醫院天然氣分布式能源站的噪聲控制設計

易文清

(陜西首創天成工程技術有限公司 第二設計院， 陜西 西安 710016)

1 概況

天然氣分布式能源系統是在負荷中心就近實現能源供應的方式，是天然氣高效利用的重要方式之一。可為醫院解決供冷期冷負荷、供暖期熱負荷、生活熱水負荷以及基本電負荷，是天然氣分布式能源系統的典型應用。本文對某醫院天然氣分布式能源站的噪聲控制設計進行分析。

2 分布式能源系統方案

某醫院的供暖(供冷)面積約5×104m2，設計供暖熱負荷為4 500 kW，設計供冷冷負荷為5 589 kW，設計生活熱水負荷為336 kW。天然氣分布式能源系統流程見圖1。采用天然氣分布式能源系統供電，制備供暖熱水、供冷冷水、生活熱水。

圖1 天然氣分布式能源系統流程

天然氣分布式能源系統由燃氣內燃機發電機組、余熱利用設備、調峰設備組成。采取并網不上網原則，結合醫院用電時間和基本用電量，燃氣內燃機發電機組的額定發電功率選取526 kW，發電效率為38.5%。

余熱利用設備包括煙氣熱水型溴化鋰吸收式熱泵機組以及用于制備生活熱水的板式換熱器、空氣源熱泵機組。煙氣熱水型溴化鋰吸收式熱泵機組額定制冷量為560 kW，供、回水溫度為7、12 ℃；額定制熱量為524 kW，供、回水溫度為60、45 ℃。空氣源熱泵機組額定制熱量為336 kW，生活熱水供水溫度為65 ℃。

調峰設備為兩臺直燃型溴化鋰吸收式熱泵機組：其中1臺的額定制冷量為2 910 kW，供、回水溫度為7、12 ℃；額定制熱量為2 442 kW，供、回水溫度為60、45 ℃。另外1臺的額定制冷量為2 040 kW，供、回水溫度為7、12 ℃；額定制熱量為1 710 kW，供、回水溫度為60、45 ℃。

該天然氣分布式能源系統的綜合利用率為78.5%，節能率為22.9%，符合GB 51131—2016《燃氣冷熱電聯供工程技術規范》的規定。

3 降噪設計

3.1 降噪對象、降噪措施

醫院對噪聲的控制要求很高，應符合GB 12348—2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》的第2類標準，日間站界噪聲限值≤55 dB，夜間站界噪聲限值≤45 dB。因此，能源站需要嚴格控制噪聲，優先采用低噪聲設備，并采取必要降噪措施。

① 對能源站建筑的墻面、頂棚進行吸聲處理。

② 安裝燃氣內燃機發電機組靜音罩，為不影響主機房內部溫度，靜音罩的排風直接通至室外，靜音罩的進風口、排風口均安裝消聲器，這種強制通風設計既滿足了通風要求又達到了噪聲限值要求。燃氣內燃機缸套冷卻水低噪聲水箱散熱器安裝于屋頂上，降低了靜音罩內溫度和所需通風量。

③ 能源站主機間自然進風口采用進風百葉加裝消聲器進行降噪處理，因進風量較大，消聲器長約2.5 m，使用鋼支架對消聲器進行支撐。排風雖然采用低噪聲風機，但風機外部仍需設計安裝消聲器進行降噪處理，以達到噪聲限值要求。

④ 采用低噪聲水泵，加裝隔振墊。

⑤ 采用低噪聲冷卻塔，加裝隔聲屏障。

3.2 靜音罩設計

燃氣內燃機發電機組作為最大噪聲源，必須安裝靜音罩，并在設計階段核算通風量，保證機組散熱要求。靜音罩通風量包括滿足機組燃料燃燒所需的空氣量和排除機組散熱量所需空氣量[1]。

靜音罩通風量q的計算式為：

(1)

式中q——靜音罩通風量，m3/s

Φ——需要排除的機組散熱量，kW

ρ——空氣密度，kg/m3

cp——空氣比定壓熱容，kJ/(kg·K)

Δt——靜音罩內外允許溫差，℃

qa——發電機組燃料燃燒所用空氣流量，m3/s

需要排除的機組散熱量為105 kW。靜音罩內空氣平均溫度取32 ℃，密度取1.157 kg/m3，比定壓熱容取1.004 kJ/(kg·K)。機組燃料燃燒所用空氣流量為0.667 m3/s。由式(1)，可計算得到靜音罩通風量為11.97 m3/s。根據計算結果，靜音罩出口安裝兩臺流量為21 895 m3/h的防爆軸流風機。燃氣內燃機發電機組靜音罩結構及內部氣流方向見圖2。

圖2 燃氣內燃機發電機組靜音罩結構及內部氣流方向

4 運行效果

能源站站界噪聲測量值(日間46～54 dB，夜間35～45 dB)滿足GB 12348—2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》要求。

5 結語

醫院天然氣分布式能源項目，能源梯級利用充分、綠色節能，符合國家產業政策，代表了我國能源利用的發展方向，實現了醫院供能系統一體化。項目的實施為推廣發展天然氣分布式能源系統積累經驗，隨著各示范項目的落地及國家政策的頒布，天然氣分布式能源系統在未來還會得到更大發展。