SoundPLAN在某火電廠(chǎng)噪聲環(huán)境影響預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用探討

SoundPLAN在某火電廠(chǎng)噪聲環(huán)境影響預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用探討

謝德嫦1，安強(qiáng)2，漆宏1，李強(qiáng)1

(1.重慶市環(huán)境科學(xué)研究院， 重慶401147； 2.重慶大學(xué)， 重慶400045)

摘要：火電廠(chǎng)高噪聲設(shè)備多、分布廣，且呈立體布局，其噪聲成分復(fù)雜，低、中、高頻段噪聲均有分布，環(huán)境影響較大，需根據(jù)各聲源特征及環(huán)境保護(hù)需求，采取針對(duì)性的降噪措施。以某燃煤火電廠(chǎng)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的噪聲源數(shù)據(jù)，應(yīng)用SoundPLAN軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，預(yù)測(cè)廠(chǎng)界、環(huán)境敏感點(diǎn)的噪聲值，針對(duì)各噪聲源強(qiáng)對(duì)關(guān)注點(diǎn)的貢獻(xiàn)值，提出如下噪聲防治措施：1#、2#、3#環(huán)境敏感點(diǎn)距離廠(chǎng)界較近，且受多個(gè)聲源影響，擬實(shí)施環(huán)保搬遷；汽機(jī)房廠(chǎng)房?jī)?nèi)壁面擬做吸聲處理以降低對(duì)4#敏感點(diǎn)、北廠(chǎng)界噪聲影響；冷卻塔四周擬設(shè)置通風(fēng)消聲裝置以降低對(duì)南側(cè)、東側(cè)廠(chǎng)界噪聲影響。

關(guān)鍵詞：SoundPLAN；火電；噪聲預(yù)測(cè)

收稿日期：2015-05-13

作者簡(jiǎn)介：謝德嫦(1982—)，女，重慶人，工程師，碩士，主要從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境規(guī)劃，E-mail：xiedc2008@163.com

中圖分類(lèi)號(hào)：X593

DOI: 10.14068/j.ceia.2015.04.022

SoundPLAN是對(duì)外部噪聲計(jì)算、建筑物透聲計(jì)算、環(huán)境聲傳播計(jì)算、互動(dòng)的噪聲控制優(yōu)化設(shè)計(jì)的集成軟件。該軟件采用德國(guó)戶(hù)外聲學(xué)軟件標(biāo)準(zhǔn)，并逐漸成為世界關(guān)于噪聲預(yù)測(cè)、制圖及評(píng)估的最廣泛的軟件之一[1]。

SoundPLAN使用范圍從小工廠(chǎng)到整個(gè)城市的噪聲規(guī)劃，對(duì)預(yù)測(cè)對(duì)象的尺寸沒(méi)有任何限制[2]，在工業(yè)企業(yè)、交通噪聲、變電站的環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)、電廠(chǎng)冷卻塔的聲屏障設(shè)計(jì)中的應(yīng)用逐步廣泛。軟件通過(guò)建模設(shè)置所有聲源參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、接收點(diǎn)(范圍)參數(shù)，計(jì)算出接收點(diǎn)(范圍)的噪聲預(yù)測(cè)值及各聲源貢獻(xiàn)值，并繪制二維、三維圖形，根據(jù)需要進(jìn)行隔聲屏障的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及降噪方案的優(yōu)化選擇。SoundPLAN支持CAD(dxf)、ArcGIS(shapefile)、BMP格式文件的輸入。

1某電廠(chǎng)概況及周邊環(huán)境現(xiàn)狀

1.1　某電廠(chǎng)概況

某電廠(chǎng)位于煤電化工園區(qū)內(nèi)，建設(shè)規(guī)模為2×300 MW亞臨界循環(huán)流化床鍋爐低熱值煤發(fā)電機(jī)組，配套建設(shè)輸煤系統(tǒng)、燃燒制粉系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、除灰渣系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、化學(xué)水處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等。

1.2　主要聲源及頻譜特征

火電廠(chǎng)的高噪聲設(shè)備多、分布面廣，且呈立體分布?；痣姀S(chǎng)噪聲主要有設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力噪聲，各類(lèi)風(fēng)機(jī)、冷卻設(shè)備和高壓汽(氣)管道產(chǎn)生的流體動(dòng)力噪聲，以及大型帶電設(shè)備的電磁噪聲，噪聲成分復(fù)雜，低、中、高頻段噪聲均有分布[3-4]。電廠(chǎng)主要噪聲源分布及頻譜特征見(jiàn)表1。

表1　電廠(chǎng)主要噪聲源分布及頻譜特征

1.3　周邊環(huán)境現(xiàn)狀

電廠(chǎng)位于某煤電化工業(yè)園區(qū)規(guī)劃區(qū)內(nèi)，該地塊目前尚未開(kāi)發(fā)，聲環(huán)境敏感點(diǎn)主要為周邊散居農(nóng)戶(hù)。根據(jù)聲環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)結(jié)果，環(huán)境敏感點(diǎn)晝間、夜間現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值分別為38.4～46.0 dB，夜間31.8～37.4 dB，均達(dá)到《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3096—2008)中2類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)要求，聲環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀較好。

2SoundPLAN建模

SoundPLAN模擬流程為定義項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、組織模型結(jié)構(gòu)、輸入模型數(shù)據(jù)、定義計(jì)算類(lèi)型、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)。建模重點(diǎn)在于聲源、環(huán)境、接受點(diǎn)的設(shè)置。

2.1　聲源

SoundPLAN工業(yè)噪聲模塊將聲源分為點(diǎn)聲源、線(xiàn)聲源、面聲源、工業(yè)建筑物噪聲。根據(jù)電廠(chǎng)總平面布局，在實(shí)際操作中，將汽機(jī)房、空壓機(jī)房、循環(huán)水泵房、綜合水泵房、碎煤機(jī)房、灰?guī)鞖饣L(fēng)機(jī)房等含有噪聲設(shè)備的建筑物均定義為工業(yè)建筑物噪聲，其噪聲通過(guò)各面的透聲部位向外傳播(假設(shè)墻是完全隔聲，聲音通過(guò)窗戶(hù)傳播)[5-6]。冷卻塔、一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、主變等均定義為矩形面聲源。依據(jù)各噪聲設(shè)備的分布情況，采取合理的降噪措施后各聲源源強(qiáng)見(jiàn)表2。各設(shè)備聲功率級(jí)、頻譜數(shù)據(jù)通過(guò)類(lèi)比資料、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計(jì)算后輸入軟件資料庫(kù)。

表2　電廠(chǎng)主要噪聲源分類(lèi)及初步降噪措施

2.2　環(huán)境

SoundPLAN通過(guò)設(shè)置各環(huán)境參數(shù)模擬室外聲場(chǎng)，對(duì)墻、浮動(dòng)平面、建筑物、等高線(xiàn)、地面類(lèi)型、衰減區(qū)進(jìn)行定義。

2.3　接收器

SoundPLAN將接收器分為接收點(diǎn)、接收片段、接收面。接收點(diǎn)用于設(shè)置環(huán)境敏感點(diǎn)、廠(chǎng)界點(diǎn)，接收面用于評(píng)價(jià)范圍內(nèi)噪聲分布的計(jì)算。

3計(jì)算結(jié)果

選定計(jì)算范圍后，選擇單點(diǎn)噪聲、網(wǎng)格點(diǎn)噪聲兩種方式進(jìn)行計(jì)算，得到環(huán)境敏感點(diǎn)、廠(chǎng)界點(diǎn)噪聲預(yù)測(cè)值(表3)和電廠(chǎng)噪聲貢獻(xiàn)值的等聲級(jí)線(xiàn)(圖1)。

圖1　電廠(chǎng)噪聲貢獻(xiàn)值等聲級(jí)線(xiàn)圖 Fig.1　Isograms map of the noise contribution value

從表3可知，廠(chǎng)界南側(cè)、東側(cè)晝間、夜間及北側(cè)夜間不能滿(mǎn)足《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 12348—2008)中3類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)要求；1#、2#、3#、4#環(huán)境敏感點(diǎn)夜間超標(biāo)。

4降噪措施

通過(guò)分析主要噪聲源對(duì)超標(biāo)的環(huán)境敏感點(diǎn)、超標(biāo)廠(chǎng)界的噪聲貢獻(xiàn)值發(fā)現(xiàn)：對(duì)1#、2#、3#環(huán)境敏感點(diǎn)影響較大的聲源為碎煤機(jī)房、空壓機(jī)房、冷卻塔、灰?guī)鞖饣L(fēng)機(jī)房，對(duì)4#環(huán)境敏感點(diǎn)影響較大的為汽機(jī)房、冷卻塔，南側(cè)、東側(cè)廠(chǎng)界超標(biāo)主要受冷卻塔影響，北側(cè)廠(chǎng)界超標(biāo)主要受冷卻塔、汽機(jī)房影響，見(jiàn)表4。

表3　廠(chǎng)界、環(huán)境敏感點(diǎn)噪聲影響值

表4　主要聲源對(duì)廠(chǎng)界、環(huán)境敏感點(diǎn)噪聲貢獻(xiàn)值

由于1#、2#、3#環(huán)境敏感點(diǎn)距離廠(chǎng)界較近，且受到多個(gè)聲源影響，難以采取進(jìn)一步的降噪措施，擬實(shí)施環(huán)保搬遷；對(duì)汽機(jī)房廠(chǎng)房?jī)?nèi)壁面做吸聲處理以降低對(duì)4#敏感點(diǎn)、北廠(chǎng)界噪聲影響；由于冷卻塔距離廠(chǎng)界較近，不能滿(mǎn)足設(shè)隔聲墻的距離要求，故冷卻塔四周擬設(shè)置通風(fēng)消聲裝置以降低對(duì)南側(cè)、東側(cè)廠(chǎng)界噪聲影響。為節(jié)約投資，同時(shí)滿(mǎn)足廠(chǎng)界噪聲達(dá)標(biāo)，通風(fēng)消聲裝置設(shè)置情況見(jiàn)圖2。左側(cè)冷卻塔安裝包絡(luò)角約為165度，弧長(zhǎng)約147 m，右側(cè)冷卻塔安裝包絡(luò)角約為360度，弧長(zhǎng)約320 m，消聲片長(zhǎng)度為2.0 m，安裝高度為9.0 m。采取措施后，環(huán)境敏感點(diǎn)、廠(chǎng)界噪聲預(yù)測(cè)值見(jiàn)表5，電廠(chǎng)噪聲貢獻(xiàn)值的等聲級(jí)線(xiàn)見(jiàn)圖3。由表5、圖3可知，采取通風(fēng)消聲裝置后，環(huán)境敏感點(diǎn)及廠(chǎng)界噪聲均能達(dá)標(biāo)。

表5　采取措施后廠(chǎng)界、環(huán)境敏感點(diǎn)噪聲影響值

圖2　冷卻塔通風(fēng)消聲裝置安裝示意圖 Fig.2　Schematic diagram of the draft noise abatement device around the cooling towers

圖3　設(shè)通風(fēng)消聲裝置后電廠(chǎng)噪聲貢獻(xiàn)值的等聲級(jí)線(xiàn)圖 Fig.3　Isograms map of the noise contribution values in power plant afterinstallation of the draft noise abatement device

5結(jié)語(yǔ)

SoundPLAN不僅能預(yù)測(cè)廠(chǎng)界、環(huán)境敏感點(diǎn)噪聲影

響值，而且能方便地計(jì)算出每個(gè)聲源對(duì)環(huán)境敏感點(diǎn)的貢獻(xiàn)值，從而為確定具有針對(duì)性的降噪方案提供有效的理論依據(jù)和技術(shù)支持。因此，SoundPLAN對(duì)于預(yù)測(cè)和評(píng)估具有多個(gè)聲源、特征復(fù)雜的工業(yè)企業(yè)噪聲非常實(shí)用。同時(shí)，SoundPLAN具有較好的可視化界面，能對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行形象、生動(dòng)展示。 盡管如此，SoundPLAN在火電廠(chǎng)噪聲環(huán)境影響中仍存在一定問(wèn)題：源強(qiáng)取值、噪聲源建模過(guò)程對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果影響非常大。由于我國(guó)并未規(guī)定所有機(jī)電產(chǎn)品出廠(chǎng)前必須測(cè)定聲功率，目前預(yù)測(cè)多采用類(lèi)比、實(shí)測(cè)、經(jīng)驗(yàn)公式等方法獲取各噪聲源的倍頻帶聲功率級(jí)，因此，源強(qiáng)選擇具有隨意性，缺乏可采用的具有指導(dǎo)性的源強(qiáng)參數(shù)。同時(shí)，由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的建模過(guò)程，同類(lèi)項(xiàng)目噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果會(huì)有較大差別。

參考文獻(xiàn)(References)：

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Application of SoundPLAN Software in Thermal Power

Plant Noise Impact Prediction

XIE De-chang1, AN Qiang2, QI Hong1, LI Qiang1

(1.Chongqing Research Academy of Environmental Sciences, Chongqing 401147, China;

2.Chongqing University, Chongqing 400045, China)

Abstract:Equipments with high noise in thermal power plant have a wide and stereoscopic distribution. The noises are composed of low frequency, middle frequency and high frequency. The impact is therefore significant. Specific noise controlling measures should be taken according to different noise source characteristics and the specific environmental requirements. In this paper, SoundPLAN software is introduced to predict the noise values of the plant boundary and acoustic sensitive spots using the noise source data of a certain thermal power plant. According to the results, The following noise controlling measures are proposed: 1#、2#、3# acoustic sensitive spots should be moved as they are close to plant boundary and are affected by multiple sound sources; the inner wall of the steam engine room should adopt sound absorption treatment to reduce the impact on 4# sensitive spot and north plant boundary; and noise abatement devices around the two cooling towers should be installed to reduce the impact on south and east plant boundary.

Key words: SoundPLAN; thermal power; noise prediction