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冷却塔噪声的治理

    近年来,冷却塔噪声对周围环境的影响已越来的引起人们的重视,开始出现了整治冷却塔噪声污染的呼声,妥善处理好冷却塔噪声对周围环境的影响问题正逐步成为全社会的共识。
     冷却塔可分为:横流式、逆流式、喷射式、双曲线四种。由于冷却塔常常会安装于建筑物的屋顶上,周围无阻挡,产品自身噪声量较高等特点,引起的噪声问题很普遍,最大的两个声源点是风机和落水声。它的一些声源特性和治理方法与风冷热泵类似,主要也采取了消声(进/出风消声器),隔声(声屏障)等处理方式加以治理。
 双曲线冷却塔采用自然通风,多见于发电厂。它的声源主要以落水声为主,采用进风消声器,声屏障等方式加以控制。由于塔体的体积相当大,对它的噪控治理难度较大,工程量也较高。

    冷却塔噪声源由以下几部分组成:
    1)风机进排气噪声;
    2)淋水噪声;
    3)风机减速器和电动机噪声;
    4)冷却塔水泵、配管和阀门噪声。 
    冷却塔噪声是冷却塔与生俱来的运行特征。冷却塔的噪声可视为点声源,针对噪声的发生机理、传播方式,可以把冷却塔噪声的治理归结为塔内、塔外两条基本途径,塔内以声源的降噪治理为主(塔内治理可采用冷却塔落水消能降噪装置,);塔外则包含有传声途径上的声波阻隔(隔声即采用声屏障方法)、声波吸收(合沿程吸收衰减)以及距离衰减(声能扩散)等三种方式。其中以声波阻隔辅以声波吸收为塔外治理的主要手段,无论是塔内的声源治理技术还是国外已有应用的塔外声波阻隔技术,在我国的应用还刚起步,因而都缺乏实践应用经验,在设计时应注意消声器的风阻不影响冷却塔的设计进风量。目前部分采用的超低噪声冷却塔,应该说冷却塔的噪声还是有一定程度的降低。然而离使用实际的要求尚有相当距离。

    冷却塔噪声控制
    1、合理布局
    在总图设计时合理布局。在保证机组有适量新风、不产生回流、机组维修方法方便的前提下,将冷却塔布置在远离居民住宅和需要安静的地区,减少冷却塔噪声对这类地区的影响。
    2、消声器
    控制冷却塔排风扇进出气口噪声,可用消声器降低其噪声。对进排风口噪声突出的冷却塔,此方法降噪效果明显。
    冷却塔轴流式排风扇的风压一般在100Pa(10mm水柱)左右。消声器设计时,应特别注意消声器的压力损失不能太大,否则会影响冷却塔的散热效果,影响冷却塔循环水的冷却温度。消声器的压力损失应控制在30Pa(3mm水柱)之内。消声器的降噪效果应为5-12dB(A)。
    3、隔声屏障
   设置隔声屏障,将消声通风百叶隔声结构与隔声板结合成适宜的隔声结构是降低冷却塔整体噪声的有效办法。这种隔声结构可以降低冷却塔进出风口噪声、淋水噪声、电动机和传动设备的机械噪声。
    4、消声垫
   消声垫是降低冷却塔淋水噪声的有效办法。消声垫可用金属的网垫、天然纤维垫、透水性能好的泡沫塑料垫等多孔材料制做。将消声垫铺放在冷却塔的下塔体用金属网支撑或铺放在接水盘上,能降低淋水噪声5-10dB(A)。
    5、减振器及橡胶软连接
   冷却塔脚座与地面间安装阻尼弹簧减振器,管路中安装橡胶软接头,同时,冷却塔如在屋面平台,还需在管路与屋面连接中设置减振器或减振垫,以上措施可大大减少振动带来的影响和噪声。

   事例:
   现象:冷却塔的噪声。例如:在某居民区内建了一座三层高级办公楼,屋顶安装了一个50RT的冷却塔。白天晚上影响附近居民。如图2.6.4-1(a)。

   原因:冷却塔噪声高,距住宅区近,又末做消声处理。
   对策:在塔上再罩一个塔体的外壳。其内部贴聚氨酯材料。如图2.6.4-1(b)

   目前国产的低噪声冷却塔及超低噪声冷却塔的出口噪声已基本上能控制在60dB(A)左右。而一般的冷却塔还可以配装极变速风机,夜间冷负荷低时,风机可以调到低转速,则其噪声可以减少6~7dB。

   塔外传声途径的声波阻隔
   1、降噪原理
   声波在传播过程中遇到障碍时,就会发生反射、透射和绕射三种现象。声屏障就是在声源与受声点之间插人一个设施,用以隔断并吸收声源到达受声点的直达声波,使部分声波受阻反射,部分声波则经吸收衰减后通过屏体透射(极小)和屏顶绕射等附加衰减形式到达受声点,达到减轻受声点的噪声影响、取得降噪效果的目的。
   2、形式结构
   声屏障的结构可分为地上和地下二部分,地上部分为厚约 20 cm的屏蔽声波的巨型、连续板式立面(包括斜撑),其顶部为扇形吸声体或内倾式遮檐;地下部分则为承重、抗倾覆(风荷载)的基础。
   屏障的高度及宽度原则上以隔断声源到达受声点的直达声波为最低限度,一般来说,为提高屏蔽效果,屏障的高度通常不低于进风口高度的1.3倍;为避免影响进风,屏障离进风口距离通常不小于进风口高度的2倍。
   3、 材质选用
   声屏障的地上部分即屏蔽层可采用砖墙、薄钢板、铝合金、玻璃钢、聚碳酸脂塑料等耐老化。抗腐蚀材料;声屏障的地下部分即基础则以混凝土及钢材为主。
   4、 降噪效果
   声波遇到屏障发生的绕射现象会减弱声屏障的隔声作用,而绕射能力与声波的频率有关,所以声屏障的降噪效果与声波的频率即波长的关系很大。声屏障对于波长短、不易绕射的高频波的屏蔽作用十分显著,可以在屏障后面形成很长的声影区;而对于波长、具有很强绕射能力的低频波的屏蔽作用则十分有限。当然,也可以通过加高屏障的办法来削弱绕射声波对受声点的影响。由于声屏障对高频声波产生明显有效的屏蔽作用,而冷却塔落水噪声的频谱以中高频成分为主,所以采用声屏障隔断并吸收冷却塔声源到达受声点的直达声波可以取得一定的降噪效果。
   声屏障的降噪效果以声影区中紧挨屏障的局部区域为最好,最高可达 25 dB(A)左右,这对于以厂界测试结果为达标依据的评价规则很解决问题;然而,声影区以外的降噪声级则由于中频绕射声波的到达而有所反弹,但对于高频波而言,衰减量一般还可达到 10~15 dB(A)(不含距离衰减部分),然而由于冷却塔落水噪声中尚含有中频成分,所以其降噪效果会有折扣。这样,对于厂外受声点来说,为取得满意的降噪效果,在不影响进风的前提下,尚应通过加大屏障高度调节之。

   冷却塔噪声处理分析
   现象:某建筑的三层顶上装有空调系统冷却塔,附近为住宅区。冷却塔容量为75m3/h。建筑物使用时,夜间10点冷却塔还得运行,噪声影响了周围居民的休息。因而对冷却塔采取了消声隔声装置,当白天运行时,冷冻机却经常因超高压保护跳开而停机。
原因:在环境噪声日前严格要求的时代,设计冷却塔等装置不仅要考虑对建筑物内部的影响,而且也得考虑周围环境的影响。但该工程在处理冷却塔的噪声时,加了太大消声装置,增加了气流阻力,使冷却塔的风量减少,冷却能力下降,冷却水温度上升,结果使冷冻机的超高压保护跳开。
   对策:为降低度制冷机房的噪声,采取了如下措施:
   1)在机组区域上部平顶垂直悬挂板状空间吸声体,共计5排,排距1.4m,吸声体底部标高2.2m,目的是吸收机房内的混响声,降低机房内的噪声级。
   2)关闭原有的窗和大门,在大门内做声闸,声闸内作吸声处理。
   3)水泵房也加了空间吸声体,电机消声罩。
   4)冷却塔加设了一个大型钢结构的L型声屏障,其长边长22m,短边为7m,平均高6m。
   经上述减噪措施后,测得机房内的噪声由92dB(A)减为87dB(A),室外环境噪声也降低到70dB(A)左右。
   冷却水塔噪声治理实例分析
   冷却水塔广泛应用于宾馆、酒楼、商场、写字楼等冷却水循环系统,同时石油、化工、机械、轻纺、食品、发电、冶金等工业部门也大量使用。   
   冷却塔噪声控制主要有以下几种:
   1)消声器
  控制冷却塔排风扇进出气口噪声,可在冷却塔进排风处安装特制消声器。对进排气口噪声突出的冷却塔,此方法降噪效果明显;
   2)隔声屏障
  设置隔声屏障,将消声通风百叶隔声结构与隔声板组合成适宜的隔声结构是降低冷却塔整体噪声的有效方法。这种隔声结构可以降低冷却塔进排气噪声、淋水噪声、电动机和传动设备的机械噪声。
   3)消声垫
  消声垫铺放在接水盘上,是降低冷却塔淋水噪声的有效方法。
   4)减振器及橡胶软连接
   冷却塔脚座与地面间安装阻尼弹簧减振器,管路中安装橡胶软接头,同时,冷却塔如在屋面平台,还需在管路与屋面连接中设置减振器或减振垫,以上措施可大大减少振动带来的影响和噪声。

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