热电厂主厂房声环境研究及工程应用

郭朝选，张铻，王霞

(中国辐射防护研究院，山西太原030006)

热电厂主厂房声环境研究及工程应用

郭朝选，张铻，王霞

(中国辐射防护研究院，山西太原030006)

热电厂主厂房内重点声源属于中高强度声源，分布范围广、种类复杂、辐射面广、直接和叠加超标声源多，在工程实践中，必须对各类声源噪声特性进行分析，探寻各类声源与厂界噪声和敏感点的直接或间接关系，以便有针对性地对重点声源提出有效治理措施。依据主厂房噪声控制设计原则，通过对主厂房噪声声源进行系统的分析计算，提出有针对性的治理措施，使主厂房的噪声达到国家相关标准，同时，对某种已工程验证的隔声结构型式及隔声量进行了简单介绍，以便于在类似工程中使用。

主厂房;声学性能;噪声控制

0 引言

当前，在我国电力工业中，热电厂仍然是主要的电力来源，随着城市和农村城镇化的发展，多处热电厂附近已成居民居住区，成为热电厂噪声控制所面临的的重大挑战［1］。热电厂影响厂界的噪声源很多，本文针对主厂房内噪声源进行噪声控制设计，主厂房区域包括燃机厂房、汽机厂房和集中控制楼，该区域噪声主要包括:燃机本体噪声、燃机进风口及进风口管道噪声、燃机辅机噪声、汽机本体噪声、汽机辅机噪声、风机噪声等。

基于上述原因，本文结合工程经验，通过对主厂房声源进行系统的分析计算，提出合理可靠的降噪措施，为工程应用提供借鉴。

1 主厂房声源特性分析

1.1 噪声排放及周围声环境执行标准

目前，热电厂厂界噪声执行《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB 12348－2008)［2］;热电厂区各功能区声环境执行《声环境质量标准》(GB 3096－2008)［3］。按照区域使用功能特点和环境质量要求划定功能区，噪声源特性分析计算和控制措施设计应以各功能区噪声环境限值作为控制目标。

1.2 噪声源特性分析

热电厂主厂房内重点声源属于中高强度声源，具有分布范围广、种类复杂、辐射面广、直接或间接叠加超标声源多等特点，必须对各类声源噪声特性进行详细分析，探寻各类声源与厂界噪声和敏感点噪声的相关关系，有针对性地对重点声源提出相应的有效控制措施［4］。

热电厂主厂房区域包括燃机厂房、汽机厂房和集中控制楼，该区域噪声主要包括:燃机本体噪声、燃机辅机噪声、汽机本体噪声、汽机辅机噪声以及风机噪声等。

以某热电厂主厂房治理案例为基础，各噪声源能级见表1和表2。

表1 主要噪声源设备噪声值

表2 主要噪声源声级频谱值

从燃机和汽机本体噪声频谱可以看出，燃机和汽机本体噪声频谱均呈现中高声压级和宽频带特性。从风机噪声频谱可以看出，燃机进风口低频特性明显，在中高频区域也有较明显的峰值。

综上所述，燃机和汽机是主厂房区域主要噪声源，还有辅助设备等会通过墙体透声或通过门、窗、通风口一起向外传播;室内声源还直接向外界辐射噪声，这都会对周围声环境产生影响。

2 主厂房噪声控制措施及分析计算

2.1 主厂房噪声控制方案设计原则

(1)满足电厂的生产、安全等要求;

(2)工艺成熟，维护方便;

(3)设计上要考虑安全，防止二次污染;

(4)吸声材料应选用环保、吸声系数高的新型材料;

(5)符合电厂行业安全和消防相关规范;

(6)降噪方案实施后不得影响设备运行;

(7)降噪工程整体外观应与厂区系统协调。

2.2 主要噪声控制措施

(1)汽机房内安装轻质多层复合吸隔声墙体，汽机厂房门窗更换为隔声门窗;

(2)燃机房内安装轻质多层复合吸隔声墙体，燃机厂房门窗更换为隔声门窗;

(3)进风口安装进风消声器，外加防雨百叶;

(4)管道辐射噪声处进行隔声包扎处理;

(5)辅机、风机区域安装复合吸隔声板进行封闭处理，并保证封闭区域通风。

2.3 噪声源声学性能计算

主厂房各噪声源处安装相应隔声吸声结构后，它的隔声效果就不仅仅是由主厂房的本体结构决定，还要受到隔声构件、门、进排风消声器、管道等的隔声、消声效果影响，而这些影响还是重要的因素。因此，在设计计算主厂房声学性能时应考虑这些因素，下面具体分析。

(1)主厂房内声级

主厂房内声级Lp1的求取［5］，单个声源倍频带的计算:

N个声源i倍频带的叠加:

内蒙古地区环境空气质量首要污染物主要以颗粒物(PM10和PM2.5)污染为主，所以选取颗粒物作为检验分析对象。对颗粒物的监测数据和预报数据做对比分析，来判断模式预报的可靠性。由于内蒙古区域面积较大，地形地貌复杂，沙漠、草原、森林依次分布，环境空气质量特点较为明显，选取了具有代表性的6个城市呼和浩特、包头、巴彦浩特、赤峰、通辽、海拉尔作为检验分析对象。

式中:Lw为声源的倍频带声功率级。

(2)隔声板平均隔声量

隔声板平均隔声量计算公式［1］:

式中:△R为空气层附加隔声量。

(3)综合隔声量R

式中:Sn隔声构件n的面积;各构件组合后的面积;τn隔声构件n的透射系数;Rn的隔声量。

(4)等效室外声源声功率级

已知厂房外靠近墙面处某点的倍频带声压级Lp(r0)时，相同方向预测点位置的倍频带声压级Lp(r)可按下式计算:

预测点的A声级LA(r)可利用8个倍频带的声压级按下式计算:

式中:Lpi(r)为预测点(r)处，第i倍频带声压级;△Li为i倍频带A计权网络修正值，dB;A为倍频带衰减，dB;Adiv为几何发散引起的倍频带衰减，dB; Aatm为大气吸收引起的倍频带衰减，dB;Abar为声屏障引起的倍频带衰减，dB;Amisc为其他多方面效应引起的倍频带衰减，dB［5］。

(6)消声器的消声量

式中:φ(a0)为与吸声材料系数a0有关的消声系数;a0正入射吸声系数;P消声器的通道周长，m;S消声通道面积，m2;l为消声器的有效长度，m。

综合以上因素，考虑各声源声级及厂界噪声限值，某热电厂主厂房墙体设计隔声量为55dB(A)，隔声门窗设计隔声量为50dB(A)，进风消声器消声量为30dB(A)，排风消声器消声量为30dB(A)，复合吸声隔声构件隔声量为50dB(A)，其厂房的综合设计降噪量如下表3。

表3 主厂房各措施综合设计降噪量

2.4 降噪结构设计

主厂房的降噪主要采取隔声措施，如轻型隔声结构［6］。下面介绍使用在某热电厂主厂房隔声项目中的一种隔声结构，其插入损失为55dB，可使用该种结构作为车间墙体，车间内隔声吸声结构体，也可作为隔声屏障或制作隔声封闭室。具体隔声结构的组成见图1，隔声结构的隔声量见表4。

2.5 噪声治理效果

根据降噪方案，各治理措施实施后，在正常工况下(无对空排汽、运输大车及施工机械)，机组正常运行时，利用软件进行声场模拟，主厂房对厂界噪声贡献值均达到设计限值以下。

表4 隔声结构的隔声性能

图1 轻型隔声结构示意

3 结语

热电厂的声源多分布广，是目前噪声治理的难点，只有通过全厂的综合治理，才能达到环评要求。其中热电厂又以主厂房声源最为复杂，本文在完成了噪声测试、重点声源分析、超标量确定、治理措施设计和降噪结构设计等工作内容的基础上，在保证设备正常运行、维检修及外观效果的同时，达到降噪要求，为热电厂主厂房降噪设计提供参考。

［1］钟祥璋.建筑吸声材料与隔声材料［M］.北京:化学工业出版社，2005.

［2］GB 12348－2008，工业企业厂界环境噪声排放标准［S］.

［3］GB 3096－2008，声环境质量标准［S］.

［4］李耀中，李东升.噪声控制技术(第二版)［M］.北京:化学工业出版社2010.

［5］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.

［6］魏志勇，葛佩声.工业噪声与振动控制技术［M］.北京:中国劳动社会保障出版社，2010.

Research and application of acoustic environment in thermal power plant main power house

The key noise sources of the main power house is high intensity sound sources，wide distribution，complex types，wide radiation，having many excessive sources，must be carried out the detailed analysis of noise characteristics of all kinds of sound source，to find out the direct or correlative relationship between all kinds of noise sources and factory bound noise and sensitive points noise，and then put forward corresponding effective governance measurces for the key noise and intractable noise.It shows that based on the main power house noise control design principles，through the analysis and calculation of main power house noise source system，then put forward the targeted control measures which make the noise of the main workshop meet relevant national standards.At the sometime，the article brief introduction to some have engineering verification of sound insulation structure and sound insulation in order to apply to the same engineeing in the future.

main power house;acoustics feature;noise pollution control

X591

B

1674－8069(2016)05－041－03

2016-02-17;

2016-03-29

郭朝选(1982-)，男，山西运城人，汉族，助理研究员，主要从事噪声与振动控制工程技术研究及应用工作。E－mail: guozx112@163.com