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冷却塔降噪原理与噪声处理方法

来源:方舟冷却塔  作者:江西方舟  发布时间:2019-7-7 18:04:38  点击数:617

   1、冷却塔噪声的评价指标

  目前,对冷却塔噪声有两种不同的评价指标,其一为针对冷却塔设计和生产厂家的国家产品标准GB/T7190.1—1997、GB/T7190.2—1997《玻璃纤维增强塑料冷却塔》,标准对不同循环水量与型号的产品规定用户的国家标准GB3096-2008《声环境质量标准》,标准对不同环境区域规定了最高声级。

  2、冷却塔噪声治理现状

  如果企业按照GB/T7190.1—1997、GB/T7190.2—1997的最高限值生产冷却塔,所有产品都不能满足国标GB3096—2008对于二类以下地区夜间噪声≤45~50dB(A)的要求,只有少数几种低吨位超低噪声型号的冷却塔可以满足少部分区域夜间噪声标准的要求。

  目前冷却塔的降噪措施并非行之有效,如声屏障对于低频波的绕射无能为力,隔声罩会阻碍气流流动导致热湿交换不良,对宽频噪声吸声效果差等,这使得冷却塔的噪声控制日益受到人们的重视。

  因此,冷却塔周围的居民和政府的环保部门依据国家环境噪声标准GB3096—2008要求冷却塔用户对冷却塔产生的噪声污染治理。

  3、降噪处理

  冷却塔噪声声源冷却塔噪声源主要由以下4个部分组成:

  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。

  声源属性:噪声源为落水区下的巨大圆形水面,为塔内冷却落水对池水的大面积连续的液体间撞击产生的稳态水噪声;是机械噪声、空气动力噪声、电磁噪声之外的一种特殊噪声。

  声源特征

  声源声级:80dB(A)左右。

  频谱:音频分布呈高频(1000-16000 Hz)及中频(500-1000Hz)成分为主的峰形曲线;峰值位于4000Hz左右。

  声速:c=340m/s。

  波长:λ=c/f;1.36m(250 Hz)~0.02 m(1000 Hz),以0.085m(4000 Hz)为主。两个最主要噪声源风机噪音:声波长,穿透能力强,声音衰减不明显,治理困难。

  空气在冷却塔顶导流管内产生湍流和摩擦激发的压力扰动,产生噪声,同时桨叶与空气作用产生振动向外辐射噪声,风机的空气动力噪声是主要声源。

  两个最主要噪声源落水噪音:主要为高频,治理较为容易。

  冷却塔的循环水经填料层自由下落到落水槽,所产生冲击噪声。的强度与落水速度的平方成正比。测量的结果表明落水的A声级噪声达到70dB,这属于冷却塔需治理的噪声源之一。

  声波的距离衰减规律落水噪声随距离的衰减特性符合半球面波在传播过程中随着能量分布的扩大而衰减的规律,其“点声源" 的距离衰减规律为距离每增加一倍声能衰减 6dB。用公式表达即为: L1-L2= 20 lg(r2/r1)

  式中:L1,L2——离声源边缘由近及远二个测点的声级值,dB;

  r2/r1——远、近二个测点分别到声源边缘的距离之比。

  当 r2/r1=2时,lg(r2/r1)=0.3010,于是 L1-L2= 20 lg(r2/r1)=6 dB。

  冷却塔为“点声源"的起始位置

  根据已有距离衰减实测资料,分析各起始位置d(视进风口为声源边缘)的规律可知,视冷却塔为“点声源"的起始位置d可用下式估算:

  d=a1/2/4

  式中:a——冷却塔面积,m2。

  以目前我国常见范围的 2000 m2的冷却塔为例,其“点声源"起始位置d点(以进风口底缘为起点)为11.18 m。由此可见,设在离塔(以进风口底缘为起点)12 m以外的噪声测点基本上都可将所有的冷却塔视为“点声源"

  如按“点声源"的距离衰减规律即距离每增加一倍声能衰减 6dB计,则50m处的声级应分别为 65.7及 71.ldB(A):100 m处的声级应分别为 59.7及65.ldB(A);200 m处的声级应分别为53.7 及 59.ldB(A),220 m处的声级用公式推算则应分别为52.9及58.3 dB(A)。这就是噪声影响范围(力度)的大致评估,它包含了目前常见的各类大小塔型范围。借助此法,我们便可根据 10-25 m处(各塔与其塔型大小相应的“点声源"起始位置)以远测点实测所得声级,评估各种塔型(单塔)的噪声影响范围(力度)。但这只是一种理想条件下的简便、粗略的评估方法。

  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入一个设施,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。

  风机低频噪音治理:

  消声器选择非常重要,一般消声器对中低频噪音效果不明显,抗性消声器治理效果好,但频率选择性十分强,所以一般选择阻抗复合式消声器。

  阻抗复合消声器是指将声吸收和声反射恰当地组合起来的消声器。它同时既有阻性消声器消除中、高频噪声和抗性消声器消除低、中频噪声的特性,具有宽频带的消声效果。

  落水高频噪声治理

  治理相对容易,但要注意隔音治理同时避免影响散热性能的发挥,虽然消声器和消声百叶可以大幅降噪,但要合理设计,及设计时要综合考虑散热性能和动力性能。结构不合理就达不到降噪目的,流阻太大会影响冷却塔工作,降低制冷能力:动力性能设计不好也会增加阻力,甚至会产生混响噪声,所以治理过程中要综合考虑。

  几种常见的冷却塔降噪方法

  声导流片法(消声弯头)

  消声导流片法及特点在冷却塔进风口安装消声导流片,通过消声导流片的消声作用,来减少冷却塔噪声对外界的影响 ,也称为消声器法。理论及试验表明其降噪量可以达到35dB(A),甚至更高;在降噪量15—2OdB(A)时,与声屏障造价相当,在20dB(A)以上降噪量时是唯一可选方案;结构紧凑,不占建筑物额外场地,基本无须维护 。

  消声导流片法(消声弯头)

  隔声屏障一般设计为距冷却塔进风口的距离大于冷却塔进风口高度,屏障高度等于屏障到进风口的距离。降噪效果一般在10-15dB(A),理论上降噪量可2OdB(A)左右,但存在着声波绕射问题,在声影区范围内降噪量较好,绕射区和声亮区降噪效果较差,因此实际工程上很难将其影响区内噪声降低20dB(A);对通风影响不大,维护比较简单;建设声屏障的技术要求不高,但对结构要求相当高,并且投资成本随着高度的增加成倍增加;

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