電廠冷卻塔噪聲控制及環(huán)境影響的相關(guān)研究
隨著我國人民環(huán)保意識的增強(qiáng),噪聲污染被人們所廣泛關(guān)注,冷卻塔是電廠中最為重要的部分,冷卻塔有著噪音強(qiáng)、頻帶寬的特點,是給環(huán)境造成噪聲污染的主要因素。隨著時代的發(fā)展,傳統(tǒng)的降噪技術(shù)已經(jīng)不能有效控制冷卻塔噪聲,因此,對于降低冷卻塔噪聲污染顯得十分重要。
1.電廠冷卻塔產(chǎn)生噪聲的原理與分析
1.1工作原理
電廠中一般利用雙曲線通風(fēng)的方式來解決發(fā)電機(jī)凝汽器出水的現(xiàn)象。所出的水通過水泵來傳入到塔的中央豎井。出水輸送上去以后,利用塔內(nèi)的配水系統(tǒng)和相關(guān)噴射裝置分配在填料層上。這樣以來,凝汽器的出水就成了滴狀,落入水池后排出。外部的冷空氣在相關(guān)因素影響下(壓差、溫差、塔的形狀)發(fā)生了熱和質(zhì)交換的現(xiàn)象,水的部分熱能就會被外部冷空氣帶走。另一部分變成了水蒸氣排出,由于在兩個交換的作用下,導(dǎo)致了整體溫度的下降,溫度下降凝結(jié)成水,這些水滴再次進(jìn)入凝汽器,如此反復(fù)。
1.2噪聲聲源相關(guān)分析
冷卻塔工作時會產(chǎn)生噪聲,這些噪聲主要包括淋水、以及相關(guān)部件震動產(chǎn)生的噪聲,在這些噪聲來源中,淋水噪聲對環(huán)境的影響較大,是噪聲的主要來源之一。淋水噪聲的產(chǎn)生是由兩個原理造成的:第一,凝汽器流出的水滴直接滴在水面上產(chǎn)生的噪聲。該項噪聲產(chǎn)生的時候,頻譜變化有顯著性,依照水滴大小不同,對水面的濺落沖擊加速度也不相同,峰值頻率的計算方式為f=v/a的一個平緩區(qū)。對于指定了大小的水滴,濺落速度增加一倍,噪聲級別增加13.1---17.1 dB。第二是水滴下落,產(chǎn)生的氣泡及脈動輻射所造成的聲音,直到今天,由于這個原理產(chǎn)生的噪聲的相關(guān)規(guī)律還沒有被發(fā)現(xiàn)。這種方式出現(xiàn)的噪聲的頻譜介于500---10000赫茲。在評測的過程中,可以觀察出這個原理發(fā)出的噪聲有沖擊聲的峰值。除了淋水噪音以外,冷卻塔的噪聲還包括相關(guān)部件震動產(chǎn)生的噪聲,大水滴下落的時候出現(xiàn)碰撞產(chǎn)生的噪聲等等,但這些噪聲和淋水噪聲相比,都要小很多。冷卻塔進(jìn)風(fēng)口是噪聲的主要來源之一,相關(guān)工作人員應(yīng)該將其進(jìn)行治理。
1.3噪聲傳播特點
冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口普遍設(shè)置在高處,水滴勢能變大,致使水滴下落速度變大,噪聲隨之增強(qiáng)。另外,冷卻塔進(jìn)風(fēng)口面積大,該噪聲源的特點就被凸顯出來,參照聲學(xué)相關(guān)理論,下落時產(chǎn)生的噪聲衰減值明顯減小,當(dāng)噪聲增強(qiáng)的時候,噪音衰減值的峰值能夠達(dá)到3分貝。如果噪聲生源傳播距離增加,噪聲衰減值能達(dá)到6分貝。簡而言之,來自面生源的相關(guān)衰減小于點生源的相關(guān)衰減,他們之間的差別越多,產(chǎn)生的噪音就越強(qiáng),治理難度相對就增加。
2.冷卻塔降噪相關(guān)設(shè)計
2.1降噪理論依據(jù)
為了達(dá)到電廠冷卻塔降噪目標(biāo),一般在噪聲傳播途徑上加以阻隔。主要方式有聲波阻隔、噪聲吸收和噪聲距離衰減來達(dá)到治理噪音的目的。前兩種噪音削減的方式主要是在噪聲傳播中放置降噪設(shè)備來進(jìn)行降噪,噪聲遇到阻擋物的時候就會發(fā)生反射的現(xiàn)象,進(jìn)而達(dá)到削減噪音的目的。部分噪音繞過減噪擋板,到達(dá)消聲點;另一部分噪音直接被減噪板反射或吸收。隔聲擋板的插入損失主要取決于噪聲發(fā)出的聲波沿著三條道路傳播的聲能分配。減噪板的作用原理就是能夠減少直達(dá)聲波的傳送,由于擋板阻隔的原因,噪聲能夠有效將透射聲進(jìn)行隔離,同時能夠促進(jìn)環(huán)繞聲的有效衰減。噪聲傳播到減噪板的時候,會出現(xiàn)繞射的現(xiàn)象。最終在減噪板周圍形成一個“聲影區(qū)域”。減噪效果就發(fā)生在“聲影區(qū)域”內(nèi)。聲影區(qū)域能夠吸收波長更長的噪音。聲影區(qū)域的邊界比光影區(qū)域更加顯著,噪聲聲源能夠直接到達(dá) 聲影區(qū)域內(nèi)。這個范圍學(xué)名叫做“亮區(qū)”。“亮區(qū)”和“聲影區(qū)域”之間叫做“過渡區(qū)”。聲影區(qū)的噪聲比沒有設(shè)置減噪板的噪聲要低,上述內(nèi)容就是電廠冷卻塔減少噪音的理論依據(jù)。
2.2減噪設(shè)施相關(guān)設(shè)計
(1)相關(guān)聲學(xué)設(shè)計
從聲學(xué)的角度來分析,在特定的高度下,減噪板離噪聲越遠(yuǎn),噪聲的里程差就越小。噪聲頻率的菲涅耳數(shù)就越小,降低噪音的效果就越差。所以說,減噪板一般設(shè)置在離電廠冷卻塔近的地方,方便減噪板吸收噪音。除了位置要靠近,也要考慮減噪板對進(jìn)風(fēng)口是否產(chǎn)生了不良影響。依照相關(guān)設(shè)計規(guī)范,減噪板距離進(jìn)風(fēng)口必須大于進(jìn)風(fēng)口高的2倍。但從實際情況來看,電廠中普遍僅采用靠近塔身的方式來進(jìn)行放置減噪板。依照聲學(xué)的相關(guān)理論,噪音在傳播的過程中還會被地面吸收一部分。在噪聲來源不變的情況下,減噪板能接受的聲音級別大小不但和噪音來源相關(guān),和障礙物衰減也相關(guān)。
(2)減噪板的高度相關(guān)設(shè)計
在電廠冷卻塔產(chǎn)生噪聲的三種傳播途徑中,最為重要的設(shè)計指標(biāo)莫過于繞射衰減量的相關(guān)設(shè)計。原因是在于減噪板中的聲影區(qū)域內(nèi)的噪聲均為繞射聲波,為了測試減噪板的相關(guān)性能,僅對繞射聲進(jìn)行科學(xué)性的計算分析。根據(jù)噪音的大小來設(shè)計相關(guān)長度的長短。與此同時還要將噪聲三個傳播途徑加以充分考慮,并根據(jù)實際情況作出必要的調(diào)整。根據(jù)聲學(xué)相關(guān)原理,電廠冷卻塔工作時產(chǎn)生的噪聲是存在反射現(xiàn)象的,減噪板有吸收噪音的功能,依照電廠冷卻塔的實際高度,讓工作中產(chǎn)生的淋水噪聲能夠有效減少,在進(jìn)行實際設(shè)計減噪板的時候,一定要高于進(jìn)風(fēng)口的高度。根據(jù)周圍相關(guān)環(huán)境的不同,應(yīng)該經(jīng)過科學(xué)的計算來達(dá)到減少噪音的目的,在真正意義上做到保護(hù)環(huán)境。
(3)減噪設(shè)施結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計
目前來講,減噪設(shè)施通常采用地上地下兩部分進(jìn)行設(shè)計,其目的是為了有效減少電廠冷卻塔內(nèi)的噪音。
地下:電廠冷卻塔減噪設(shè)施地下基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土材料進(jìn)行鋪設(shè),兩個相鄰的部件利用橫梁進(jìn)行有效連接,保證整個結(jié)構(gòu)的完整性。
地上:電廠冷卻塔減噪設(shè)施的高設(shè)置在10m—12m,每相隔3.1mm建設(shè)一個混凝土柱。柱高為0.829m,兩者砲筑239.5mm,兩側(cè)抹灰,刷漆,顏色通常選用淺色系。標(biāo)高0.81m—10m,采用合適規(guī)格的立柱,首選鋼型。
結(jié)束語:
綜上所述,要想在真正意義上將電廠冷卻塔產(chǎn)生的噪聲加以控制,必須明確冷卻塔的工作原理以及噪聲的主要來源。利用相關(guān)技術(shù)將減噪設(shè)施設(shè)計完善,從減噪設(shè)備的設(shè)施結(jié)構(gòu),相關(guān)高度以及參考相關(guān)聲學(xué)原理進(jìn)行科學(xué)性的設(shè)計,從根源減少噪聲。由此可見,只有從上述角度對電廠冷卻塔設(shè)施進(jìn)行改善,才能從真正意義上將噪聲控制在理想范圍內(nèi)。
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