火電廠鍋爐房噪聲治理研究

武利斌，李力

（1.深能保定發電有限公司，河北 保定 071000；2.中科匯能（蘇州）電子科技有限公司，江蘇 蘇州 215000）

0 引言

隨著社會發展，環境噪聲污染已經逐漸成為社會公害之一，直接影響到人們的身體健康情況。火電廠在運行過程中會發出持續性、高強度噪聲，這會對周圍居民帶來嚴重影響。因此對相關噪聲進行分析，確定噪聲源，并對相關設備的噪聲進行控制，繼而實現更好地噪聲治理。由于發電廠廠區生產規模較大，擁有多臺大型發電機組，并且廠內擁有大量大功率設備，這些設備會在運行的過程中產生較大的噪聲，其聲功率級一般約在80～119 dB（A）。隨著國家對環保要求的不斷提高，火電廠的噪聲防控顯得尤為重要，這就要求相關公司高度重視環境保護與噪聲治理工作，需要對公司生產區域進行綜合治理。然而噪聲產生的源頭非常多，比如汽機廠房、鍋爐房等主要輔機都產生噪聲，治理是一個復雜的工程。

火電廠的噪聲防控工作已經成為各大廠區進行環境治理的重要項目。董秋霞等[1]通過Cadna/A噪聲預測軟件對某350W火電廠發電組進行噪聲預測測量結果進行對比分析，給出了相關噪聲預防措施。馬琪順等[2]通過研究湖南某火電廠自然通風冷卻塔的噪聲特性，驗證了Cadna/A軟件噪聲預測的準確性。張旭博等[3]基于某火電廠冷卻塔的噪聲監測數據，分析相關噪聲的頻譜特性，為相關噪聲治理工作提供了參考。李元昊[4]等通過對火電廠翻車機室的噪聲進行分析，并利用噪聲分析軟件確定相關噪聲源并給出對應的治理方案。舒永先等[5]為湖南某火電廠冷卻塔進行噪聲分析，并根據所檢測結果進行降噪改造，一種新型降噪技術。李原等[6]通過對火電廠噪聲源進行分類，闡述了噪聲對工作人員的相關影響，對相關噪聲污染源進行分析并給出相應治理措施。黃文輝[7]在對火電廠廠界噪聲源分析的基礎上，對相關噪聲治理思路進行探討并成功取得相應治理效果。何高峰[8]指出火電廠由于依靠很多大型機械設備進行生產，而這些大型設備在運行的過程中會對周圍環境造成嚴重的噪聲污染，通過實例分析了相關情況并給出治理意見。畢玉[9]通過對火電廠汽機房內部噪聲形成原因進行分析，并給出有效降噪措施。

1 噪聲源分析

由于鍋爐房內部輔助設備繁多，包括磨煤機、送風機、油泵、加藥泵等大型設備，所以在測量過程中發現存在各種點聲源、線聲源和面聲源，其聲源特性復雜多樣。而且各個設備之間存在著噪聲相互干擾、疊加等情況，這就進一步增加了確定某單一聲源影響值的難度。為此，針對發電廠區中鍋爐房區域進行噪聲測量及控制，采用頻率分析法計算每個聲源的噪聲強度，經過現場測量與計算得出主要噪聲源為磨煤機和送風機。

磨煤機主要是將塊狀煤研磨成粉末狀，如圖1所示，它是鍋爐的一個重要輔助工具，由于其在工作過程中會發出嚴重的噪聲，所以進行噪聲值測量時發現其噪聲頻率屬于中頻，磨煤機聲源頻譜，見表1，通過分析1/3倍頻程圖，如圖2所示，可以得出其噪聲最大值為93.6 dB，頻率范圍以500 Hz～1000 Hz為主。作為一種噪聲源，其對廠房附近的相關敏感點影響較大。

表1 磨煤機聲源頻譜

圖1 磨煤機

圖2 磨煤機1/3倍頻程

送風機作為將空氣送進鍋爐內部的動力裝置，如圖3所示，其在運行過程中也會形成嚴重的噪聲污染，通過測量送風機周圍的噪聲值發現其周圍噪聲屬于頻率屬于中低頻，其頻譜見表2，分析送風機1/3倍頻程圖，如圖4所示，可以得出其噪聲最大值達到了91.0 dB，以500 Hz為主。其主要聲源來源于風機等設備的疊加，對廠區和附近敏感點影響很大。

圖3 送風機

表2 送風機聲源頻譜

圖4 送風機1/3倍頻程

2 治理方案設計

2.1 建立Cadna/A聲學模型

Cadna/A軟件是一款常用于噪聲模擬與控制的軟件，由于其可靠性高，被廣泛使用于各種環境下的噪聲預測。根據噪聲預測模型的建立條件，需要綜合氣候、地形等因素。本研究采用采用Cadna/A建立聲學模型，通過把鍋爐房區域聲源簡化為面聲源，把風機聲等效為點聲源來計算。為了建立起精確的幾何模型，本研究利用CAD地形圖，結合廠區周圍真實地形地貌，采用全手工方式逐點建立起廠區及周圍的三維地形圖，如圖5和圖6所示。

圖5 廠區噪聲治理前CADNA/A幾何模型

圖6 廠區3D聲學模型

為了對比治理前后的實際情況，需要對治理前的情況進行模擬計算。采用3 m間隔劃分網格，高度為1.5 m，計算得到噪聲貢獻水平分布圖，如圖7所示。

圖7 發電廠區治理前噪聲網格地圖（1.5m）

模擬計算的范圍包括鍋爐房和周圍敏感點區域，敏感點區域在模擬時考慮到夜晚蟲鳴和交通噪聲的干擾，預測結果見表3。

由表3可以看出，實測值與預測值的誤差在可接受范圍內，故可以運用該模型。

表3 敏感點及鍋爐島區域治理前預測值與實測值

2.2 治理方案

根據治理前的噪聲測試與預測分析，結合現場施工條件，給出以下治理方案：

（1）由于鍋爐房內的主要管道區域的噪聲強，但是可以通過在周圍包裹吸聲材料進行降噪處理，所以采取阻尼包裹的措施。其中鍋爐房內部措施如下：鍋爐房內低層風管道采用阻尼材料進行包裹，鍋爐島內高層風管道同樣采用阻尼材料進行包裹，在輸送線出口采用封閉體進行隔聲封閉。

（2）由于之前送風機、一次風機及其相關送風管的隔聲罩高度太高，降噪效果差，但是使用隔聲罩本身是很好的降噪措施，為此本次設計繼續使用，但是在高度方面進行降低，使其對相關通風管進行全封閉包圍，并對鍋爐房漏聲區域進行封閉。

（3）由于風機在運行過程中產生的噪聲很大，所以為了在不影響風機進口風量前提下，將大型進風消音器安裝在風機進風口處，通過消聲器的消聲效果來降低進風口的噪聲排放。

（4）為了降低鍋爐房對行政樓和北廠界的影響，將其東側的原有隔聲屏向南側延伸，并與降塵區域連接，以此來降低噪聲干擾。具體措施如圖8所示。

圖8 廠區3D聲學模型

治理后對敏感點以及廠區內部噪聲預測值見表4。經以上措施后，鍋爐房區域治理后的噪聲網格地圖，如圖9所示，鍋爐房部分影響區域治理后的噪聲網格如圖10所示。

圖9 治理后鍋爐島區域3D噪聲網格地圖

圖10 鍋爐房部分影響區域治理后的噪聲網格地圖

表4 治理后預測值

通過分析計算結果并結合噪聲地圖可以計算出對廠內行政樓平均可降4.6 dB，東南側辦公區域可降7.1 dB；鍋爐房風機區域噪聲為84.9 dBA，低于85 dBA。總體的降噪效果滿足相關要求。

鍋爐房的附屬功能用房，包括泵房、除塵間、脫硫間等使用過程中同樣會產生噪聲，一些泵、風機等組件在使用過程會產生振動，所以應該對相關設備采取對應的隔振措施，比如說多使用低噪聲產品、在關鍵部位的連接處采用柔性連接、相關設備在選型時多采用噪聲小、振動小的設備。

3 結語

根據鍋爐房區域噪聲源周邊及敏感點噪聲值實測，并結合噪聲預測軟件Cadna/A計算鍋爐房區域及敏感點噪聲預測值，并建立相關模型，同時根據治理方案建立改進后的幾何模型，并進行分析，發現所提供的方案適用本發電廠并得出結論：送風機及磨煤機噪聲治理能夠有效降低廠區環境噪聲，同時對附近住宅敏感區的噪聲有一定的改善。