冷卻塔噪聲的產(chǎn)生原因及治理綜述

姜曉春

中央人民廣播電臺(tái)，北京 100866

冷卻塔是集中空調(diào)系統(tǒng)中的主要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于企業(yè)、大型商場(chǎng)、寫字樓等場(chǎng)所。隨著環(huán)境保護(hù)法規(guī)的日益完善，人們的環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高。目前廣泛使用的冷卻塔，包括低噪聲冷卻塔，大都達(dá)不到環(huán)保要求。特別是安裝、選址不當(dāng)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，居民投訴冷卻塔噪聲污染的案例占相當(dāng)大的比例，對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹耐{日益嚴(yán)重。本文分析了冷卻塔噪聲的產(chǎn)生原因及對(duì)目前較為先進(jìn)的治理途徑、減噪措施作一綜述。

1 冷卻塔噪聲的產(chǎn)生原因

1.1 冷卻塔風(fēng)機(jī)噪聲

冷卻塔循環(huán)水通過噴淋管噴出，通過填料滴落的落水池。安裝在冷卻塔頂部的風(fēng)機(jī)將由下而上的逆向抽出，達(dá)到降溫冷卻的目的。在這過程中，風(fēng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)引起葉片擾動(dòng)氣流產(chǎn)生空氣動(dòng)力性噪聲，其旋轉(zhuǎn)部件的不平衡導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)，稱為機(jī)械噪聲。空氣動(dòng)力性噪聲主要由回轉(zhuǎn)噪聲和氣流渦流噪聲構(gòu)成。回轉(zhuǎn)噪聲又稱葉片噪聲，是因旋轉(zhuǎn)中的多個(gè)風(fēng)機(jī)葉片周期性地作用于氣流，引起機(jī)殼內(nèi)空間某點(diǎn)氣體壓力和運(yùn)動(dòng)速度呈脈動(dòng)變化而產(chǎn)生的。回轉(zhuǎn)噪聲強(qiáng)度取決于風(fēng)機(jī)速度的高低和風(fēng)機(jī)葉輪直徑的大小，轉(zhuǎn)速增加或葉輪直徑增大時(shí)，回轉(zhuǎn)噪聲的強(qiáng)度隨之增加。

1.2 冷卻塔落水噪聲

冷卻塔的循環(huán)水從上部噴淋流下，經(jīng)填料層自由落體到落水槽產(chǎn)生沖擊噪聲，沖擊噪聲的強(qiáng)度與落水速度的平方成正比，與撞擊水面的四次方成反比。因此，從理論上看，降低落水噪聲最有效的方法是降低落水高度和延長撞擊持續(xù)時(shí)間，這也是目前廣泛使用透水消聲墊降噪的依據(jù)。

1.3 冷卻塔塔體噪聲

風(fēng)機(jī)噪聲的主要是由于風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件的不平衡導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)引起風(fēng)機(jī)與塔體之間的振動(dòng)的剛性傳遞，導(dǎo)致塔體表面的振動(dòng)輻射噪聲。特別是當(dāng)風(fēng)機(jī)安裝方式不當(dāng)、風(fēng)機(jī)支架與塔體之間未安裝減振器時(shí)，塔體噪聲特別明顯。

2 冷卻塔噪聲治理的主要途徑

2.1 降低風(fēng)機(jī)噪聲

降低風(fēng)機(jī)噪聲是降低冷卻塔噪聲積極有效的措施，歸納起來有3種：1）采用多葉片低轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)可有效降低風(fēng)機(jī)噪聲，使用雙速或變頻風(fēng)機(jī)，在夜間氣溫低時(shí)，風(fēng)機(jī)按低速運(yùn)行；2）因風(fēng)機(jī)噪聲同風(fēng)機(jī)截面的氣流速度的5次方成正比，所以加大風(fēng)機(jī)直徑、減小氣流速度可減小噪聲。用于GB3096標(biāo)準(zhǔn)要求的噪聲指標(biāo)在夜間要比白天低10dB（A），而空調(diào)系統(tǒng)熱負(fù)荷晚上要比白天低，氣溫又是晚上低，故可采用變頻降速或多級(jí)變速電機(jī)，在夜間通過降速來降低風(fēng)機(jī)噪聲；3）改變風(fēng)機(jī)葉片形式，提高風(fēng)機(jī)效率，也可有效減噪。降噪量通常可達(dá)10dB（A）。

2.2 降低淋水噪聲

降低淋水噪聲的措施包括降低水池的水深，采用特殊的水池結(jié)構(gòu)形式，在水面上部張部細(xì)眼尼龍網(wǎng)，以及在水面上漂浮聚氨脂泡沫塑料層等透水消聲墊。一般可降噪5～10dB（A）。

2.3 降低電機(jī)及齒輪噪聲

降低電機(jī)及齒輪噪聲可采用減振機(jī)座，增加電機(jī)外殼剛度或外罩隔音可有效實(shí)現(xiàn)電機(jī)減噪；提高齒輪制造精度或改用皮帶傳送均可減少齒輪噪聲。

2.4 風(fēng)機(jī)出風(fēng)口安裝消聲器

從冷卻塔出風(fēng)口傳播的噪聲包括風(fēng)機(jī)噪聲、淋水噪聲等，以風(fēng)機(jī)噪聲為主，其噪聲呈中低頻特性。針對(duì)其噪聲特性，可選擇適合大風(fēng)量、低阻損消聲器。對(duì)冷卻塔的出風(fēng)口安裝消聲器，可以降低空氣動(dòng)力性噪聲。一般可降噪10dB（A）。

2.5 采用隔聲屏障

在冷卻塔和需要安靜區(qū)域之間安裝隔聲屏障，是非常普遍的一種有效降噪方法，但對(duì)冷卻塔的效果有影響。

2.6 優(yōu)化布置

噪聲在空氣中傳播具有逐漸衰減的特性，因此在冷卻塔的布置上要適當(dāng)拉開塔與各功能區(qū)間的距離，能有效減噪。同時(shí)，應(yīng)盡量將冷卻塔安裝在頂層或裙房、附房屋頂，遠(yuǎn)離敏感建筑一側(cè)。

2.7 科學(xué)管理

加強(qiáng)機(jī)械設(shè)施維護(hù)，通過增加潤滑、校準(zhǔn)等日常工作，減少設(shè)備部件間的摩擦力、撞擊力或非平衡。摸清發(fā)聲物體表面媒質(zhì)及邊界條件，防止共振，調(diào)整或降低部件對(duì)外激發(fā)力的響應(yīng)，尤其是齒輪變速箱、風(fēng)機(jī)外殼等是否松動(dòng)。及時(shí)更換噪聲異常或突出的設(shè)備及部件。

3 結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建筑物的不斷涌現(xiàn)，冷卻塔的使用量將越來越多，其噪聲對(duì)周圍環(huán)境的干擾也將日趨嚴(yán)重。冷卻塔噪聲治理途徑首要一條是選用低噪聲冷卻塔，再輔以降噪措施。冷卻塔的降噪措施還有很多。本文僅列舉現(xiàn)階段國內(nèi)外常見的經(jīng)濟(jì)減噪措施，通過實(shí)施減噪措施，不僅能使機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定，嚙合良好，振動(dòng)更小，氣流平穩(wěn)，而且減輕了冷卻塔的高噪聲對(duì)周圍環(huán)境的污染。

[1]尉遲斌,等.實(shí)用制冷與空調(diào)工程手冊(cè)[S].機(jī)械工業(yè)出版社.

[2]項(xiàng)端祈,等.空調(diào)制冷設(shè)備消聲與隔振實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].中國建筑工業(yè)出版社.

[3]孫建青,等.冷卻塔噪聲及其控制.水利電力勞動(dòng)保護(hù).

[4]張邦俊,等.環(huán)境噪聲學(xué)[M].浙江大學(xué)出版社.

[5]趙振國,等.冷卻塔[M].中國水利水電出版社.