火力发电厂风机噪声治理设计与效果

[摘要] 该文尝试从火力发电厂噪声衰减规律等方面分析，以福建某电厂噪声治理的实践及效果为基础依据，针对最为重要的噪声源为主要治理目标，提出其厂界环境噪声达标的治理方法及要求。

[关键词] 燃煤发电机组 噪声控制 风机

1 概况

火力发电厂厂界环境噪声问题是电厂环保达标工作中的难点，这是由于火力发电厂影响场界的噪声源为综合噪声源，涵盖了汽轮机、鼓风风机、引风风机、吹扫及冷却系统等等，具有构成复杂、叠加反射、范围多变等特点。其中最大的噪声源，从噪声源强、车间及设备的平面布局来分析，大鼓风机和引风机由于一般安装在室外，是对场界影响贡献最大的噪声源；而汽轮机噪声由于安装在机房内，虽然也比较大，但由于机房隔声效果一般都比较好，因而对厂界影响不大。

2 噪声治理设计

2.1 主要声源分析

该火力发电厂位于福州市，新上一期两台2 ×66万千瓦国产超超临界燃煤发电机组，5号机组、6号机组机组运行时，厂界的噪声值为63.2 dB（A），超过《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)3类标准的夜间标准，超标量为8.2 dB（A），同时风机噪声值在106.1 dB（A），超过《工业企业设计卫生标准》(gbz1-2010)噪声要求。

分析现有主要噪声源，火力（燃煤）发电机组的声源主要为风机类，如一次风机、送风机、引风机等，其噪声以风机产生的空气动力噪声和驱动电机的电磁噪声为主。

现针对各主要噪声源分析如下。

2.1.1 风机产生的空气动力性噪声

由旋转噪声和涡流噪声组成，其频率表达式分别为：

此部分噪声分为进风噪声和排风噪声两部分，一般来说，排风噪声比进风噪声高6～10 dB（A），所以应考虑的主要是排风噪声。

2.1.2 电机噪声

电机噪声主要包括电磁噪声、风扇噪声、电刷噪声、轴承噪声等。不平衡的电磁力是使电机产生电磁振动并辐射电磁噪声的根源，是由定子与转子各次谐波相互作用而产生的。

2.1.3 一次风机、送风机噪声分析

一次风机、送风机为沈阳鼓风机厂引进丹麦NOVENCO公司VARIAX大型轴流风机专有技术制造的动叶可调轴流通风机，主要由转子总装、轴承组、进气箱、主体风筒、中导风筒、扩散器、液压调节系统、自控调节系统、联轴器、挠性联接、底座和消声器等组成。

一次风机、送风机距离东厂界约290m，由于2台送风机、2台一次风机均置于风机房内，距离较近，所以噪声叠加较大，送风机旁噪声值95.9dB(A)，一次风机旁噪声值106.1 dB(A)，频谱图见图1。

图1 一次风机频谱图

图2 送风机频谱图

从频谱图可以看出，一次风机和送风机噪声特性呈宽频带特性，表现在：低频和中频在80dB（A）以上，峰值出现在 500Hz。

由于一次风机、送风机的噪声频谱表现在中低频，故噪声衰减比较慢。

2.1.4 引风机噪声源分析

#5、#6炉锅炉的引风机是由成都电力机械厂生产的AN系列轴流通风机，主要由转子组件、轴承组、机壳、进气箱、扩压器、调节系统等组成。检修完成后的引风机，以机壳装配(后导叶和叶轮外壳)为基准和固定端，进气箱、集流器和前导叶为向前(近电机方向)热膨胀滑动端，扩压器和扩压器芯筒为向后(远电机方向)热膨胀滑动端，引风机距东厂界约300m，风机旁噪声值97.4dB(A)，频谱图见图3。

图3 引风机频谱图

从频谱图可以看出，引风机噪声特性呈宽频带特性，同时中低频特性明显，峰值出现在160Hz。

由上面的分析可以得知，火力发电厂风机的频谱主要表现在中低频，是影响东厂界声环境的主要原因。

2.2 影响超标设备和设计降噪量确定

2.2.1 超标设备对厂界的影响

综合以上噪声源分析和现场声源布置情况，通过进行设备近场测试，模拟识别，基于上述情况进行模拟计算，噪声分布见图4。

图4 治理前噪声分布图

2.2.2 项目的达标设计降噪量

根据该电力集团福州火力发电厂区域环境噪声测试数据和《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)的3类标准中3类区的夜间限值55dB（A）。同时考虑《工业企业设计卫生标准》(gbz1-2010)噪声要求，故设计降噪量为20～25 dB（A）。

2.3 降噪控制工程声学设计

对露天和半露天布置的超标噪声源设置必要的建筑隔声维护结构，或对隔声量不足或不能有效匹配的围护结构从声学角度予以必要的匹配。

单层均质墙板在不同频率下的隔声量（dB）一般参照以下经验公式计算：

R=16lgM+14lgf-29

100～3150Hz的平均隔声量（dB）一般参照以下经验公式计算：

R=16lgM+8，M≥200kg/m2；

R=13.5lgM+14，M＜200kg/m2。

故在风机本体和进出风管道采用管道包扎降噪结构装置来达到所需要的隔声量，即根据需要噪声量的大小、噪声频率的高低，采用隔声、吸声、阻尼等复合材料进行配制、结构组合。做风管和风机本体隔声包扎时，需要注意缝隙的处理方式，考虑整体隔声匹配。

考虑到检修的方便快捷，将风管和风机本体上的检修孔和膨胀节的隔声板做成可快速拆卸式。

图5 隔声包扎示意图

在风机电动机安装隔声间，隔声间为钢结构支撑，钢结构为型钢组合结构，主要型材为H型钢。钢立柱基础为独立土建基础墩。隔声板为内吸外隔复合结构隔声板，吸隔声板厚度100mm，整个隔声间为可拆卸式。隔声间设计强制通风散热消声系统。

3 效果评价及结论

火力发电厂噪声综合治理，首先要对治理对象展开分析，确认主要噪声污染源。明确治理对象后，要充分识别必须治理声源和可做可不做的声源，针对不同的声源采用适合的降噪方式来降低成本，从结构上创新，大量实践应用各种类型建材材料。

通过该火力发电厂的治理实践数据来看，采取以上方案措施后,在背景噪声不影响的情况下，其厂区及周边地面噪声分布见图6。

图6 实施降噪措施后地面噪声分布图

从图6可以看出，采用抓重要噪声污染源的设计思路效果显著，火力发电厂东侧厂界噪声可达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)的3类标准，即昼间低于65dB(A)，夜间低于55 dB(A)。风机近场的噪声值低于85 dB(A)，效果良好。

参考文献：

[1] 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.

[2] 中国建筑科学研究院建筑物理研究所. 建筑声学设计手册[M]. 北京： 中国建筑工业出版社，1987.

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