使用Sound PLAN进行热电厂噪声预测实例分析

邱刚

(山东电力建设第三工程公司，山东 青岛 266100)

使用Sound PLAN进行热电厂噪声预测实例分析

邱刚

(山东电力建设第三工程公司，山东 青岛 266100)

当前国际国内投标对噪声要求越来越严格，能够在投标阶段准确地估算拟建项目降噪措施工程量显得尤为重要。投标方在投标阶段需要能够进行噪声分布模拟，得出噪声分布情况，并根据噪声标准对噪声源进行分析，从而得出噪声超标原因及治理措施。根据投标项目业主的噪声要求，使用Sound PLAN软件进行噪声模拟，得出了降噪方案。

热电厂；噪声模拟；噪声源；噪声分布；噪声治理；应用实例

1 项目概况

某项目机组配置4GT+ 4HRSG + 2ST(4套燃气轮机+4套余热锅炉+2套蒸汽轮机),汽轮机采用海水直流凝汽器。该项目要求厂界处噪声达到60 dB(A)，燃气轮机露天布置，所有设备1 m外噪声保证85 dB(A)。

该项目4套燃气轮机(以下简称燃机)+余热锅炉同轴布置，2台蒸汽轮机布置在4套燃机的中间，机力冷却塔分别布置成2组，在厂界北侧沿厂界布置。厂区供电出线在厂区南侧，其他建筑物分散在厂区内布置。

2 项目噪声源情况

该项目主要噪声源为机力冷却塔、循环泵房、汽机汽轮机房、燃机机组、主厂变压器、空气压缩机机房(以下简称空压机房)、天然气调压站等。根据相关经验，噪声源输入数值见表1。数据值为相应设备(建筑物)外1 m处测得的数值，为1/ 1倍频程声压级数值，该数据的准确性直接影响预测结果。

表1 主要噪声源数据 dB

3 模型建立

Sound PLAN软件可以直接导入项目总图，在软件中通过捕捉总图中相应建筑物的轮廓位置，进而建立各个建筑物的三维模型，如环境建筑、发射声源建筑及围墙等。电厂环境建筑包括水工专业的水箱、仓库、办公楼等不发射声源建筑；发射声源建筑包括汽轮机房、空压机房、机力冷却塔、循环水泵房等。环境建筑可以阻挡和吸收噪声，工业建筑可以发出噪声，但同样也可以吸收和阻挡噪声。建模时要将每个构筑物的尺寸在模型中建立出来，每个构筑物都可能对噪声分布和传播产生影响。项目建立模型后效果图如图1所示。

图1 Sound PLAN 软件中建立的模型三维视图

建立建筑模型后即对发射源建筑噪声进行赋值，输入表1中数据。表1中的数据为1 m外的声压级，需要换算为声源表面的声功率级再给模型赋值。要根据噪声源的具体位置进行赋值，尽可能与实际情况相符。每个建筑物的声源分布情况各有特点，要掌握一个舍小取大的原则，对区域噪声贡献大的声源一定要赋值，不能漏项；对区域噪声贡献小的声源可以忽略。例如，给机力冷却塔赋值时，其声源主要在机力冷却塔的进风口和排风口，赋值时就要将对应的数值赋予机力冷却塔下部3 m范围内，以及机力冷却塔顶部3 m范围内。其他部位的声源较小，可以忽略。空压机房的声源主要位于空压机房3 m以下范围，则只给空压机房3 m以下赋值。赋值完成后，则建模完成。

4 模拟运算及噪声地图分析

启动运算模块对模型进行模拟运算。软件会根据模型里面的设定，自动对厂区及周围区域每个点的噪声值进行叠加运算，最后生成噪声分布图。模拟生成的噪声分布图如图2所示。

图2 某项目噪声分布

5 优化降噪方案

常规的降噪措施主要有以下几种。

(1)隔声。利用隔声材料和隔声结构阻挡声能的传播，使声源的噪声满足限值要求，或在噪声环境中隔离出相对安静的场所。在实际项目中，使用声屏障、隔声罩等是常见的隔声措施[1]。

(2)吸声。声波通过某种介质或射到某介质表面时，声能减少或转换为其他能量的过程。例如，会议室使用吸声材料降低回声，在必要时项目控制室装修时可以采用部分吸声材料以降低控制室内的噪声[2]。

(3)消声器。具有吸声衬里或特殊形状的气流管道，可有效降低气流中的噪声。汽车发动机排气口安装的排气筒是最常见的典型消声器。现场项目中，部分噪声较大的风机出口可以安装消声器。在对厂区声环境要求特别严格时，机力冷却塔需要安装进出口消声器[3]。

该项目招标文件要求厂界噪声值不超过60 dB(A)，在图2上可以直接看到超标范围：图中粗实线为60 dB(A)分界线。从图2中可以看出，在机力冷却塔周围噪声超标比较严重，局部地区超标可达15 dB(A)，噪声治理的重点区域为机力冷却塔区域。其他区域基本满足厂界噪声要求。

机力冷却塔周边区域的主要声源是机力冷却塔、循环泵房、空压机房等声源。汽轮机房、主变压器虽然噪声也较大，但由于位置靠近厂区中部，对厂区环境噪声影响较大，而对厂界噪声影响较小，可以不考虑采取治理措施。在排放标准对厂区声环境有要求时，所有较大的噪声源都需要治理。

循环泵房和空压机房为房屋结构，噪声超标主要来自于房间内部的设备，因此对于这2个建筑物的噪声治理主要从提高房间的隔声上采取措施，减少门窗等的传声。厂房的进排风系统噪声也是重要的噪声源，安装消声器可以降低通风机的噪声，并将厂房的门窗改为吸隔声门窗，自然通风改为机械通风，并加装进排风消声器。厂房改造后可以降低大约10 dB(A)的噪声排放[4]。

机力冷却塔的噪声源位置比较复杂，主要是上部的排气噪声和下部的淋水噪声。下部淋水噪声位置较低，可以沿着厂界处安装隔声屏障进行隔声处理。而排气噪声位置在12 m的高处，设置声屏障造价太高，且隔声效果一般。直接在机力冷却塔顶部加装声屏障，隔声量大约20 dB(A)，相当于将声屏障抬高到机力冷却塔顶部[5]。

采取降噪措施后声源的噪声值见表2。

采取治理措施后再次模拟计算生成的噪声分布图如图3所示，图中60 dB(A)线已经全部落在厂界内，说明采取治理措施后，厂界噪声基本可以达标。

表2 采取降噪措施后声源的噪声 dB

图3 治理后噪声分布地图

6 结论

通过上述分析可以看出，机力冷却塔、变压器等设备的噪声值较高，且一般布置在靠近厂界的位置，对厂界噪声贡献较大，因此，在总图布置时尽量将机力冷却塔等高噪声设备布置在远离厂界的位置。汽轮机、燃机、锅炉给水泵等噪声比较大的设备尽量布置在室内，建筑物的墙体可以起到较好的隔声作用，有助于改善厂区的噪声环境，减少噪声治理费用。

机力冷却塔噪声分布情况比较特殊，底部噪声可以通过声屏障直接阻挡，但顶部噪声因位置较高，声屏障作用有限。如果有条件，混凝土结构机力冷却塔顶部可以加高围墙，让混凝土围墙包围住机力冷却塔，可以大幅降低顶部噪声排放。或者在机力冷却塔顶部增加一圈声屏障，起到消声降噪的作用。这种对机力冷却塔本体的改动需要结构专业设计时考虑相关荷载。

Sound PLAN属于辅助噪声分析软件，可以方便地利用计算机预测噪声的分布情况，在项目建设初期对噪声情况进行预估，根据预估情况提出降噪措施和降噪费用。有利于提高噪声预测的专业性，提高降噪费用估算的准确性，同时能够提高国际投标中降噪措施估算方案的竞争力。随着国内项目对噪声要求的越来越严格，噪声治理措施在国内项目上的投标要求也越来越高，能利用该软件做出专业性的判断，无疑在投标竞争中增加了一个重要砝码。

[1]工业企业噪声控制设计规范：GB/T 50087—2013[S].

[2]李善评.环境噪声控制工程[M].济南：山东大学出版社，2002.

[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]王本君,翟慎会,宋晓东,等.火电厂设备噪声监测及降噪分析[J].华电技术,2010, 32(10):50-54.

[5]吕玉恒，王庭佛.噪声与振动控制设备及材料选用手册[M].2版.北京：机械工业出版社，1999.

X 839.1

B

1674-1951(2017)10-0069-03

2017-06-14；

2017-08-17

(本文责编：白银雷)

邱刚(1983—)，男，山东乐陵人，工程师，从事燃煤、燃气、新能源发电厂项目方案和施工图设计噪声预测和治理方面的工作(E-mail:jxfh_q@163.com)。