工業(yè)冷卻塔噪聲分析與控制方案的實(shí)施
摘要:本文對(duì)冷卻塔的噪聲源進(jìn)行了分析，并在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，提出了冷卻塔噪聲處理方案。經(jīng)過測(cè)試，處理后的廠界噪聲指標(biāo)達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的控制要求。
關(guān)鍵詞:工業(yè)冷卻塔;噪聲;控制
隨著工業(yè)的發(fā)展，許多工業(yè)企業(yè)中存在著多種職業(yè)危害因素，其中噪聲危害尤為突出。為了減少噪音對(duì)周圍環(huán)境的污染、提高工作效率、維護(hù)生產(chǎn)者的身體健康，對(duì)噪聲進(jìn)行控制處理是十分必要的。在眾多的噪聲源中，工業(yè)冷卻塔的噪聲一直是噪聲治理的難點(diǎn)。本文通過某單位的工程實(shí)例，介紹了工業(yè)冷卻塔的噪聲處理方案，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)試。
1 工程概況
某公司現(xiàn)有工業(yè)冷卻塔三座，主要用于制氧機(jī)冷卻水的循環(huán)使用，其平面位置如圖1所示。其中，1#、2#冷卻塔分別由3臺(tái)冷卻塔組成，單臺(tái)冷卻水量為500t/h，3#冷卻塔由4臺(tái)冷卻塔組成，單臺(tái)冷卻水量為900t/h，1#、2#、3#冷卻塔總的冷卻水量為6600t/h。冷卻塔采用機(jī)械通風(fēng)，風(fēng)機(jī)安裝在冷卻塔上部。2002年7月10日，有關(guān)監(jiān)測(cè)部門對(duì)廠界噪聲進(jìn)行了測(cè)量。監(jiān)測(cè)結(jié)果為：廠界噪聲晝間值為68.7dB(A)，夜間值為62.3dB(A)。《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348—90)規(guī)定，工業(yè)區(qū)的噪聲必須達(dá)到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求，即廠界噪聲晝間值不大于65dB(A)，夜間值不大于55dB(A)。依此標(biāo)準(zhǔn)，該單位廠界噪聲無論白天還是夜晚都超出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此需要進(jìn)行控制處理。
 圖1 冷卻塔平面位置圖 |
2 主要噪聲源分析
冷卻塔在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪聲包括濺水噪聲、風(fēng)機(jī)噪聲、電動(dòng)機(jī)噪聲、循環(huán)水泵噪聲、輸水管道振動(dòng)輻射噪聲等。其中，冷卻塔的濺水噪聲、風(fēng)機(jī)噪聲、電動(dòng)機(jī)噪聲是主要噪聲源。
2.1 濺水噪聲
濺水噪聲由兩種不同的噪聲機(jī)理產(chǎn)生：一種是水滴撞擊水面時(shí)發(fā)出的尖脈沖噪聲；另一種是水滴產(chǎn)生的氣泡體積脈動(dòng)所輻射的噪聲。
由于冷卻塔塔身隔聲能力較強(qiáng)，由塔身向外輻射的濺水噪聲可忽略不計(jì)，僅需考慮由進(jìn)氣口向外輻射的濺水噪聲。由于冷卻塔水流跌落高度較大，水滴的濺落速度和動(dòng)能都較高，因此導(dǎo)致了濺水噪聲較高。在離進(jìn)風(fēng)口1m處測(cè)量，噪聲為83.2dB(A)。值得注意的是，冷卻塔進(jìn)風(fēng)口面積很大，1#、2#冷卻塔每側(cè)進(jìn)風(fēng)口面積為70.2m2，3#冷卻塔每側(cè)進(jìn)風(fēng)口面積為93.6m2，濺水噪聲呈面聲源向外輻射，噪聲隨傳播距離的增加而衰減，濺水噪聲成為廠界噪聲的主要噪聲源。
2.2 風(fēng)機(jī)噪聲
風(fēng)機(jī)噪聲是空氣動(dòng)力性噪聲，包括旋轉(zhuǎn)噪聲和湍流噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲是風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)周期性打擊空氣而引起的氣體壓力脈動(dòng)噪聲；湍流噪聲主要是風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)附著在葉片上的空氣不斷滑脫成旋渦而產(chǎn)生的噪聲。冷卻塔的風(fēng)機(jī)噪聲主要是湍流噪聲。
由于本工程冷卻塔風(fēng)機(jī)葉輪直徑大于4m，風(fēng)機(jī)葉輪尖的線速度較大，因而噪聲也相對(duì)較大。受條件限制，未能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)(需在冷卻塔風(fēng)機(jī)上方45°方向進(jìn)行實(shí)測(cè))。根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)估算，其噪聲應(yīng)在86dB(A)左右。風(fēng)機(jī)噪聲呈低頻特性，氣流含水率高，治理起來有一定的難度。另外，冷卻塔風(fēng)機(jī)位于冷卻塔頂部，風(fēng)機(jī)噪聲對(duì)遠(yuǎn)處的噪聲影響大于近處。因此，在冷卻塔周圍的主要感覺是濺水噪聲，但不能由此判斷冷卻塔風(fēng)機(jī)噪聲對(duì)廠界噪聲沒有影響，其影響程度尚需進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)量分析。
2.3 電動(dòng)機(jī)噪聲
風(fēng)機(jī)和水泵都需要配備電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)噪聲主要包括由旋轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不良引起的旋轉(zhuǎn)噪聲、旋轉(zhuǎn)子切割磁場(chǎng)引起的電磁噪聲、冷卻風(fēng)扇的空氣動(dòng)力性噪聲、軸承摩擦產(chǎn)生的機(jī)械噪聲等。
風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)露天安裝于塔頂，離其1m處測(cè)得噪聲為73.2dB(A)。在其它噪聲源被治理后，電動(dòng)機(jī)噪聲對(duì)廠界噪聲夜間的達(dá)標(biāo)還有一定影響，需進(jìn)一步治理。
3 噪聲控制方案與實(shí)施
根據(jù)對(duì)該單位噪聲現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，決定采取“一次設(shè)計(jì)、逐步實(shí)施”的噪聲控制方案。
3.1 治理影響廠界北段的冷卻塔濺水噪聲
(1)在3#冷卻塔臨廠界一側(cè)集水盤上方空間布置三層消聲墊。消聲墊應(yīng)滿足既能有效減小濺水噪聲，又不妨礙水冷卻效果，且使用耐久、更換方便的要求。
(2)在2#冷卻塔東側(cè)兩個(gè)單元的北側(cè)集水盤上方空間布置三層消聲墊。
(3)在3#冷卻塔和2#冷卻塔臨廠界一側(cè)設(shè)組合式隔聲屏障。隔聲屏障位置如圖2所示。屏障下部為消聲百葉，以便于進(jìn)風(fēng)，保證循環(huán)水的冷卻需要。消聲百葉由于露天使用，應(yīng)具有良好的耐氣候性。此外，為保證進(jìn)風(fēng)量和減少進(jìn)風(fēng)阻力，消聲百葉應(yīng)有足夠的通風(fēng)面積和合理的形狀。聲屏障上部做成“Γ”狀，以降低屏障高度。屏障內(nèi)貼吸聲材料，以進(jìn)一步提高隔聲效果。聲屏障的設(shè)置除考慮降噪需要外，還需考慮到不妨礙冷卻塔工作和鄰近的電纜橋架的日常管理和維護(hù)。
 圖2 冷卻塔聲屏障安裝位置圖 |
3.2 控制1#、2#冷卻塔濺水噪聲對(duì)南段廠界的影響
(1)在1#冷卻塔東側(cè)兩個(gè)單元共四個(gè)集水盤上方空間布置三層消聲墊。
(2)在2#冷卻塔東側(cè)兩個(gè)單元的南側(cè)集水盤上方空間布置三層消聲墊。
(3)在臨廠界一側(cè)加組合式聲屏障。
3.3 控制冷卻塔其他噪聲源
(1)在1#、2#、3#冷卻塔剩余八個(gè)集水盤上方空間布置兩層消聲墊。
(2)在1#、2#、3#冷卻塔共十個(gè)風(fēng)機(jī)上加片式阻性消聲器。由于降噪要求并不高，消聲器設(shè)計(jì)高度為1.2m。
(3)為風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)配半隔聲罩。
4 冷卻塔噪聲控制效果
采取以上治理措施后，冷卻塔噪聲得到有效控制。測(cè)試結(jié)果表明，廠界噪聲指標(biāo)已控制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，降低了冷卻塔對(duì)廠區(qū)的噪聲污染。通過對(duì)冷卻塔的噪聲治理表明，工業(yè)冷卻塔的濺水噪聲應(yīng)是噪聲控制的重點(diǎn)。
參考文獻(xiàn):(略）
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