1、冷卻塔落水噪聲的檢測(cè)
在距進(jìn)風(fēng)口底緣即一般倒t形塔基的水池邊沿5m 處，測(cè)高點(diǎn) 1.2 m[1]，測(cè)得的一些自然通風(fēng)冷卻塔的實(shí)測(cè)噪聲及其頻譜。
2、冷卻塔落水噪聲的聲源特性
聲源屬性：噪聲源為落水區(qū)下的巨大圓形水面，為塔內(nèi)冷卻落水對(duì)池水.的大面積連續(xù)的液體間撞擊產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)水噪聲;是機(jī)械噪聲、空氣動(dòng)力噪聲、電磁噪聲之外的一種特殊噪聲。
落水撞擊瞬時(shí)速度：7-8 m/s[2]
聲源聲級(jí)：80 db(a)左右。
頻譜：音頻分布呈高頻(1000-16 000 hz)及中頻(500-1000 hz)成分為主的峰形曲線;峰值位于4 000 hz左右。
聲速：c=340 m/s。
波長(zhǎng)：λ=c/f;1.36m(250 hz)～o.02 m(1 000 hz)，以0.085 m(4 000 hz)為主。
3、冷卻塔落水噪聲的影響范圍
3.1 聲波的距離衰減規(guī)律
落水噪聲隨距離的衰減特性符合半球面波在傳播過(guò)程中隨著能量分布的擴(kuò)大而衰減的規(guī)律，其“點(diǎn)聲源” 的距離衰減規(guī)律為距離每增= 20 lg(r2 /r1)=6 db。
落水噪聲的聲源為內(nèi)置的一片圓形水面，腔體內(nèi)聲波通過(guò)進(jìn)風(fēng)口向外傳播，所以可將進(jìn)風(fēng)口視為聲源邊緣，其龐大特殊的弧面出聲口使“附近區(qū)域” 內(nèi)的聲波并不立即按“點(diǎn)聲源” 的距離衰減規(guī)律衰減，在這個(gè)由近及遠(yuǎn)的“附近區(qū)域”內(nèi)存在著一個(gè)按“面聲源”(聲波不衰減)及至“線聲源”(距離每增加一倍聲能衰減 3 db)的距離衰減規(guī)律的過(guò)渡區(qū)域，只有當(dāng)受聲點(diǎn)(測(cè)點(diǎn))外移至可將冷卻塔的環(huán)形進(jìn)風(fēng)口視為一個(gè)“點(diǎn)” 以外的后方，聲波才開(kāi)始按“點(diǎn)聲源”的距離衰減規(guī)律衰減。于是，在 “點(diǎn)聲源”以外的范圍內(nèi)，只要知道某測(cè)點(diǎn)的聲級(jí)，便可根據(jù)上式求得任一點(diǎn)的聲級(jí)。
3.2 冷卻塔為“點(diǎn)聲源”的起始位置
根據(jù)已有距離衰減實(shí)測(cè)資料，分析各起始位置d(視進(jìn)風(fēng)口為聲源邊緣)的規(guī)律可知，視冷卻塔為“點(diǎn)聲源”的起始位置d可用下式估算：
d=a1/2/4
式中：a——冷卻塔面積，m2。
以目前我國(guó)常見(jiàn)范圍的 2 000 m2(儀化電廠)-9 000 m2(吳徑電廠)的冷卻塔為例，其“點(diǎn)聲源”起始位置d點(diǎn)(以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn))，分別為11.18 m及 23.72 m。由此可見(jiàn)，設(shè)在離塔(以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn))25 m以外的噪聲測(cè)點(diǎn)基本上都可將所有的冷卻塔視為“點(diǎn)聲源”。
3.3 冷卻塔噪聲影響范圍的評(píng)估
冷卻塔噪聲聲級(jí)的絕對(duì)值在工業(yè)噪聲中雖然并不算很大，而且其聲能同樣隨著距離每增加一倍而衰減 6 db(“點(diǎn)聲源”)，但由于其聲源龐大，它的衰減起始距離較遠(yuǎn)(25m)，翻三番便已到了 200 m，相對(duì)于25m處也才降了 18 db，所以其影響范圍遠(yuǎn)大于一般性工業(yè)噪聲。仍以 2 000-9 000 m2 的冷卻塔為例，在25 m處(“點(diǎn)聲源” 以外測(cè)點(diǎn)、以進(jìn)風(fēng)口底緣為起點(diǎn))實(shí)測(cè)所得聲級(jí)分別為71.7及77.ldb(a)，如按“點(diǎn)聲源”的距離衰減規(guī)律即距離每增加一倍聲能衰減 6 db計(jì)，則 50 m處的聲級(jí)應(yīng)分別為 65.7及 71.ldb(a);100 m處的聲級(jí)應(yīng)分別為 59.7及 65.ldb(a);200 m處的聲級(jí)應(yīng)分別為53.7 及 59.ldb(a)，220 m處的聲級(jí)用公式推算則應(yīng)分別為52.9及58.3 db(a)。這就是噪聲影響范圍(力度)的大致評(píng)估，它包含了目前常見(jiàn)的各類大小塔型范圍。借助此法，我們便可根據(jù) 10-25 m處(各塔與其塔型大小相應(yīng)的“點(diǎn)聲源”起始位置)以遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)所得聲級(jí)，評(píng)估各種塔型(單塔)的噪聲影響范圍(力度)。但這只是一種理想條件下的簡(jiǎn)便、粗略的評(píng)估方法，在實(shí)際廠況環(huán)境中，由于受 池水水位變化、淋水密度變化、地表地形、障礙物分布、塔群分布、風(fēng)向風(fēng)力、氣候氣溫及其它聲源的影響，各類冷卻塔噪聲的實(shí)際分布、衰減規(guī)律將會(huì)有所出人。據(jù)對(duì)吳徑電廠 9 000 m2 冷卻塔的落水噪聲進(jìn)行的實(shí)測(cè)[4]，在距塔 220 m外的受聲點(diǎn)所測(cè)得的噪聲值為55.4-58.3 db(a)(另一次測(cè)試結(jié)果為 61.9 db(a)，估計(jì)受順風(fēng)影響)，與我們以 25 m處實(shí)測(cè)聲級(jí)為依據(jù)推算 220 m 處為 58.3 db(a)的結(jié)果十分吻合。圖2表示冷卻塔噪聲的影響范圍。從圖2中可以看出，由于冷卻塔聲源龐大，在距進(jìn)風(fēng)口 10-25 m范圍內(nèi)，噪聲級(jí)衰減很慢，其中“面聲源”距離范圍內(nèi)聲級(jí)衰減的理論值為零。但對(duì)于尺度很小(1m 左右)的一般性聲源，由于不存在“面聲源”及“線聲源”的衰減形態(tài)，所以聲源的聲級(jí)一開(kāi)始就按“點(diǎn)聲源”的衰減速率迅速下降。
4、冷卻塔噪聲治理的基本途徑及治理方法
大型冷卻塔的噪聲屬于中高頻穩(wěn)態(tài)噪聲，聲源“標(biāo)稱聲級(jí)”在 80 db(a)左右，冷卻塔噪聲的治理目標(biāo)原則上應(yīng)是將受噪聲干擾的受聲點(diǎn)噪聲級(jí)控制在相應(yīng)于當(dāng)?shù)丨h(huán)境的噪聲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。
4.1 治理途徑
針對(duì)噪聲的發(fā)生機(jī)理、傳播方式，可以把冷卻塔噪聲的治理歸結(jié)為塔內(nèi)、塔外兩條基本途徑，塔內(nèi)以聲源的降噪治理為主;塔外則包含有傳聲途徑上的聲波阻隔(隔聲)、聲波吸收(合沿程吸收衰減)以及距離衰減(聲能擴(kuò)散)等三種方式。其中以聲波阻隔輔以聲波吸收為塔外治理的主要手段，無(wú)論是塔內(nèi)的聲源治理技術(shù)還是國(guó)外已有應(yīng)用的塔外聲波阻隔技術(shù)，在我國(guó)的應(yīng)用還剛起步，因而都缺乏實(shí)踐應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。下面列表歸納并推薦幾種冷卻塔噪聲的治理技術(shù)供工程參考選用，各自的特點(diǎn)、適用性。
4.2 塔內(nèi)聲源的治理
dy-1型冷卻塔落水消能降噪聲裝置主要由“支承構(gòu)架”及“落水消能降噪器”兩大部分組成?！爸С袠?gòu)架”又可分為漂浮式及固定式二種形式。“落水消能降噪器” 以六角蜂窩斜管為主體形式，層高 18 cm，由豎向?qū)硕巍o(wú)聲擦貼斜段、粘滯減速斜段、疏散灑落挑流段等四個(gè)功能段組成。
4.2.3 材質(zhì)選用
漂浮式落水消能降噪裝置主要由采用擠拉、注塑或熱壓成型的塑料件或玻璃鋼件(受力件)構(gòu)成。其材質(zhì)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)輕型、便于搬運(yùn)、易于安裝、防腐耐用。
固定式落水消能降噪聲裝置上部的支承框架及降噪器的材質(zhì)選用與漂浮式相同，所不同的是其下部固定的主、次支承梁系是由型鋼構(gòu)成的。經(jīng)防腐處理的型鋼(q235)具有強(qiáng)度高、剛度好的特點(diǎn)。
4.2.4 降噪效果
在落差 h=6 m、淋水密度 q=8 t/(m2·h)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)工況下，冷卻塔模擬落水聲源與降噪裝置器的聲級(jí)及頻譜測(cè)試結(jié)果的對(duì)比參見(jiàn)圖 3 [5]。降噪器削去了落水聲源的高頻成分。采用飄浮式落水消能降噪裝置，260元/m2，固定式落水消能降噪裝置，300 元/m2
4.3 塔外傳聲途徑的聲波阻隔
4.3.1 降噪原理
聲波在傳播過(guò)程中遇到障礙時(shí)，就會(huì)發(fā)生反射、透射和繞射三種現(xiàn)象。聲屏障就是在聲源與受聲點(diǎn)之間插人一個(gè)設(shè)施，用以隔斷并吸收聲源到達(dá)受聲點(diǎn)的直達(dá)聲波，使部分聲波受阻反射，部分聲波則經(jīng)吸收衰減后通過(guò)屏體透射(極小)和屏頂繞射等附加衰減形式到達(dá)受聲點(diǎn)，達(dá)到減輕受聲點(diǎn)的噪聲影響、取得降噪效果的目的。
4.3.2 形式結(jié)構(gòu)
聲屏障的結(jié)構(gòu)可分為地上和地下二部分，地上部分為厚約 20 cm的屏蔽聲波的巨型、連續(xù)板式立面(包括斜撐)，其頂部為扇形吸聲體或內(nèi)傾式遮檐;地下部分則為承重、抗傾覆(風(fēng)荷載)的基礎(chǔ)。
屏障的高度及寬度原則上以隔斷聲源到達(dá)受聲點(diǎn)的直達(dá)聲波為最低限度，一般來(lái)說(shuō)，為提高屏蔽效果，屏障的高度通常不低于進(jìn)風(fēng)口高度的1.3倍;為避免影響進(jìn)風(fēng)，屏障離進(jìn)風(fēng)口距離通常不小于進(jìn)風(fēng)口高度的2倍。
4.3.3 材質(zhì)選用
聲屏障的地上部分即屏蔽層可采用磚墻、薄鋼板、鋁合金、玻璃鋼、聚碳酸脂塑料等耐老化?？垢g材料;聲屏障的地下部分即基礎(chǔ)則以混凝土及鋼材為主。
4.3.4 降噪效果
聲波遇到屏障發(fā)生的繞射現(xiàn)象會(huì)減弱聲屏障的隔聲作用，而繞射能力與聲波的頻率有關(guān)，所以聲屏障的降噪效果與聲波的頻率即波長(zhǎng)的關(guān)系很大。聲屏障對(duì)于波長(zhǎng)短、不易繞射的高頻波的屏蔽作用十分顯著，可以在屏障后面形成很長(zhǎng)的聲影區(qū);而對(duì)于波長(zhǎng)、具有很強(qiáng)繞射能力的低頻波的屏蔽作用則十分有限。當(dāng)然，也可以通過(guò)加高屏障的辦法來(lái)削弱繞射聲波對(duì)受聲點(diǎn)的影響。由于聲屏障對(duì)高頻聲波產(chǎn)生明顯有效的屏蔽作用，而冷卻塔落水噪聲的頻譜以中高頻成分為主，所以采用聲屏障隔斷并吸收冷卻塔聲源到達(dá)受聲點(diǎn)的直達(dá)聲波可以取得一定的降噪效果。
聲屏障的降噪效果以聲影區(qū)中緊挨屏障的局部區(qū)域?yàn)?*，最高可達(dá) 25 db(a)左右[3]，這對(duì)于以廠界測(cè)試結(jié)果為達(dá)標(biāo)依據(jù)的評(píng)價(jià)規(guī)則很解決問(wèn)題;然而，聲影區(qū)以外的降噪聲級(jí)則由于中頻繞射聲波的到達(dá)而有所反彈，但對(duì)于高頻波而言，衰減量一般還可達(dá)到 10-15 db(a)[6](不含距離衰減部分)，然而由于冷卻塔落水噪聲中尚含有中頻成分，所以其降噪效果會(huì)有折扣。這樣，對(duì)于廠外受聲點(diǎn)來(lái)說(shuō)，為取得滿意的降噪效果，在不影響進(jìn)風(fēng)的前提下，尚應(yīng)通過(guò)加大屏障高度調(diào)節(jié)之。
