聲治理措施必須首先保證冷卻塔的熱工性能和正常運(yùn)行，阻力損失應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。冷卻塔的維護(hù)保養(yǎng)和檢修均有一定要求，噪聲治理對(duì)策應(yīng)滿足這些要求；冷卻塔安裝位置距廠界太近，超標(biāo)較多，從而增加了噪聲治理的難度。6、采取的主要降噪技術(shù)措施風(fēng)機(jī)電機(jī)隔聲吸聲措施安裝于冷卻塔上平臺(tái)，風(fēng)筒邊上的風(fēng)機(jī)電機(jī)聲罩可有效地控制其噪聲向外傳播。采用隔聲吸電機(jī)消聲罩示意圖一般是敞開(kāi)安裝的，對(duì)風(fēng)機(jī)電機(jī)加裝可拆卸式隔

聲罩可有效地控制其噪聲向外傳播。采用隔聲吸電機(jī)消聲罩示意圖聲板拼裝結(jié)構(gòu)，隔聲吸聲板總厚度為100(00)左右，外側(cè)為鋼板隔聲結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)為鋁合金穿孔板結(jié)構(gòu)，中間填裝防潮離心玻璃棉吸聲材料，用PVF薄膜包覆，鋼板內(nèi)側(cè)涂阻尼涂料。隔聲罩上開(kāi)設(shè)小型檢修門(mén)，預(yù)留進(jìn)出風(fēng)口，并裝進(jìn)出風(fēng)消聲器，以便電機(jī)通風(fēng)散熱。每臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)加裝一個(gè)隔聲罩，隔聲罩外形尺寸約為3000X2000X2500(mm)。冷卻塔風(fēng)機(jī)出風(fēng)消聲器為降低冷卻塔減速箱和軸流風(fēng)機(jī)噪聲，在冷卻塔風(fēng)筒上部加裝出風(fēng)消聲器。出風(fēng)消聲器外形尺寸長(zhǎng)X寬X高約為10500X10500X2000(mm),原風(fēng)機(jī)風(fēng)筒直徑約為09200(mm),在風(fēng)筒和出風(fēng)消聲器之間加裝一節(jié)圓變方過(guò)渡段，過(guò)渡段高約為1000(mm),風(fēng)筒高約為2000(mm)。薄膜鋁合金龍骨消聲插片詳圖0.8mm薄膜鋁合金龍骨消聲插片詳圖0.8mm厚穿孔鍍鋅板(雙面，p=25%)器，出風(fēng)消聲器體積為220.5m3,過(guò)渡段的體積約為110m3。出風(fēng)消聲器的消聲量可按別洛夫公式進(jìn)行框算：一，、P.力L=”(a)—l(dB)S式中：力L——消聲量(dB)”(a)——消聲系數(shù)，它與吸聲材料的吸聲系數(shù)有關(guān)的數(shù)值P——?dú)饬魍ǖ罃嗝嬷荛L(zhǎng)(m)S——?dú)饬魍ǖ赖臋M截面積(m2)l——消聲器的有效長(zhǎng)度(m)由于冷卻塔內(nèi)有水、水汽排出，風(fēng)速又比較高，還有振動(dòng)，不宜采用阻性玻璃纖維作為消聲器內(nèi)吸聲材料。比較先進(jìn)的技術(shù)是采用中科院資深院士馬大猷教授發(fā)明的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)，按冷卻塔風(fēng)機(jī)頻譜特性，安裝使用要求專門(mén)設(shè)計(jì)計(jì)算消聲器消聲插片的材質(zhì)厚度、空腔尺寸、長(zhǎng)度、微穿孔板的板厚、孔徑、穿孔板率等，以得到最佳的聲阻、抗阻和消聲量。若能通過(guò)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)測(cè)驗(yàn)證最好。在類(lèi)似工程中我們已應(yīng)用過(guò)微穿孔板消聲器，消聲插片的厚度可在50?200(mm)間變化，空腔可以是1?3個(gè)，穿孔板可用鋁合金板或不銹鋼板制作。在板厚＜1.0mm,孔徑W1.0mm的板上穿以微孔，后部留有空腔即構(gòu)成了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)，穿孔率為1?3%。消聲片內(nèi)不再填裝任何吸聲材料。微穿孔板消聲器不怕水、不怕汽、耐潮濕、耐腐蝕、防火、輕巧、耐高速氣流沖擊、無(wú)二次污染，成本略高。出風(fēng)消聲器外殼可以是外隔內(nèi)吸式復(fù)合結(jié)構(gòu)，外部采用100(mm)厚彩鋼夾芯板拼裝，內(nèi)側(cè)為50(mm)厚微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。消聲插片可以是活絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以抽出和插入，便于冷卻塔大修。出風(fēng)消聲器型鋼支柱、支架、托架鑒于出風(fēng)消聲器尺寸較大，有一定重量，為安全起見(jiàn)，消聲插片應(yīng)置于有導(dǎo)軌的型鋼支架、托架上。冷卻塔淋水噪聲降噪措施冷卻塔淋水噪聲有多種降噪措施，本項(xiàng)目推薦兩方案組合模式。第一種方案是加裝降噪填料。第二種方案是設(shè)置隔聲吸聲屏障。第一種方案一一降噪填料在冷卻塔雨區(qū)填裝斜管消聲填料，斜管薄膜消聲填料為改性PVC,小片距，六角形10

斜管通道，填料塊高460mm，填料下部浸入水中，浸入高度約160mm。當(dāng)淋水進(jìn)入斜管后，以一定的角度高速滑入水中和水池水面發(fā)生撞擊性噪聲，噪聲在斜管中傳播撞擊PVC薄膜，形成薄膜諧振，能量得到有效釋放，從而達(dá)到消聲目的，降低了淋水噪聲。該方案可使淋水聲降低5?8dB(A)。第二種方案一一隔聲吸聲屏障隔聲吸聲屏障距離冷卻塔進(jìn)風(fēng)口越近，降低由進(jìn)風(fēng)口傳出的淋水聲效果越好，但冷卻塔冷卻效果會(huì)受到影響。在保證冷卻塔進(jìn)風(fēng)要求的情況下設(shè)置相互交錯(cuò)的3道屏障，形成迷宮式進(jìn)風(fēng)通道。隔聲吸聲屏障的隔聲量大于20dB若在冷卻塔一面設(shè)置隔聲吸聲屏障的話，單臺(tái)4200m3/h若在冷卻塔一面設(shè)置隔聲吸聲屏障的話，單臺(tái)4200m3/h冷卻塔隔聲吸聲屏障長(zhǎng)義高約為隔聲吸聲屏障示意圖(一層)器共需36個(gè)。體積約58m3。6.5冷卻塔進(jìn)風(fēng)隔聲吸聲屏障型鋼支架17000X10000(mm),面積約器共需36個(gè)。體積約58m3。6.5冷卻塔進(jìn)風(fēng)隔聲吸聲屏障型鋼支架由于冷卻塔進(jìn)風(fēng)隔聲吸聲屏障比較高，應(yīng)考慮風(fēng)載 隔聲吸聲屏障實(shí)際使用示意圖影響，宜采用鋼混結(jié)構(gòu)作隔聲吸聲屏障立柱、支架、斜支撐等。進(jìn)風(fēng)消聲器也應(yīng)置于型鋼托架上。冷卻塔的隔振為減小固體傳聲和因振動(dòng)而引起的結(jié)構(gòu)噪聲，在冷卻塔風(fēng)機(jī)電機(jī)基座下面加裝隔振裝置，在風(fēng)機(jī)減速箱和支架之間加裝隔振裝置，在冷卻塔上部平臺(tái)和風(fēng)筒之間加裝11隔振裝置。7、預(yù)期效果風(fēng)機(jī)電機(jī)隔聲罩隔聲量約為20dB（A