基于聲學(xué)模擬分析的大型火電廠降噪技術(shù)應(yīng)用

王熙偉

[1.華新四方（北京）建筑技術(shù)有限公司，北京 100083；2.清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑物理實(shí)驗(yàn)室，北京 100084]

火力發(fā)電廠噪聲源數(shù)量及種類繁多，聲源空間情況復(fù)雜，部分噪聲源分布在高空，環(huán)境影響因素多樣。本文以貴州某地區(qū)大型火電廠3×200MW 機(jī)組為例，此電廠位于山谷低洼處，部分廠界在山腰上，即“聲在低處，聽在高處”，對(duì)電廠的噪聲輻射非常不利。這種特殊地形地勢(shì)布局為聲場(chǎng)分析、輻射衰減、聲源貢獻(xiàn)、降噪設(shè)計(jì)提升了難度[1]。

1 噪聲執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

廠界噪聲執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 12348—2008）2 類標(biāo)準(zhǔn)的要求，即廠界測(cè)點(diǎn)連續(xù)等效A 計(jì)權(quán)聲壓級(jí)LAeq滿足晝間≤60dB(A)、夜間≤50dB(A)的要求[2]。因電廠晝夜運(yùn)行工況差異不大，項(xiàng)目降噪指標(biāo)以更嚴(yán)格的夜間標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

2 全廠噪聲基本情況

對(duì)全廠的所有主要噪聲源、建筑物進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量，測(cè)量對(duì)象包括各類設(shè)備與系統(tǒng)（包含管道等）輻射噪聲、建筑物輻射噪聲。主廠房墻頂輻射噪聲為65.6—77.5dB(A)、鍋爐火檢冷卻風(fēng)機(jī)噪聲為93.8dB(A)、變壓器5m 處噪聲為74.4dB(A)、雙曲線冷卻塔淋水池外噪聲為83.2dB(A)、磨煤機(jī)房噪聲為90.3—96.1dB(A)、引風(fēng)機(jī)噪聲為85.0—94.7dB(A)、脫硫系統(tǒng)（氧化風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵、增壓風(fēng)機(jī)）噪聲為89.1—96.6dB(A)、灰?guī)祜L(fēng)機(jī)噪聲為94dB(A)、制漿樓車間與斗提機(jī)噪聲為74.3—96.3dB(A)、脫水樓真空泵噪聲為86.5dB(A)、空壓機(jī)噪聲為95.1dB(A)、轉(zhuǎn)運(yùn)站及皮帶輸送廊噪聲為66—83.4dB(A)。

廠界噪聲測(cè)點(diǎn)分布見圖1，廠界各點(diǎn)（1）—（9）實(shí)測(cè)值依次為59.4dB(A)、63.8dB(A)、62.7dB(A)、63.2dB(A)、63.3dB(A)、60.3dB(A)、57.1dB(A)、53.8dB(A)、50.6dB(A)，超標(biāo)量為0.6—13.8dB(A)。

圖1 廠界噪聲測(cè)點(diǎn)分布圖

3 計(jì)算機(jī)聲學(xué)模擬分析

3.1 聲學(xué)模型搭建情況

本項(xiàng)目采用聲學(xué)軟件Sound PLAN 模擬分析計(jì)算所有噪聲源的影響狀態(tài)[3]。地形的起伏變化與室外聲場(chǎng)計(jì)算有著很大的關(guān)系，建模時(shí)需要先將真實(shí)的地形特征輸入模型中，確定廠界的位置及高度，設(shè)定聲場(chǎng)計(jì)算的范圍及高度，建立噪聲源實(shí)際三維幾何模型（見圖2）。

使用軟件分析每個(gè)聲源對(duì)廠界的貢獻(xiàn)值，分析結(jié)果包含了建筑物、設(shè)備的屏障作用和反射作用，氣象條件，地形、地勢(shì)和地面的影響。

圖2 聲學(xué)模型三維圖

3.2 模擬預(yù)測(cè)結(jié)果

模型經(jīng)過校核，廠界外9 個(gè)測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的差值平均值在1dB(A)以內(nèi)，最大差值小于3dB(A)，說明模型搭建科學(xué)合理，模擬結(jié)果比較準(zhǔn)確。電廠噪聲輻射現(xiàn)狀見圖3。

圖3 電廠噪聲輻射現(xiàn)狀

3.3 聲源貢獻(xiàn)量分析

由于聲源的類型、位置和聲功率級(jí)不同，各聲源對(duì)廠界和環(huán)境的影響范圍也不同，根據(jù)各聲源對(duì)廠界點(diǎn)的貢獻(xiàn)值大小，編制了反映聲源貢獻(xiàn)的聲源影響順序表（見下表）。各聲源所需降噪量主要依據(jù)貢獻(xiàn)排序中最突出的廠界測(cè)點(diǎn)超標(biāo)值來計(jì)算。廠界預(yù)測(cè)點(diǎn)分布見圖4。

圖4 廠界預(yù)測(cè)點(diǎn)分布圖

聲源貢獻(xiàn)的聲源影響順序

4 全廠噪聲治理措施

通過上述噪聲源的貢獻(xiàn)情況，對(duì)每個(gè)噪聲源設(shè)備或設(shè)施進(jìn)行有針對(duì)性的方案設(shè)計(jì)。主廠房門窗更換為隔聲門窗，設(shè)計(jì)隔聲量Rw≥30dB。鍋爐高處的吹灰器做局部隔聲處理。漿液循環(huán)泵及氧化風(fēng)機(jī)室室外增加隔聲結(jié)構(gòu)，隔聲量Rw≥30dB；泵房與吸收塔之間安裝隔聲頂棚，配套阻性消聲器。制漿樓（石灰石磨）旋流器機(jī)房拆除重建隔聲間，安裝阻性通風(fēng)消聲器，隔聲量Rw≥25dB；門窗進(jìn)行隔聲處理，隔聲量Rw≥20dB；斗提機(jī)管道進(jìn)行隔聲包扎，隔聲量Rw≥25dB。脫水樓窗采用砌塊磚封堵；安裝通風(fēng)消聲器，原有通風(fēng)百葉口安裝阻性通風(fēng)消聲器，消聲量≥15dB(A)，消聲器排風(fēng)口指向性向下。真空泵排氣口安裝共振抗性與阻性復(fù)合消聲器，不銹鋼材質(zhì)，消聲量≥25dB(A)。引風(fēng)機(jī)（管道、變頻室）隔聲圍護(hù)采用砌塊磚，磚墻內(nèi)安裝吸聲板；頂面為可拆卸式隔聲蓋板，隔聲量Rw≥30dB；配套阻性通風(fēng)消聲器，消聲量≥25dB(A)。磨煤機(jī)車間西側(cè)墻體和南側(cè)門洞采用砌塊磚隔聲封閉，門洞安裝大尺寸隔聲門；室內(nèi)局部吸聲?；?guī)祀姍C(jī)安裝隔聲罩，配套阻性通風(fēng)消聲器，隔聲量Rw≥25dB，風(fēng)機(jī)安裝阻性消聲器，消聲量≥25dB(A)[4]；分選系統(tǒng)安裝U 形隔聲屏障，隔聲量Rw≥25dB。輸送線（轉(zhuǎn)運(yùn)站與碎煤機(jī)室）2#轉(zhuǎn)運(yùn)站西、北、南方向的窗口，以及碎煤機(jī)室西、北、南方向的窗口都采用砌塊磚封堵；更換鋼質(zhì)隔聲門，隔聲量Rw≥25dB。西北側(cè)廠界安裝隔聲屏，隔聲屏高15m、長(zhǎng)360m。

5 結(jié)語(yǔ)

通過文中所述的噪聲治理措施，廠界全部達(dá)到降噪指標(biāo)要求，廠界（1）—（9）點(diǎn)實(shí)測(cè)值依次為49.4dB(A)、47.8dB(A)、48.7dB(A)、46.2dB(A)、46.3dB(A)、48.3dB(A)、47.1dB(A)、47.8dB(A)、43.6dB(A)。

本項(xiàng)目對(duì)所有主要噪聲源設(shè)備或建筑物進(jìn)行了詳細(xì)的噪聲采集與分析，并對(duì)設(shè)備或建筑物的尺寸進(jìn)行了全面測(cè)量，通過聲學(xué)模擬分析，清晰分析出每個(gè)廠界測(cè)點(diǎn)的噪聲來源及貢獻(xiàn)排序，為每個(gè)聲源的治理方案提供了數(shù)據(jù)支撐，從而確保方案設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性。本項(xiàng)目采用的技術(shù)方法科學(xué)可靠，并取得了良好的噪聲治理效果。