兼顾改善侧风不利影响的冷却塔噪声治理方案

胡署根，张 茜 ，易 超

(湖南省电力勘测设计院，湖南长沙 410007)

1 概况

火电厂大型冷却塔的噪声扰民使地方环保部门加强了对其监管，不少电厂不得不对冷却塔噪声进行了治理。某火电厂2×660MW机组建有两座9000m2逆流式自然通风冷却塔，冷却塔高度均为160m，底部直径123m，进风口高度为10.8m。冷却塔周围地形开阔，噪声直接对外传播，噪声超标，民宅零星分布在附近，扰民严重，省环保厅提出了限期治理的要求。湖南省电力勘测设计院对该厂冷却塔进行了噪声治理。

2 冷却塔噪声

根据国家原环境保护总局批复要求，电厂厂界声环境标准为Ⅲ类:昼间65dB(A)，夜间55 dB(A)。电厂冷却塔周围开阔，噪声直接对外传播，民宅零星分布在附近，附近的声敏感点噪声超标，居民投诉不断。为此，电厂决定对冷却塔噪声进行治理。冷却塔周边布置示意见图1，电厂现场噪声监测结果见表1。我们对冷却塔噪声的频谱特性进行了分析，结果见图2。要是:对冷却塔噪声进行治理，使之满足环保标准要求，不产生噪声扰民现象;治理好噪声的同时，应尽量不影响冷却塔的冷却效果;治理好噪声的同时，兼顾改善侧风对冷却塔冷却效果的不利影响;治理方案应切实保证安全要求;应使投资控制在合理的范围内;应急业主所急，积极回应省环保厅限期治理要求，尽量采用缩短工期的方案。

图1 冷却塔周边设施布置示意

表1 冷却塔噪声现场监测结果

图2 冷却塔噪声的频谱特性

冷却塔声环境敏感点处在东向和南向;火电厂厂址地区夏季主导风向明显(见图3、4)，冷却塔受侧风影响。

图3 7、8月风向玫瑰图

图4 9、10月风向玫瑰图

2 噪声治理原则

逆流式自然通风冷却塔主要是下落的水滴落到集水池时产生的淋水噪声，噪声通过冷却塔下部的进风口传出，是塔上部的冷却水在重力的作用下势能转化为动能，水滴落到集水池水表面撞击时，其动能转化为声能向外传播。声能的大小与水滴的降落高度、淋水密度成正比，与塔内的向上风速成反比。而塔内垂直于塔断面较均衡的、较大的向上风速有利于取得较好的冷却效果，在冷却塔周边设置隔声屏障等设施将改变冷却塔的进风流态。但明显的主导风向和较大风速对冷却塔构成侧风，对冷却效果会产生不利影响。

综合各种因素，冷却塔噪声的主要治理原则主

3 冷却塔噪声治理方案分析与比较

3.1 冷却塔噪声治理方案分析

目前，国内外大型逆流通风冷却塔噪声治理措施主要有三类:隔声屏障方案、吸隔声屏障方案和集水池消声方案。各措施技术特点如下:

(1)隔声屏障方案。在冷却塔与声环境敏感点之间设置隔声屏障等方式，阻隔噪声的对外传播从而降低噪声对外的危害。此方案隔声效果好，但位置设置不合适将严重挡风，影响冷却塔的冷却效果。实际工程中有单隔声屏布置方案和多隔声屏组合布置方案，后者既满足隔声要求，又对通风效果影响较小，但占地范围较大。

(2)吸声方案。在冷却塔附近设置能通过气流又能吸声的消声器方式，吸收噪声能量，使之对外声环境敏感点不造成影响。此方式挡风较小，甚至有防侧风不利影响效果，但消声效果没有隔声效果显著，而且投资较高。

(3)消声方案。在冷却塔水池内设置填料，使落下的水滴滴到填料表面消能而消声的方式。此方案投资最少，消声效果很好，但可能因填料破碎脱落或滋生微生物，导致相关异物产生并吸入凝汽器而造成设备危害，影响发电而很少使用。

3.2 方案比较与选择

针对冷却塔噪声特点、声环境敏感对象分布和现场条件，我们共设计了五种方案，分别对各方案进行了降噪效果和冷却效果的综合比较，主要比较分析结果详见表2。

3.2.1 噪声防治效果比较

采用德国Datakustik噪声预测软件CadnaA模拟计算了各方案噪声防治效果，从软件模拟得到:方案一、方案二和方案五均能达到预期降噪效果，在冷却塔周边的声环境敏感点的噪声值不超标，另外两个方案有超标现象。方案一采用下消声器，上隔声屏措施，冷却塔示意见图5。

表2 冷却塔噪声五种治理方案比较分析

图5 冷却塔立面示意

3.2.2 方案对冷却效果的影响比较

我们采用美国ANSYS公司的FLUENT软件分析计算了在全年最不利月份(7月)的气象条件下，对各治理方案对冷却塔冷却效果的影响(表3)。

表3 各方案冷却效果的比较

从上述各方案比较看，对冷却效果的影响方案一最优，只比噪声治理前水温提高0.122℃，而且该方案对不利气象条件(夏季)侧风的不利影响有改善作用。方案二、方案三稍差，但是是可接受的，方案四和方案五使冷却塔出水水温上升较大。

3.2.3 施工方案和投资比较

本工程冷却塔四周有3m环形道路，声环境敏感侧为约12m高边坡(挡墙+护坡)，浆砌石挡墙高达8m，土质边坡高约4m。若采用方案一屏体设在离水池边4m处，则可在可直接在塔边道路处外侧开挖施工，不需作特殊边坡处理。钢结构和屏体安装均可利用塔边道路设脚手架施工，施工条件较好，安全可靠，工期较短。若采用方案二屏体设在离水池边8m处，在相对不稳定土质边坡上，为设施工平台需要对现有不太稳定挡墙和高边坡进行加固处理。需分段拆除现有浆砌石挡土墙，采用扶壁式钢筋混凝土挡墙，其高度平均设为10m，挡土墙地基采用毛石混凝土换填处理，在填高的边坡上设施工安装平台。施工难度较大，土建工作量大，对安全掌控要求高，施工工期较长。

对上述两方案投资估算结果表明，方案一为1031万元，方案二为1318万元。经综合考虑，本工程推荐采用方案一。

4 结语

火电厂大型冷却塔噪声治理应根据工程条件综合考虑隔声降噪、对冷却效果的影响、投资和施工安全等众多因素，特别应重视吸隔声屏障对侧风不利影响的优化研究，在做好噪声治理的同时，取得综合的效益。

［1］徐志清，王华伟，孙远涛.自然通风冷却塔噪声治理技术［J］.噪声与振动控制，2009，(S1):47 －49.

［2］黄 平，王震洲，吕玉恒，等.特大型双曲线自然通过风冷却塔噪声治理方案及效果［J］.电力环境保护，2005，21(2):52 －54.

［3］马大猷.噪声与振动控制工程手册［M］.北京:机械工业出版社，2002.

［4］盛永校.兰溪发电厂自然通风冷却塔噪声治理方案浅析［J］.浙江电力，2006，(5):43－45.