SoundPLAN在某火電廠噪聲環境影響預測評價中的應用探討

SoundPLAN在某火電廠噪聲環境影響預測評價中的應用探討

謝德嫦1，安強2，漆宏1，李強1

(1.重慶市環境科學研究院， 重慶401147； 2.重慶大學， 重慶400045)

摘要：火電廠高噪聲設備多、分布廣，且呈立體布局，其噪聲成分復雜，低、中、高頻段噪聲均有分布，環境影響較大，需根據各聲源特征及環境保護需求，采取針對性的降噪措施。以某燃煤火電廠環境影響評價中的噪聲源數據，應用SoundPLAN軟件進行模擬計算，預測廠界、環境敏感點的噪聲值，針對各噪聲源強對關注點的貢獻值，提出如下噪聲防治措施：1#、2#、3#環境敏感點距離廠界較近，且受多個聲源影響，擬實施環保搬遷；汽機房廠房內壁面擬做吸聲處理以降低對4#敏感點、北廠界噪聲影響；冷卻塔四周擬設置通風消聲裝置以降低對南側、東側廠界噪聲影響。

關鍵詞：SoundPLAN；火電；噪聲預測

收稿日期：2015-05-13

作者簡介：謝德嫦(1982—)，女，重慶人，工程師，碩士，主要從事環境影響評價、環境規劃，E-mail：xiedc2008@163.com

中圖分類號：X593

DOI: 10.14068/j.ceia.2015.04.022

SoundPLAN是對外部噪聲計算、建筑物透聲計算、環境聲傳播計算、互動的噪聲控制優化設計的集成軟件。該軟件采用德國戶外聲學軟件標準，并逐漸成為世界關于噪聲預測、制圖及評估的最廣泛的軟件之一[1]。

SoundPLAN使用范圍從小工廠到整個城市的噪聲規劃，對預測對象的尺寸沒有任何限制[2]，在工業企業、交通噪聲、變電站的環境噪聲預測、電廠冷卻塔的聲屏障設計中的應用逐步廣泛。軟件通過建模設置所有聲源參數、環境參數、接收點(范圍)參數，計算出接收點(范圍)的噪聲預測值及各聲源貢獻值，并繪制二維、三維圖形，根據需要進行隔聲屏障的優化設計以及降噪方案的優化選擇。SoundPLAN支持CAD(dxf)、ArcGIS(shapefile)、BMP格式文件的輸入。

1某電廠概況及周邊環境現狀

1.1　某電廠概況

某電廠位于煤電化工園區內，建設規模為2×300 MW亞臨界循環流化床鍋爐低熱值煤發電機組，配套建設輸煤系統、燃燒制粉系統、除塵系統、除灰渣系統、脫硫系統、脫硝系統、循環水系統、化學水處理系統、廢水處理系統等。

1.2　主要聲源及頻譜特征

火電廠的高噪聲設備多、分布面廣，且呈立體分布。火電廠噪聲主要有設備運行過程中產生的機械動力噪聲，各類風機、冷卻設備和高壓汽(氣)管道產生的流體動力噪聲，以及大型帶電設備的電磁噪聲，噪聲成分復雜，低、中、高頻段噪聲均有分布[3-4]。電廠主要噪聲源分布及頻譜特征見表1。

表1　電廠主要噪聲源分布及頻譜特征

1.3　周邊環境現狀

電廠位于某煤電化工業園區規劃區內，該地塊目前尚未開發，聲環境敏感點主要為周邊散居農戶。根據聲環境質量現狀監測結果，環境敏感點晝間、夜間現狀監測值分別為38.4～46.0 dB，夜間31.8～37.4 dB，均達到《聲環境質量標準》(GB 3096—2008)中2類標準要求，聲環境質量現狀較好。

2SoundPLAN建模

SoundPLAN模擬流程為定義項目基礎數據、組織模型結構、輸入模型數據、定義計算類型、結果分析與評價。建模重點在于聲源、環境、接受點的設置。

2.1　聲源

SoundPLAN工業噪聲模塊將聲源分為點聲源、線聲源、面聲源、工業建筑物噪聲。根據電廠總平面布局，在實際操作中，將汽機房、空壓機房、循環水泵房、綜合水泵房、碎煤機房、灰庫氣化風機房等含有噪聲設備的建筑物均定義為工業建筑物噪聲，其噪聲通過各面的透聲部位向外傳播(假設墻是完全隔聲，聲音通過窗戶傳播)[5-6]。冷卻塔、一次風機、引風機、主變等均定義為矩形面聲源。依據各噪聲設備的分布情況，采取合理的降噪措施后各聲源源強見表2。各設備聲功率級、頻譜數據通過類比資料、實測數據轉換計算后輸入軟件資料庫。

表2　電廠主要噪聲源分類及初步降噪措施

2.2　環境

SoundPLAN通過設置各環境參數模擬室外聲場，對墻、浮動平面、建筑物、等高線、地面類型、衰減區進行定義。

2.3　接收器

SoundPLAN將接收器分為接收點、接收片段、接收面。接收點用于設置環境敏感點、廠界點，接收面用于評價范圍內噪聲分布的計算。

3計算結果

選定計算范圍后，選擇單點噪聲、網格點噪聲兩種方式進行計算，得到環境敏感點、廠界點噪聲預測值(表3)和電廠噪聲貢獻值的等聲級線(圖1)。

圖1　電廠噪聲貢獻值等聲級線圖 Fig.1　Isograms map of the noise contribution value

從表3可知，廠界南側、東側晝間、夜間及北側夜間不能滿足《工業企業廠界環境噪聲排放標準》(GB 12348—2008)中3類標準要求；1#、2#、3#、4#環境敏感點夜間超標。

4降噪措施

通過分析主要噪聲源對超標的環境敏感點、超標廠界的噪聲貢獻值發現：對1#、2#、3#環境敏感點影響較大的聲源為碎煤機房、空壓機房、冷卻塔、灰庫氣化風機房，對4#環境敏感點影響較大的為汽機房、冷卻塔，南側、東側廠界超標主要受冷卻塔影響，北側廠界超標主要受冷卻塔、汽機房影響，見表4。

表3　廠界、環境敏感點噪聲影響值

表4　主要聲源對廠界、環境敏感點噪聲貢獻值

由于1#、2#、3#環境敏感點距離廠界較近，且受到多個聲源影響，難以采取進一步的降噪措施，擬實施環保搬遷；對汽機房廠房內壁面做吸聲處理以降低對4#敏感點、北廠界噪聲影響；由于冷卻塔距離廠界較近，不能滿足設隔聲墻的距離要求，故冷卻塔四周擬設置通風消聲裝置以降低對南側、東側廠界噪聲影響。為節約投資，同時滿足廠界噪聲達標，通風消聲裝置設置情況見圖2。左側冷卻塔安裝包絡角約為165度，弧長約147 m，右側冷卻塔安裝包絡角約為360度，弧長約320 m，消聲片長度為2.0 m，安裝高度為9.0 m。采取措施后，環境敏感點、廠界噪聲預測值見表5，電廠噪聲貢獻值的等聲級線見圖3。由表5、圖3可知，采取通風消聲裝置后，環境敏感點及廠界噪聲均能達標。

表5　采取措施后廠界、環境敏感點噪聲影響值

圖2　冷卻塔通風消聲裝置安裝示意圖 Fig.2　Schematic diagram of the draft noise abatement device around the cooling towers

圖3　設通風消聲裝置后電廠噪聲貢獻值的等聲級線圖 Fig.3　Isograms map of the noise contribution values in power plant afterinstallation of the draft noise abatement device

5結語

SoundPLAN不僅能預測廠界、環境敏感點噪聲影

響值，而且能方便地計算出每個聲源對環境敏感點的貢獻值，從而為確定具有針對性的降噪方案提供有效的理論依據和技術支持。因此，SoundPLAN對于預測和評估具有多個聲源、特征復雜的工業企業噪聲非常實用。同時，SoundPLAN具有較好的可視化界面，能對計算結果進行形象、生動展示。 盡管如此，SoundPLAN在火電廠噪聲環境影響中仍存在一定問題：源強取值、噪聲源建模過程對預測結果影響非常大。由于我國并未規定所有機電產品出廠前必須測定聲功率，目前預測多采用類比、實測、經驗公式等方法獲取各噪聲源的倍頻帶聲功率級，因此，源強選擇具有隨意性，缺乏可采用的具有指導性的源強參數。同時，由于缺乏標準、統一的建模過程，同類項目噪聲預測結果會有較大差別。

參考文獻(References)：

[1]田靜, 劉克, 丁輝, 等. 環境聲學科學技術發展研究報告[R]. 北京: 中國科學院聲學研究所, 2006.

[2]SoundPLAN LLC. SoundPLAN User’s Manual[Z]. 2008.

[3]熊宏亮. 電廠冷卻塔噪聲控制及環境影響研究——以黃臺電廠350MW機組新建冷卻塔為例[D]. 濟南: 山東大學, 2012.

[4]趙桂貞. 火力發電廠的噪聲特性及計算機模擬評價[D]. 濟南: 山東建筑大學, 2009.

[5]王連軍. SoundPLAN在噪聲預測中的技巧及存在的問題[J]. 北方環境, 2013, 25(11): 159-164.

[6]王麗輝, 石建武. 電廠環境噪聲模型的研究[J]. 中國環境科學, 1994, 14(4): 264-267.

Application of SoundPLAN Software in Thermal Power

Plant Noise Impact Prediction

XIE De-chang1, AN Qiang2, QI Hong1, LI Qiang1

(1.Chongqing Research Academy of Environmental Sciences, Chongqing 401147, China;

2.Chongqing University, Chongqing 400045, China)

Abstract:Equipments with high noise in thermal power plant have a wide and stereoscopic distribution. The noises are composed of low frequency, middle frequency and high frequency. The impact is therefore significant. Specific noise controlling measures should be taken according to different noise source characteristics and the specific environmental requirements. In this paper, SoundPLAN software is introduced to predict the noise values of the plant boundary and acoustic sensitive spots using the noise source data of a certain thermal power plant. According to the results, The following noise controlling measures are proposed: 1#、2#、3# acoustic sensitive spots should be moved as they are close to plant boundary and are affected by multiple sound sources; the inner wall of the steam engine room should adopt sound absorption treatment to reduce the impact on 4# sensitive spot and north plant boundary; and noise abatement devices around the two cooling towers should be installed to reduce the impact on south and east plant boundary.

Key words: SoundPLAN; thermal power; noise prediction