电厂冷却塔噪声控制试验研究

电厂冷却塔噪声控制试验研究

李荣娟

西北电力设计院有限公司西安710075

摘要：分析机力通风冷却塔淋水噪声产生原理及淋水噪声降噪原理，研究燃气电厂机力通风冷却塔常用落水消声装置的降噪效果等，为冷却塔淋水噪声的治理提供可靠依据，同时为淋水噪声控制的研究提供基础数据。

关键词：机力通风冷却塔；淋水噪声；落水消声

1前言

对于燃气一蒸汽联合循环发电机组机力通风冷却塔是循环水系统中重要组成部分。机力通风冷却塔在燃气电厂中主要用于冷却循环水，并将冷却水回收用于蒸汽轮机的冷凝器，将蒸汽凝结成水，再次打入锅炉加热汽化，进汽轮机做功，如此循环。

燃气电厂声源较多也比较复杂，根据布置的位置分为室内声源和室外声源，通常城市内的燃气电厂多数设备均室内布置，在有维护的情况下采取降噪措施，相对来说噪声控制较为简单；然而机力通风冷却塔作为冷却设备需要大量的通风来保证冷却效率，只能露天布置。作为室外声源，机力通风冷却塔是燃气电厂噪声治理的难点，也是重点。

2冷却塔噪声源分析

机力通风冷却塔噪声源主要由电机、风机、淋水噪声组成，其中对于冷却塔进风口主要以淋水噪声为主。

2.1淋水噪声的产生机理

冷却塔的工作原理是将需要冷却的水通过配水装置喷洒在填料上面，热水从填料上部落下，在填料上形成水膜，同时不饱和的冷空气由风机从塔下抽到塔中，进入填料并在填料间隙中流动，热水与不饱和的冷空气在此进行热交换，使不饱和的冷空气变成饱和的热空气，最后由风机抽到塔外，如此循环，从而达到降低水温的效果。

在填料表面冷却后的水从填料上通过大量筛网孔自由散落到积水池，，根据力学原理，具有一定势能的自由落体的水滴以较大的加速度撞击水池水面，作用在水面上的作用力和反作用力引起水面的激烈振动，产生宽频带的水击噪声，尤其是在无风或者微风情况下，水珠垂直撞击水池水面所产生的的噪声最大。

2.2淋水噪声的特点

冷却塔的冷却后的水在淋水末端形成直径4mm-6mm的水滴，落入冷却塔积水池中，当水滴撞击水池水面时，水滴的动能转化为声能和热能，因此产生淋水噪声。这一噪声的强度与冷却水量、水滴坠落高度、积水池深度、水温等因素有关。

2.3淋水噪声的测试数据

经过多个电厂的冷却塔噪声测试，冷却塔进风口噪声呈宽频特性，总声压级在88-90dB（A）之间，噪声较高。常规机力通风冷却塔噪声频谱如下图所示：

图1机力通风冷却塔进风口噪声频谱

3冷却塔淋水噪声的治理原理

淋水噪声是由于水滴撞击水池水面，由动能转化为声能产生的，降低淋水噪声应在水滴溅落在水面之前有效的削弱或者消除其能量。原理上一是减小单个水滴质量，二是缩短水滴一次性降落高程。在水滴落入积水池之前先通过某个装置或者与某个物体相撞，将水滴打散，减小水滴质量、缩短降落高程，进而降低淋水噪声。此装置或者物体即为落水消声装置。

4冷却塔淋水噪声的治理措施

根据冷却塔淋水噪声的治理原理，落水消声装置共有如下几种形式：斜板式落水消声装置、蜂窝式落水消声装置、PVC管阵加金属丝网落水消声装置或者尼龙网/尼龙包裹吸声材料制作的落水消声装置等。

落水消声装置安装时直接铺设在水池上方，对落水消声装置的材料要求较为严格，否则会造成水质污染，因此吸声材料或者尼龙网包裹吸声材料的落水消声装置不推荐在冷却塔降噪中使用。

目前冷却塔降噪项目中上较为常用的落水消声装置为改性PVC填料蜂窝式落水消声装置，该落水消声装置对淋水噪声降噪量较高，且该设备与填料同材质不会对水质带来污染。

4.1料板导流式落水消声装置

斜板导流式落水消声装置是水滴落在斜板的斜面上，撞击力分解为两个力，分别为沿着斜板方向和垂直斜板方向，如下图所示，如果斜板与淋水的夹角等于450，则分力1大于等于分力z，分散了撞击力后，斜板还起到了导流的作用。斜板式对落水消声装置的材料是有厚度要求的，否则分力2会引起斜板的振动而产生二次噪声。目前工程中用过的斜板式落水消声装置为尖劈式，落水消声装置呈尖劈状，材质为木质，铺设在积水池上方，尖劈与尖劈之间留有缝隙，水滴下落后通过的尖劈的斜面分散水滴垂直方向的撞击力、同时通过尖劈的斜面及尖劈之间的缝隙缓慢的流入积水池中，尖劈的斜面起到了缓冲的作用，降低了淋水噪声。

4.2蜂窝式落水消声装置

常用的蜂窝式落水消声装置为改性PVC填料蜂窝式落水消声装置，改性PVC填料蜂窝式落水消声装置，由PVC填料组成，由六角形斜管粘结组成，表面呈蜂窝状，水滴下落后落在蜂窝式落水消声装置上，然后在其表面形成水膜，沿蜂窝网孔缓慢落入积水池中，该落水消声装置减缓了水滴落入积水池的速度，进而降低了冷却塔的淋水噪声。

4.3PVC管阵加金属丝网落水消声装置

PVC管阵加金属丝网落水消声装置由两部分组成，其中底部为PVC管阵，顶部为高密度细金属丝网。水滴下落后先经过金属丝网，通过金属丝网的切割，水滴单体质量减轻，随后，落入PVC管阵当中，通过PVC管道的导流作用，流入积水池。在水滴下落到进入积水池的过程中，通过减轻水滴质量、降低水滴下落速度，减少了水滴的下落势能，当水滴落入水池中时，转换成的声能也随之减小，因此淋水噪声得到了有效的降低。

5机械降噪措施

根据冷却塔的实际情况，可采用如下措施降低机械噪声：采用超低噪声减速机、风机、电机，从根本上降低设备噪声；采用碳纤维传动轴；在电机和减速机底部设置减振垫，机体振动与底座的碰撞产生了机械噪声，采用减振垫能有效降低噪声。每台冷却塔风机基础设置减振装置，减振效率不小于90%；设置电机消声罩，有效阻止电机噪声向外传播。

风机产生的噪声为低频噪声，该噪声的特点是随距离的增加，衰减的程度很小，且会波及冷却塔周边。在机力通风冷却塔进风、出风侧设置土建隔声墙体及大型排风消声装置，通过预分析与预评测，确定进、出风消声装置降噪量能达到35dB（A）以上；同时，在进风侧和通风侧均设置导流装置，以降低整个降噪装置的系统阻力损失，保证阻力损失在50Pa以内。

6结束语

机力通风冷却塔落水消声装置有很多种形式，经过多年的实际工程应用和研究，目前在机力通风冷却塔噪声治理中常用的就是改性PVC填料蜂窝式落水消声装置，其具有降噪效果好、安装快捷、材料的使用寿命长、生产工艺成熟，不影响冷却塔进风等特点，不足的地方是应用的地域性较强，在北方冷却塔降噪不太适合使用落水消声装置，主要是因为北方冬天气温较低，易结冰，落水消声装置易损坏，对于冷却塔落水消声装置的研究还有很多问题需要解决。

综合多种措施，通过节能优化、结构优化、降噪优化多措并举，使得电厂的机力通风冷却塔噪声不但能够达到环境噪音Ⅱ类标准要求，而且在电厂以后的运行中，还能降低能耗，适度提高电厂运行的经济性。

参考文献

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[3]孔祥军陈长征王仲等.冷却塔的噪声特性与控制[J].工业安全与环保2012（09）

[4]刘欢王健李金凤等.冷却塔的噪声特性与控制[J].工业安全与环保.2016（04）