大型燃煤電廠噪聲綜合治理

馬　濤

(中國能源建設集團安徽省電力設計院有限公司， 安徽　合肥　230601)

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大型燃煤電廠噪聲綜合治理

馬濤

(中國能源建設集團安徽省電力設計院有限公司， 安徽合肥230601)

摘要：目前電廠噪聲達標排放的要求日趨嚴格，電廠噪聲的治理已顯得尤為重要。針對大型燃煤電廠的噪聲問題，通過研究噪聲防治的基本途徑，分析燃煤電廠噪聲源的特點，分區(qū)提出噪聲綜合防治措施，為大型燃煤電廠噪聲治理提供參考。

關鍵詞：燃煤電廠；噪聲綜合治理；噪聲源

0引言

我國煤炭資源豐富，2000米以淺的預測煤炭資源量為5.6萬億噸，能源剩余可采總儲量中原煤占58.8%，決定我國以煤炭為主的能源利用格局將長期存在。《安徽省“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃》提出在“十二五”期間新增電力裝機2860萬千瓦的發(fā)展目標，其中燃煤火電裝機2500萬千瓦，占87.4%；到2015年全社會發(fā)電量2887億千瓦時，其中燃煤火電發(fā)電量2750億千瓦時，占95.3%。因此，大型燃煤發(fā)電機組將在今后很長一段時間內仍保持發(fā)電的絕對主力地位。為應對大規(guī)模發(fā)展煤電帶來的生態(tài)環(huán)境影響，必須堅持優(yōu)化發(fā)展煤電的方針，進一步做好電廠的環(huán)境保護工作。

噪聲污染具有主觀感覺性、局地性、分散性和暫時性的主要特征，因此難以根治，并且得不到足夠重視。燃煤電廠噪聲治理一直是電廠污染防治中的一項難點，尤其是目前隨著社會的不斷進步，人們對生活環(huán)境質量的要求在不斷提高，電廠噪聲治理已顯得尤為重要。

1燃煤電廠主要噪聲源

電廠產生的噪聲主要分為機械噪聲、電磁性噪聲、空氣動力性噪聲等。機械噪聲是由機械設備運轉、振動、摩擦等產生的噪聲，以中、低頻為主，主要產噪設備有磨煤機、碎煤機和各類泵等；電磁性噪聲是由電磁場交變運動產生的噪聲，以中、低頻為主，主要產噪設備有發(fā)電機、電動機、變壓器等；空氣動力性噪聲是由氣體流動產生的噪聲，具有低、中、高各種頻率成份，主要有一次風機、送風機、引風機、羅茨風機等噪聲源。

冷卻塔噪聲是主要的三大類工業(yè)噪聲成因之外的一種特殊噪聲。常規(guī)自然通風雙曲冷卻塔噪聲成因主要是由于水滴下落時所產生的連續(xù)性噪聲，即水滴在水池、淋水構架板、梁柱等各個表面上產生的沖擊噪聲。其中，水滴大面積連續(xù)不斷撞擊水面產生的基本穩(wěn)態(tài)的噪聲是主要聲源，其特點是聲源龐大、聲效等級強、頻帶寬、傳播距離較遠，屬大環(huán)形面聲源，頻率在500～1000Hz[1]。

2噪聲防治的基本途徑

聲學及聲環(huán)境影響的研究成果一直認為，噪聲防治對策和措施，首先應考慮規(guī)劃的合理性，其次應從聲源上降低噪聲設備的源強，再次應從傳播途徑上抑制噪聲的傳播，而從受體上采取免受噪聲影響的措施只是不得已的選擇。下面分別介紹各種噪聲防治基本途徑的原理及措施。

2.1規(guī)劃防治對策

預防是最好的對策，比任何辦法都有效的就是在規(guī)劃階段時就考慮預防的措施[2]。建設項目在規(guī)劃布局、總圖布置和設備布局階段就應針對噪聲污染采取優(yōu)化措施，采用“鬧靜分開”的設計原則[3]，使高噪聲設備盡可能遠離廠界和噪聲敏感區(qū)。

2.2聲源上降低噪聲的措施

從聲源上降低噪聲的措施，是最直接、最有效的措施，主要包括：改進設備的機械設計，如在設計和制造過程中選用發(fā)聲小的材料來制造機件，改進設備的結構和形狀、改進傳動裝置以及選用已有的低噪聲設備等；另外，還要維持設備處于良好的運轉狀態(tài)等。

2.3噪聲傳播途徑上采取的措施

在噪聲傳播的路徑上采取聲學控制措施，如吸聲、隔聲、消聲、隔振和阻尼等措施[3]；將聲源置于室內或地下；利用自然地形物隔擋；合理布置聲源，如將高噪聲源盡量布置在能夠阻礙噪聲傳播的建筑物后，并使其遠離廠界或噪聲敏感區(qū)等。噪聲傳播途徑上采取的控制措施主要包括，在噪聲傳播的路徑上增設吸聲、聲屏障等措施；將聲源置于室內或地下；利用自然地形物隔擋；合理布置聲源，如將高噪聲源盡量布置在能夠阻礙噪聲傳播的建構筑物后，并使其遠離廠界或噪聲敏感區(qū)等。

2.4敏感目標自身防護措施

在以上措施均采取之后還不能做到敏感點達標時，可考慮對敏感目標自身進行防護措施，對受聲者自身增設吸聲、隔聲措施，如在敏感點處安裝隔聲屏障，給敏感目標安裝隔聲門窗，或對敏感目標進行環(huán)境拆遷等。

2.5管理措施

若無有效的運行管理及維護措施，即使采取再好的技術防治措施，也無法發(fā)揮出其應有的降噪性能。這就要求企業(yè)在電廠運行期間，要制定有效的降噪減噪設施在運行使用、維護保養(yǎng)等方面的管理規(guī)定，采取合理的生產方案，運用管理手段來進一步保障企業(yè)噪聲治理措施得以最大化的發(fā)揮效能。

3燃煤電廠噪聲治理措施

3.1主廠房區(qū)

主廠房區(qū)噪聲級較高，高噪聲設備有汽輪發(fā)電機組本體，各類高噪聲泵類等。一般情況下，采取全封閉廠房設計，廠房墻體采用吸隔聲材料，采取措施減少門窗、孔洞漏聲等措施，具體如下：

(1)汽輪機本體

汽輪機設備本體自帶全封閉隔聲罩。

(2)廠房墻體

對主廠房墻體的降噪設計，目前常用的是復合吸隔聲墻體板，復合吸隔聲板的計權隔聲量不低于38dB，復合吸隔聲板既能保溫又能滿足降噪要求，可節(jié)約工程總投資。

(3)廠房通風降噪

由于主廠房內高噪聲設備眾多，主廠房采用全封閉設計，防止漏聲。對進風口增加安裝消聲百葉，設計消聲量≥12dB。房頂排風采用了自然通風器，排風口安裝消聲器，消聲量≥12dB。

(4)門窗設計

廠房門窗采用隔聲門窗，設計隔聲窗計權隔聲量不低于35dB，設計隔聲門計權隔聲量不低于35dB。

(5)基礎設計

對于汽輪發(fā)電機、大型風機及泵等旋轉機械設置獨立的基礎，并留有隔振縫，和周圍結構脫開布置。給水泵汽機基礎獨立布置，采用彈簧隔振基礎。

(6)密封設計及其他

廠房各類工藝管線穿墻部分做密封處理，密封處理采用隔聲套管，開口處用阻尼材料填補，外部用密封膠做防水處理，防止漏聲。廠房內主機設備及主要泵類，如高壓給水泵等，均做好本體降噪措施，帶隔聲罩。

3.2煤倉間

磨煤機廠房噪聲主要來源于磨機轉動時磨棍、煤、磨碗之間研磨產生的噪聲、驅動電機、機械轉動部件以及氣流帶動煤粉的氣流聲。

磨煤機車間需完全封閉，建筑主體隔聲量≥50dB；并盡量少設置門窗，廠房門窗采用隔聲門窗，門窗隔聲量≥35dB。密封風機帶隔聲罩。磨煤機采用獨立大塊式基礎。

3.3鍋爐區(qū)域

鍋爐區(qū)域產生的噪聲為燃燒噪聲。燃燒噪聲包括燃燒吼聲、燃燒激勵脈沖噪聲和工業(yè)燃燒系統(tǒng)噪聲[4]。前兩者主要為鍋爐本體發(fā)出，由鍋爐廠在制造過程中加以避免。工業(yè)燃燒系統(tǒng)噪聲主要為大型風機、風道產生的噪聲。鍋爐區(qū)域主要對一次風機、送風機及風道進行降噪治理。風機及其電機噪聲聲級在90dB(A)以上，對廠界及周邊敏感點影響嚴重。

風機噪聲的最根本原因是風機葉片及機殼周圍高速氣流脫離產生的渦流噪聲以及氣流與葉片的磨擦聲，加上傳動部件的噪聲疊加形成的。在這幾種噪聲中,以進、出氣口、風機殼體部位輻射的空氣動力性噪聲為最強。對風機噪聲治理最主要考慮這一部分的控制。

對鍋爐一次風機、送風機本體進行封閉隔聲，安裝風機隔聲罩或者隔聲間，設置獨立彈簧隔振基礎。風機采取封閉隔聲后，隔聲量不低于20dB。

對鍋爐一次風機及送風機進氣管路安裝2節(jié)消聲器，降噪量≥30dB。

對鍋爐一次風機、送風機的進、出風道及密封風道進行包覆處理，在風道外進行阻尼層貼敷并填充吸聲材料。另外，根據需要在風道內加裝導流板，緩解空氣流場不勻引起的風道表面的振動。

鍋爐安全閥排汽噪聲屬偶發(fā)噪聲，發(fā)出高頻噪聲的鍋爐排汽閥應配備高效排汽消聲器，排汽口朝向對環(huán)境影響較小的方向。

3.4脫硫區(qū)域

脫硫區(qū)域主要的噪聲源是脫硫氧化風機、漿液循環(huán)泵、漿液輸送泵、引風機等，噪聲源噪聲在90dB(A)以上，對廠界及周邊敏感點影響較大。

脫硫風機及各類泵均設計在廠房內或設置隔聲罩、隔聲房等進行封閉隔聲，獨立基礎隔振。廠房通風口設計進風消聲器，消聲器外安裝防雨百葉，設計消聲量不小于25dB；排風口安裝排風消聲器，排風消聲器出口設防雨帽，設計消聲量不小于25dB；廠房門窗采用隔聲門窗，隔聲門窗設計計權隔聲量不低于35dB；脫硫風機及各類泵均帶隔聲罩。

廠房各類穿墻工藝管線如氧化風管等，穿墻部分做密封處理，密封處理采用隔聲套管，開口處用阻尼材料填補，外部用密封膠做防水處理，防止漏聲。

對脫硫氧化風管道進行包裹吸聲、隔聲設計。

對引風機進行封閉隔聲，圍護結構隔聲量不低于20dB。

3.5碎煤機

碎煤機布置于碎煤機室內，碎煤機采取獨立減振基礎；碎煤機室建筑主體采用混凝土結構，隔聲量≥50dB；碎煤機室盡量少設置門窗，廠房門窗采用隔聲門窗，門窗隔聲量≥35dB；廠房進、排風口安裝消聲器。

3.6空壓機

空壓機布置于空壓機房內，空壓機帶隔聲罩及消聲器；空壓機房建筑主體采用混凝土結構，隔聲量≥50dB；空壓機房盡量少設置門窗，廠房門窗采用隔聲門窗，門窗隔聲量≥35dB；廠房進、排風口安裝消聲器。

3.7灰?guī)靺^(qū)域

灰?guī)靺^(qū)域主要噪聲源為羅茨風機?；?guī)炝_茨鼓風機設計置于室內，建筑主體采用混凝土結構，隔聲量≥50dB；風機安裝隔聲罩；風機進出口安裝消聲器；室外除塵風機安裝隔聲罩、排氣口安裝消聲器。

3.8循環(huán)水泵

循環(huán)水泵進行封閉隔聲，安裝風機隔聲罩或者隔聲間，或置于泵房內，降噪隔聲量≥35dB。

3.9升壓站

升壓站運行時，主變、電抗器和室外配電裝置等會產生電磁噪聲，以中低頻為主，其特點是連續(xù)不斷，傳播距離遠。

升壓站在布局上盡量將主變布置在站區(qū)中央，充分利用周圍防火墻、控制室等建筑對噪聲的阻擋作用。主變選用低噪聲設備，根據需要可在主變、高廠變沿廠界一側設置變壓器隔聲屏障，隔聲量≥20dB。

3.10冷卻塔

針對常規(guī)冷卻塔噪聲的發(fā)生機理、傳播方式，可以將冷卻塔噪聲治理歸結為塔內、塔外兩種途徑。塔內以聲源的降噪治理為主，塔外則包括聲傳播途徑上的聲波阻隔(隔聲)、聲波吸收(消聲)以及距離衰減(聲能擴散)等三個方面。

3.10.1塔內治理

塔內治理是一種治本的方法，尤其對于塔周圍空間不足及不允許影響進風量的電廠具有一定的意義。塔內治理主要是在水池水面上設置一層或多層緩沖、消能、減速的裝置，避免落水對水池水面的直接沖擊，改變落水的撞擊特性，在落水點采用緩沖消能的措施。

塔內治理采取的具體形式也是多種的，比如一種冷卻塔落水消能降噪裝置[5]，該裝置以六角蜂窩斜管為主體，采用斜面消能降噪原理，在冷卻塔落水直接撞擊水面之前，使落水先在斜面上經無聲擦貼、粘滯減速、挑流分離、疏散灑落等消能形式過渡，取得消減落水沖擊噪聲的治理效果。另外還有一種是在水池上面鋪設落水消能降噪網。

塔內治理方式有設施無需占地、對冷卻塔換熱性能基本無影響、造價相對便宜等優(yōu)點，但是對材質的要求很高，降噪效果易受設備、環(huán)境、水流、風力等綜合因素的影響?，F(xiàn)有的塔內治理措施在冬季結冰條件下和長期淋水條件下，存在影響機組安全運行的隱患，材料易腐蝕破碎，且降噪效果較差，一般在6到10dB(A)左右[6]。安徽某600MW級燃煤電廠在2010年進行了一期工程#1冷卻塔降噪技改工程，即采用了四層結構降噪網方案，降噪網經過兩年多使用后，現(xiàn)腐蝕破損嚴重，且降噪效果也不理想。

3.10.2塔外治理

塔外治理在國內外應用較多，在國內也有工程實例。現(xiàn)在采用的主要有兩種形式，一種是聲屏障，另一種是消聲導流裝置[6，7]。

(1)聲屏障

聲屏障在很多領域的噪聲治理中均得到廣泛的應用，其主要原理是利用聲波在傳播過程中遇到障礙時，會發(fā)生反射、透射和繞射等現(xiàn)象，被隔斷、衰減從而減輕受聲點噪聲影響。

聲屏障一般分為反射型、吸聲型和反射吸聲型等型式。冷卻塔設置聲屏障要考慮降噪要求、通風要求、建筑物間距要求、場地情況等綜合情況。為達到降噪要求，冷卻塔聲屏障要求高出進風口高度，因此對于大型的冷卻塔聲屏障的高度要達到13到15米以上。為使聲屏障安全運行，不但要求聲屏障材料本身應具有足夠的強度，而且應有足夠強度、剛度的鋼架和地基基礎支撐。同時由于聲屏障位于塔邊，長期處于落水水霧之中，對于鋼支撐和聲屏障應有良好的抗腐蝕性能。

聲屏障降噪效果一般在10到15dB(A)[6]，但存在聲波繞射問題，在聲影區(qū)范圍內降噪量高，對廠界達標效果較好；繞射區(qū)和聲亮區(qū)降噪效果差，對廠外敏感點降噪效果較差，實際工程中很難將影響區(qū)噪聲降低20dB(A)以上。當場地受限使聲屏障距離冷卻塔過近時，對冷卻塔換熱性能影響較大，且聲屏障基礎、支撐等本身等對場地要求也較大。聲屏障工程投資較小。

(2)消聲導流

冷卻塔消聲導流技術，又稱為冷卻塔進風口全封閉通風消聲器等，是一種既能允許氣流通過，又能使噪聲得到有效衰減的裝置[8]。其消聲器是一種具有吸聲內襯或特殊結構形式能有效降低噪聲的氣流管道，采用消聲、隔聲、吸聲等綜合噪聲治理技術，并依靠消聲導流片的氣動性能，利用雙曲型冷卻塔塔內外空氣密度差實現(xiàn)空氣流動以保證設備正常安全運行。理論及試驗結果表明，該技術降噪量最高可達35dB(A)以上[6]，不存在繞射區(qū)和聲亮區(qū)，對遠處敏感點的降噪效果可以保證，是要求降噪量達到20dB(A)以上時的唯一一種可選方案，其結構緊湊、占地小、后期維護少，對冷卻塔換熱性能影響較小，但工程投資較大。

另外，高位收水冷卻塔是一種下部無集水水池和雨區(qū)的冷卻塔，最早由哈蒙公司提出，其填料底部下落的水滴經過收水斜板時被截留收集，落差很小，基本不產生水滴撞擊水面的噪聲，避免了常規(guī)冷卻塔主要噪聲源，且斜板上的防濺墊層也有降噪功能。

綜上所述，對冷卻塔噪聲頻譜特性、分布規(guī)律、總圖布置、常用的治理技術等多方面分析后，在實際工程中，可根據項目具體情況，結合降噪效果要求、投資控制等，選取一種或多種措施相結合的冷卻塔降噪工程措施。

3.11其他噪聲治理措施

其它聲源如：化學水處理車間、廢水處理車間、轉運站、綜合水泵房、柴發(fā)機房等產生局部噪聲源的泵、風機等各種機械設備，均做好設備本體的降噪措施，設備盡量布置在廠房內，采取吸、隔聲、減振、消聲措施。

在設備安裝調試階段，嚴格把關，提高安裝精度，做好機器部件的動靜平衡。在有工作人員經?；顒拥能囬g內設置隔音值班室。在廠區(qū)道路旁、空地、辦公樓、廠界附近合理種植樹木形成綠化帶，抑制噪聲傳播。

4結語

綜上所述，由于電廠噪聲的來源、性質、頻率是多樣性的、復雜的、具有疊加性的，且不同情況下進行噪聲防治也有多種途徑，因此對電廠的噪聲治理將是一項涉及規(guī)劃、設計、工程、管理等多方面治理措施的有機結合，決定了電廠噪聲防治的基本原則是分散防治、綜合治理，割裂其中的任何一方面都有可能導致最終無法滿足降噪效果。大型燃煤電廠的降噪治理技術已趨于成熟，降噪治理工程依托計算機軟件模擬、新技術新材料應用、工程經驗積累，結合降噪目標要求、投資造價控制，綜合分析確定降噪方案，實現(xiàn)降噪設計與主體工程和諧統(tǒng)一，最終達到噪聲治理目標。

參考文獻：

[1] 熊宏亮.電廠冷卻塔噪聲控制及環(huán)境影響研究—以黃臺電廠350MW機組新建冷卻塔為例[D].濟南:山東大學，2012.

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[6] 王潤德，沈呂遠.消聲導流片和聲屏障工藝在冷卻塔降噪中的復合應用[J].污染防治技術，2012，25(5)：57- 61.

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[8] 盛永校.蘭溪發(fā)電廠自然通風冷卻塔噪聲治理方案淺析[J].浙江電力，2006(5)：43- 45.

[責任編輯：薛寶]

Comprehensive Control of Noise in Large-Scale Coal-Fired Power Plants

MATao

(AnhuiElectricPowerDesignInstituteofChinaEnergyEngineeringGroupCo.,Ltd.,Hefei230601,China)

Abstract:At present, noise emission standards for power plants become stricter, and the noise control of power plants is particularly important. In order to solve the noise problem of large-scale coal-fired power plants, the basic approaches to control noise are studied and the characteristics of the main noise sources in coal-fired power plants are analyzed. The comprehensive measures of noise control are put forward in different areas of coal-fired power plants. This study could provide some advice for the noise control of large-scale coal-fired power plants.

Key words:coal-fired power plants; comprehensive control of noise; noise sources

中圖分類號：X839.1

文獻標識碼：B

文章編號：1672-9706(2016)01- 0090- 05

作者簡介：馬濤(1982-)，男，安徽鳳臺人，山東大學環(huán)境工程工學碩士，高工，中國能建安徽院環(huán)保專業(yè)工作。E-mail：matao@ahedi.com.cn

收稿日期：2015- 07-14