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1、某工程冷却塔消声降噪治理探讨Q:型ScienceandTechnOIOgyInnovationHerald某工程冷却塔消声降噪治理探讨吴疆(广州市地下铁道总公司广州510380)工程技术降噪治理实例入手,分析其噪声产生的原因,提出噪声治理思路,阐述具体的实施方案,井结合最终治理效果的反馈情况对城市冷却苍消声治理给出建议.关键词:冷却塔噪声消声治理中图分类号:TB53文献标识码:A文章编号:1674-098x(2o11)08(a)-O106-031项目概况某工程为五层建筑,处于城市区域环境噪声标准适用区域划分的三类区,控制标准为昼间65dB(A),夜间55dB(A).该工程八台冷却塔布置在建筑物
2、楼顶,与一栋15层高居民楼(A楼)和一栋l8层高居民楼(B图l,2所示.冷却塔安装完成后,为了加快设备的磨合,连续两天进行了全负荷调试,反映强烈,经实测居民楼处噪声级普遍超标,部分点昼间噪声级接近70dB(A),A楼,B楼乃至附近小区居民直观感觉噪声影响生活,需进行噪声治理.2噪声分析工程区域邻近城市主干道,交通噪声影响大,实测背景噪声昼间5865dB(A),夜间5460dB(A),且越高层噪声超标越严(A),夜间噪声级达到64.9dB(A),即工程所处区域已经是噪声超标区域,在此前提下,冷却塔的运行噪声不应超出背景噪声,即不对环境噪声产生贡献.该组冷却塔为单面进风横流塔,其塔型的噪声特征为出
3、风口噪声大干进风口噪声,在本案例中出风1:3位于冷却塔顶面垂直向上,进风13位于冷却塔侧面朝向居民楼.出风I:I噪声以塔为中心向四周扩散,同时又由于单面进风,进风面噪声具有唯一指向性,水平传播至居民楼处,与出风口噪声在品字形围合区域形成加强混响,噪声表1单台冷却塔声功率级及各面噪声距离中心频率(Hz:A计权(m)631252505oo1K2K4K8KdB(A)1.5787l70696664625372顶部声压级(Lp)675727069656260517l压级(Lp)671666l5949434l3059级(Lp)6696560575044433158级(Lp)6656260534440392
4、955级(Lp)6656260534440392955表2消声治理前后噪声变化对比表指标dB(A)测试时间测试点噪声类别冷却塔状态昼问夜间冷却塔厂界外一米处背景噪声6256未开启消声治理前冷却塔厂界外一米处环境噪声6759全部塔,全速开启冷却塔厂界外一米处环境噪声58.554.2全部塔,全速开启图18Jhj_-l-Hi,借卜,A-AII|It11)B-BiM(tIM)一_一图2106科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald得到加强.实测冷却塔噪音值为,单台冷却塔出风1345.方向1.5m处噪声级为76dB(A);冷却塔进风侧水平方向1.5m处,噪声级
5、为71分贝;结合上述分析所知,单台冷却塔的噪声已经超出环境噪声,多塔同时开启后噪声叠加值在品字形区域得到加强,从而导致居民楼处噪声超标.3噪声治理思路基于以上分析,确定噪声治理思路:针对该区域背景噪声超标的情况,首要的控制目标是确保冷却塔运行噪声等于或小于背景噪声,不致因冷却塔的运行使区域声环境恶化;其次该区域虽属于城市区域环境噪声标准适用区域划分的三类区,但该标准自1995年颁布实施,随着城市发展该区域性质已经发生变化,实质上已经由工业区变为居住,商业和工业混杂的区域,从提高居民.居住环境质量出发,噪声治理标准参照二类区进行设计,即昼间60dB(A),夜间50dB(A).噪声治理分三步走:一
6、为改变声源方向,即调整冷却塔进风面,使进风面噪声传播方向背向居民楼;二为对声源本体降噪,通过更换冷却塔风扇为超低噪音风扇,出风口和进风口增加消声器来实现;三为通过委托专业消声治理厂家进行消声治理设计,在冷却塔体四周设置封闭的消声屏障,在进风面和出风面采用消声百叶进一步消减噪声.4冷却塔的消声治理设计此参数为更换了超低噪音风扇的冷却塔的噪声频谱.由上表资料可知,更换了超低噪音风扇后,冷却塔计算出风口噪声和进风13噪声较原塔分别下降了4dB(A)和3dB(A),且数据显示主要噪声源为顶部出风口及进风面处噪声.(如表1)在声源与接收点之间,插入一个有足够面密度的密实材料的板或墙,可使声波传播有一个明
7、显的附加衰减.在噪声预测中,声屏障插入损失的计算方法应根据实际情况作简化处理,对无限长薄屏障在点声源声场中引起的衰减可按以下公式计算:图3声屏障声程差示意图工程技术!Q:型S0ienceandTechnologyInnovationHerald图9距地45米高平面声场图图10截面1声场分布图图11截面2声场分布图图12截面3声场分布图图13截面4声场分布图)奇却塔厂再消声障外部a点矗干遘黼).一面dt面;ii;i5lliii薛.鬟面南面66护6居民翻(西面1图14冷却塔位置图Abar=-10lg其中Abar-一声屏障引起声衰减;N菲涅尔数,N=(+B)几声波波长(如图3)./II居爵横L;15
8、m4m2m1i;.栅2lm1j:靠公謦_图15冷却塔消声屏障外噪声测点位置图(1)声源在自由空间的辐射L=L一2O1gr一11其中声源辐射的声功率级;r一一声源与接收点距离;(2)声源在半自由空间的辐射L=Lw一20lg,一8表3消声治理前后噪声变化对比表测试工况所有冷却塔全速开启测试时间22:30背景噪声dB(A)58位置噪声测试序号均在消声屏障顶部或冷却塔所处建轴线级筑物窗外1米处dB(A)562居民侧:5楼窗户外.89轴54554居民侧:5楼窗户外.1112轴5354536居民侧:3楼窗户外.89轴51-528居民侧:3楼窗户外.ll12轴51529楼顶:顶面上0.5m,K点.89轴6O
9、一61lO楼顶:顶面上0.5m,M点.89轴5960ll楼顶:顶面上0.5m,L点.89轴59605958(1)冷却塔进,出风口处设置消声百叶,消声百叶传声损失如下表所示(通过百叶前后的声功率级差):(如表5)(2)冷却塔四周设消声屏障,均采用内填吸声棉的100mm厚隔声板作外护面,在隔声板内加设25mm厚吸声板,以吸收隔声罩内声能;处声压级及冷却塔敏感点的建筑平面图等输入资料,按照消声设计理论计算依据,采用计算机技术得到以下6个高度的声场二维色度分布模拟图:2m,10m,25m,35m,45米,及1,2,3,4共四个剖面的声场色度分布图,由图可知噪声最不利点在15F的顶层距声源最近处,通过降
10、噪处理后,敏感点噪声值约在4649之间,能实现二类区的噪声限值要求.(如图4一图13)5工程实施及消声治理效果评估首先使用100吨吊车将冷却塔整体180度换向;其次要求厂家更换超低噪音风扇,出风口和进风13增加消声器,同时将完成上述更换工作后设备新的噪声频谱提供给消声治理厂家,用以进行整体消声围蔽的设计;最后在完成消声治理设计后,施工方依据声屏障设计图纸,先搭设钢结构框架,由外到内依次安装屋面板,隔声板,吸声科技创新导报SCienceandTechnologyInnovationHerald107Q:丝ScienceandTechnologyInnovationHerald板,消声百叶,从而实
11、现对冷却塔的整体消声围蔽,确保实际效果达到设计要求.估(如图14,表3)数据分析:由于加装的消声屏障体量巨大(长46m,高9m),部分交通干道侧的噪声为消声屏障遮挡反射,客观上使测点的背景噪声降低,提高了居民区的声环境质量标准;从附表一可以得出结论,治理前冷却塔运行与否对周边区域的声环境质量影响巨大,治理后冷却塔运行状态对周边区域的声环境质量基本无影响.数据分析:从表三可以看出,消声屏障外部的测点数据为5861dB(A),较冷却塔设备的运行噪声(6871dB(A)大幅消减;消声屏障与居民楼相距约20m,噪声衰减足以确保居民楼声环境质量达标.(如图15,表4)工程完工后,回访受影响的居民家庭,启
12、前后的噪声值,声级计指示未有变化;通过与居户的访谈,也基本认可消声治理的效果,实现了观感和噪声体感的双满意.消声屏障设计采用内填吸声棉的l00mm厚隔声板作外护面,在隔声板内加设25ram厚吸声板作为声屏障结构,其整体隔声量在40dB(A)以上,对于较低楼层平面,声屏障的隔声性能起主要作用,根据以上实测结果推算知,对5楼及以下楼层,冷却塔产生的噪声低于背景噪声,测试结果主要受背景噪声影响,楼顶顶面处噪声级受公路侧噪声断,沙园冷却塔经加设隔声罩及声屏障降噪处理后,对楼顶处噪声敏感点的影响低于开启状态对声环境质量无影响,现场实测噪声值高主要是交通噪声.6反思与建议(1)冷却塔作为机械设备,其生产规
13、范明确了产品噪声标准,但该噪声标准客观表4冷却塔消声屏障外噪声数据国家规范号规范制标准定目的噪声考核差异之处冷却塔生GB/T7190.12008玻璃纤考核冷却塔距离冷却产及维增强塑料冷却塔第1部分:整机是否满塔一倍塔因为噪声考核点整机中小型玻璃纤维增强塑料冷足国家规范体直径处不一致,造成冷却验收却塔的重要依据的噪声塔运行噪声可能环境环境监测,满足设备生产规噪声GB30962008声环境质量标居民(敏感范但不满足环境要求准,GB123482008工业执法人员进点)处的噪质量标准企业厂界环境噪声排放标准行噪声监管标准的重要依据本表的测点距冷却塔消声屏障水平约lm.表5中心频率(Hz)63l2525
14、0500lK2K4K8K传声损失199l1l315l6l8工程技术下表.(如表5)这意味着即使冷却塔设备符合其生产规范,但其噪声标准不满足所在区域的声环境质量标准,建设单位也应委托专业消声治理单位负责额外的消声治理设计和施工.(2)冷却塔常规运行环境为开敞空间,加装消声屏障后其运行环境变化为封闭空间,一来消声屏障的设计需要充分考虑与冷却塔的相对距离以保障进出风的顺畅,同时又要采取措施避免进出风在消声屏障内洄流;二来冷却塔也需要核算外部屏障对冷却塔效能的影响,做到既满足噪声,观感,又满足设备高效运行.(3)冷却塔的消声治理是一项系统工程,设备选址必须广泛现场调研,规避可能存在的投诉风险点,确实不
15、能调整设备选址位置的,应在设计阶段核算未来的设备运行噪声,如存在噪声超标风险则通过对冷却塔设置消声围蔽来实现环境质量的达标,对于没有噪声超标风险的也需通过对冷却塔设置封闭的建筑围蔽以提高观感;其次,工程施工期间,应充分考虑周边居民的观感,先行完成塔体的外部围蔽(消声围蔽或建筑围蔽),调试期间,有效摸查设备噪声是否影响周边居民环境,若确实产生影响,应立即停机检查,研究整改方案,待整改完全落实后再进行下一步工序;最后,工程完工后,及时完善各项验收监测手续,以备检查.参考文献【1】玻璃纤维增强塑料冷却塔第1部分:中小型玻璃纤维增强塑料冷却塔GBT2008.北京:中国标准出版社,2008.2GB309
16、62008g声环境质量标准.北京:中国标准出版社,2008.3】噪声排放标准GBl2348-2008.北京:中国标准出版社,2008.(上接1O5页)(2)地热热水间接供暖温度较低的地热水,不能直接供暖,则可采用水源热泵技术,将水温提高,便可用(电动),将热量从低温环境,输送到高温环境,并进行热回收,提高输出温度.(二)地热制冷地热制冷是以地热水中的热能为动力(温度6590),驱动吸收式制冷设备进行制冷.目前,国内该技术已研制成功,并投入商业运行.可提供79的冷水,用于空调或其它冷却工艺.(三)洗浴,游泳供暖回水,地热制冷后的排水,或地热井直接采出的低温热水,可供居民,宾馆和饭店等使用.开设温
17、泉度假村,温泉宾馆等特色休闲设施.有助于开拓新的旅游项目,发展旅游经济.(四)地热温室种植和水产养殖本区位于辽宁省南部,属北方寒冷地区.漫长寒冷的冬季,户外农耕,养殖基本停止.暖棚,温室生产耗能大,蔬菜,瓜果生和土地丰富,分布面积广,为地热温室种植和水产养殖业的发展提供了广阔空间.(五)工业利用利用供暖,提热后的余水作为注水井对原油加热,代替燃煤,燃气锅炉加热,既节约燃料费用,也减少了烟尘的排放量,有助于保护环境.3地热资源的保护从某种意义上来讲,地热资源是一种可持续利用的绿色能源,这种可持续利用是建立在现在资源本身的保和环境保护两个方面.本区地热资源的开发主要是开采热储长地质时期中形成,补给
18、途径很长,补给量很少,甚至无补给,热水开采量主要来自热储层中水和含水层骨架弹性储存量的释放,是一种不可恢复的水资源,需对区内热内热水的地质条件,提出以下保护措施:在地热资源普查基础上,进一步展开108科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald地热地质勘察工作,查明各地热田热储空间分布,可采水量及水质,水温水化学特征.展开回灌试验研究,拟定地热资源合理开发方案.依据抽水试验资料,合理规划地热井开采层位,井位和井数;严防无序过量地开采.建立行之有效的行政管理体制,在矿产资源法的框架内,制定出科学的地方性管理办法.认真确定热储的开采层位,避免开采含油热储层,确保热水水质.虽然地热资源是一种洁净的绿色能源,但在利用过程中还需注意以下问题:1)冬季地热供暖回水量较大,应尽可能水系统,则必须遵守环保部门的规定,水温一般不超过40.否则热气会产生大量雾气,影响交通和人体健康.2)对于矿化度较高的热水,换出热能后,弃水不得直接排入地表水体或农田中,否则会造成土壤板结和盐渍化.参考文献价研究.吉林水利,2009,7:3942.