基于SoundPLAN软件在火力发电厂噪声治理中的应用分析

（福能（贵州）发电有限公司 贵州六盘水 553408）

0 引言

噪声治理一直是工业界的一个治理难题。SoundPLAN软件自1986年由Braunstein Berndt GmbH软件设计师和咨询专家颁布以来，迅速成为德国户外声学软件的标准，并逐渐成为世界关于噪声预测、制图及评估领先软件。SoundPLAN是包括墙优化设计、成本核算、工厂内外噪声评估、空气污染评估等的集成软件。目前SoundPLAN的销售范围已覆盖超过25个国家，有3500多个用户，是噪声评估界使用最广泛的软件。

当前，随着国家“五位一体”的战略部署生态文明建设加快，国家环保政策严格执行。项目环境影响评价一般是在项目未建设前进行的评价，由于建设项目投产运行后各种新环境因素的产生和影响，噪声治理成为迫在眉睫要解决的问题。上海申华声学装备有限公司陶晓光在 《火力发电厂全厂噪声治理研究》中用德国环境噪声模拟软件Cadna／A建立模拟模型进行研究[1]。 本文在前人研究的基础上[1-6]，对某电厂利用SoundPLAN软件进行模拟研究。

1 某火力发电厂现场噪声监测情况

1.1 项目简介

某电厂2×660 MW超临界W火焰炉机组，电厂东、西、南三面环山，北临河流，地势中部地段为缓坡，总体地势平坦开阔。厂区周围居民点分布分散，周边情况示意图见图1。

该电厂厂界噪声执行《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348—2008）3 类标准[7]，即厂界噪声昼 65 dB，夜间 55 dB；敏感点噪声执行《声环境质量标准》（GB 3096—2008）声环境功能区2类标准[8]，即厂界噪声昼间60 dB，夜间50 dB。

1.2 噪声监测现状数据

厂界噪声监测现状数据见表1，共15个点，敏感点噪声监测数据见表2，厂区主要辅助设备噪声见表3。

2 噪声现状模拟分析

使用SoundPLAN软件对噪声现状情况进行模拟分析。噪声区域按照治理功能区进行划分，即主厂房区域、锅炉区域、炉后区域、辅助区域。

表1 厂界噪声现状监测值 单位：dB

表2 敏感点噪声现状监测值 单位：dB

表3 主要设备噪声现状监测值 单位：dB

2.1 主厂房区域的噪声模拟分析

该电厂主厂房区域配置建设有变压器、汽机房、除氧间、煤仓间等，其中变压器处于紧邻汽机房室外露天布置，汽机房主要有汽轮发电机组及其配套辐射设备设施，煤仓间有给煤机、磨煤机组等高噪声源设备。根据这些设备及其建构筑物在电厂主厂区布置方位及主要噪声源噪声特性，在噪声控制措施实施之前，只对主厂房区域设备运行噪声对周边环境噪声辐射影响进行声场模拟，模拟结果见图2，其余区域的模拟方法一样，不再列出。

由图2可知，主厂房区域设备运行时对周围临近厂界构成噪声辐射影响，直接导致临近西北侧和西南侧厂界噪声超出标准限值要求；主厂房区域设备运行时对电厂西北侧厂界仡佬寨及西南侧厂界外包包脚敏感点噪声辐射影响不容忽视，直接影响到敏感点噪声值超出相关标准限值；考虑主厂房区域噪声对电厂本期工程临近西侧厂界及西北侧、西南侧厂界外敏感点噪声影响的同时，考虑电厂本期工程其他噪声源对该厂界及敏感点噪声辐射叠加，本次单独针对主厂房对敏感点噪声控制应不小于15.0 dB（A）。

2.2 锅炉区域噪声现状分析

该电厂锅炉区域主要有锅炉本体、蒸汽管道、阀门、锅炉排汽、锅炉风机机组等主要噪声源，锅炉本体及锅炉风机均处于室外露天布置；锅炉仅一次风机和送风机的排风管道局部做阻尼隔声包扎处理（保温包裹）。根据锅炉区域在电厂主厂区布置方位及该区域噪声源分布及噪声源噪声特性，在噪声控制措施实施之前，只考虑锅炉区域噪声源噪声，对周围环境噪声辐射影响进行声场模拟分析，①厂界：锅炉区域设备声能量大，运行时对周围环境构成一定程度直接噪声辐射影响，直接影响临近东侧、西侧、北侧局部厂界噪声值超标，其中西侧局部厂界超标影响量高达12.1 dB（A）；②敏感点：锅炉区域设备运行噪声对厂界外噪声敏感点均构成一定噪声辐射影响，特别是直接导致西北侧厂界仡佬寨、西南侧包包脚局部噪声贡献值均超出标准限值要求。

2.3 炉后区域噪声现状分析

该电厂锅炉炉后区域主要有除尘器、引风机组、脱硫系统浆液循环泵、氧化风机、脱硫磨机及石膏排出泵等主要噪声源，其中脱硫系统设备等布置在循环泵氧化风机房及脱硫综合楼室内，均处于室内布置，除尘器及引风机组处于室外露天布置。根据炉后引风机在电厂主厂区布置方位及噪声特性，只考虑电厂本期工程炉后区域噪声源噪声，对周围环境噪声辐射影响进行声场模拟比较分析：①锅炉炉后区域设备运行时工作噪声主要影响范围为东侧厂界、北侧厂界及西侧厂界局部噪声值超标，其中东侧厂界噪声超标约6.0 dB（A），北侧厂界噪声超标约 6.0 dB（A），西北侧厂界超标量约 8.0 dB（A），西南侧厂界超标量约5.0 dB（A）；②锅炉炉后区域设备运行噪声还对东侧厂界外瓦房寨和西北侧厂界外仡佬寨以及西南侧厂界外包包脚敏感点构成局部一定量超标影响。

2.4 辅助区域噪声现状分析

辅助区域主要有水处理系统、除灰渣系统、煤炭储运系统及其他辅助系统等，其中水处理各水泵组均处于泵房或处理间室内布置，除灰系统空压机处于机房室内布置，收尘风机处于灰库库顶室外露天布置，输煤系统翻车机、碎煤机、除尘风机、煤炭输运驱动及传动设备等亦基本处于室内布置。根据辅助系统区域在电厂主厂区布置方位及该区域主要噪声源噪声特性，只考虑辅助系统设备噪声对周围环境噪声辐射影响进行声场模拟分析：①电厂本期工程辅助系统主要靠厂区中部偏东分布，设备运行时主要对临近东侧侧和西侧厂界局部构成噪声辐射超标影响；②辅助系统设备工作噪声对电厂本期工程敏感点噪声辐射影响较小。

2.5 冷却塔噪声现状分析

冷却塔区域主要有1#自然通风冷却塔、2#自然通风冷却塔、循环水泵、排水泵等噪声源，其中冷却塔露天布置，水泵机组处于泵房室内布置，降噪工程对冷却塔采取了噪声控制措施。根据电厂本期工程冷却塔区域设备在电厂主厂区布置方位及该区域主要噪声源噪声特性，以及采取噪声控制措施实施之后采取的数据，只对电厂本期工程配套2座自然通风冷却塔噪声对周边环境噪声辐射影响进行声场模拟：①冷却塔运行时对东侧厂界、西南侧厂界及包包脚区域构成噪声辐射，直接影响临近厂界及周围环境噪声值超标；②冷却塔噪声对电厂东侧厂界单独贡献约为62.1 dB（A），对西南侧厂界单独贡献约为61.9 dB（A），对西南侧外敏感点包包脚单独贡献57.2 dB（A），均超出厂界噪声排放限值3类夜间标准和敏感点2类夜间标准限值要求。

2.6 全厂噪声现状分析

根据电厂噪声源布置及噪声概况分布情况，在噪声控制措施实施之前对全厂区噪声声场模拟，模拟结果见图3。由图3可以看出：①电厂本期工程高噪声区域主要集中于主厂房区域、锅炉风机区域、炉后区域及冷却塔区域，该区域设备运行时对周围环境构成直线噪声辐射；②对东侧厂界噪声环境影响的主要因素为冷却塔淋水噪声及锅炉区域-炉后区域-辅助区域系统设备设施工作噪声；③对北侧厂界噪声环境影响的主要因素为主厂房区域、锅炉区域、炉后区域的设备设施工作噪声；④对西北侧厂界噪声环境影响的主要因素为主厂房区域、锅炉区域及炉后区域系统设备工作噪声；⑤对西南侧噪声环境影响的主要因素为冷却塔淋水噪声、主厂房区域-锅炉区域-炉后区域系统设备工作噪声；⑥对敏感点包包脚、仡佬寨和瓦房寨均不同程度的噪声辐射影响。

如不对电厂生产发电噪声源设备设施实施噪声控制措施，则有：①电厂厂界噪声均不同程度超出《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348—2008）3类标准要求昼间 （6∶00—22∶00）≤65 dB（A），夜间（22∶00—6∶00）≤55 dB（A）的噪声限值要求，其中尤以主厂房、锅炉区域、炉后区域系统对西北侧厂界噪声超标最为严重，西北侧厂界超标量高达18.3 dB（A），西南侧厂界有约15.0 dB（A）噪声超标量，东侧厂界噪声超标量约为10.0 dB（A），北侧厂界有约6.9 dB（A）的超标量；②电厂厂界外敏感点噪声环境均不同程度超出 《声环境质量标准》（GB 3096—2008）2 类昼间（6∶00—22∶00）≤60 dB（A），夜间（22∶00—6∶00）≤50 dB（A）的夜间限值标准要求，仡佬寨受影响最为严重，其超标量高达约20 dB（A），包包脚超标量约14 dB（A），瓦房寨超标量约 5.0～10.0 dB（A）不等，必须进行治理。

3 噪声治理设计思路

3.1 噪声控制基本途径

噪声从传播途径分为空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声。从以上分析可知，电厂的噪声源主要是空气动力噪声和机械噪声。要开展噪声治理，必须从源头上将噪声的传播途径限制和降低到一定范围，从而减少噪声向厂区周边传播的途径。因此，治本先治源。从工艺布局上——要尽量将高噪声源布置于室内，同时布置于远离敏感点方向，将低噪声建筑物布置在靠近敏感点厂界方向；从声源上——选用低噪声设备或结构改造降低声源噪声；从传播途径上——采取隔、消、吸、阻尼减振等降噪措施；从接收点上——采取劳动保护耳塞、住宅隔声门窗等措施。

3.2 噪声控制基本思路

按照治源思想，根据电厂工艺流程划分各噪声控制区域，对各区域噪声进行评估并确定其降噪量。根据电厂总平面布置，将噪声源分为冷却塔区域、主厂房区域、锅炉区域、炉后区域、辅助系统区域等五个功能区域。

（1）噪声在每个频率的分布值均不相同，有的在特定的频率段出现噪声峰值，设计时有针对性的对噪声源的主要特征进行重点考虑，针对噪声源的主要噪声特点着重考虑布置吸声材料。

（2）对各区域噪声源依据不同的降噪量设计不同的控制措施。

（3）针对不同的噪声源类型设计不同的控制措施。 对集中布置在厂房内的群体噪声源，采取厂房墙体隔声辅以吸声和阻尼的方法，即根据厂房的隔声量要求进行透声和漏声的隔声匹配，提高厂房的整体隔声量，并在厂房内进行阻尼和吸声处理，以增加隔声结构的低频隔声量并减轻隔声压力，同时减小厂房内的混响声。对空气动力性噪声如风机进排口噪声，排汽（气）噪声，以及锅炉烟囱排口噪声设计配置针对性的消声器。

（4）对于机械、电磁噪声以及管道的流体噪声或节流噪声采取隔声间或隔声屏障措施。

4 噪声治理设计方案

根据噪声控制思路区域的划分以及SoundPLAN软件的模拟，结合现场设计如下方案。

4.1 主厂房区域

主厂房区域主要建设有汽机发电机组及磨煤机组两大高噪声源设备。由于设备处于汽机房、煤仓间建构筑物室内布置，建构筑物对设备运行噪声向周围环境直线传播具有较好阻隔作用，噪声主要透过墙面门窗、进排气空洞等薄弱环节漏声向周围临近厂界辐射，主厂房西侧近邻本期工程西北侧和西南侧厂界围墙，宜根据现场实际情况采取相应措施予以控制。汽机房北侧、西侧、南侧墙面安装吸隔声层，增大汽机房墙面隔声量，墙面内侧设计安装吸隔声板，有效阻隔汽轮发电机组工作噪声向外辐射量，减小汽机房室内混响；汽机房北侧、西侧和南侧墙面进出门更换设计为隔声门；汽机房北侧、西侧和南侧墙面采光窗更换设计为隔声窗；汽机房西侧进风口通风百叶更换为进风消音器；汽机房顶部通风器安装排风消音器。

4.2 锅炉区域

电厂锅炉区域主要建设有锅炉及锅炉风机设备，均处于室外露天布置，整体具有体积庞大、设备高度高、噪声级高、声能量巨大、辐射范围广、影响距离远等特点。现场锅炉区域风机设备除一次风机、送风机排风口管道实施阻尼隔声包扎处理外，再无其他与噪声控制相关的措施。风机本体及（或）管道进行阻尼隔声包扎，包扎选用DX-6低频阻尼板+DGZ-3.0低频隔声毡+50 mm、48 kg/m3玻璃棉+DGZ-2.0低频隔声毡+50 mm、120 kg/m3岩棉+0.8 mm压型护面钢板进行。锅炉一次风机、送风机及驱动电机整体设计安装组合式隔声罩。

4.3 炉后区域

炉后区域分布有除尘器、引风机及脱硫系统设备，其中除尘器和引风机处于室外露天布置。虽然低温省煤器、烟道已做保温包扎，但引风机组声能量大，又邻近本期工程东侧局部厂界，风机及电机设备运行噪声仍对临近厂界有一定辐射影响；脱硫系统浆液循环泵、氧化风机、球磨机及石膏排出泵位于除尘器与石灰石制浆楼之间，建构筑物有一定的直线辐射阻隔作用，但是仍存漏声现象，应采取相应措施予以治理。引风机区域吸隔声板封闭形成封闭隔声围护结构，阻隔减小引风机工作噪声对周围环境的直线辐射量。氧化风机区域吸隔声板封闭形成封闭隔声围护结构，阻隔减小引风机工作噪声对周围环境的直线辐射量。浆液循环泵区域吸隔声板封闭形成封闭隔声围护结构，阻隔减小引风机工作噪声对周围环境的直线辐射量。

4.4 辅助区域

电厂本期工程辅助系统建设水处理系统、除灰系统、输煤系统及其他辅助设备设施，其中水处理设备位于厂区西侧，噪声源设备基本处于室内布置；除灰系统空压机位于锅炉与煤仓间之间布置。虽然声能量较高，但是周边锅炉机组及主厂房能起到很好的阻隔作用，灰库收尘风机处于露天布置，且安装高度较高，对周围环境噪声辐射明显；输煤系统处于厂区中部，紧邻锅炉机组西侧，距离西侧厂界有一定距离，碎煤机等高噪声源处于室内布置。本着节约成本投资的原则，本次辅助区域噪声控制只针对噪声辐射影响较大的设备实施一定降噪措施。工艺楼顶部斗提机设计安装隔声罩；工艺楼收尘风机设计安装隔声罩；工艺楼更换隔声门窗；灰库收尘风机设计安装隔声罩；输煤综合楼更换隔声门窗；转运站更换隔声门窗；空压机房更换隔声门窗；碎煤机室更换隔声门窗；脱水车间真空泵管道设计安装消音器。

电厂本期工程东侧厂界外有居民敏感点瓦房寨，距东厂界最近距离约80 m，考虑敏感点及东侧厂界噪声达标，宜采取相关噪声控制措施。电厂西南厂界主要影响噪声源为冷却塔区域、主厂房区域、锅炉区域及炉后区域。西南厂界外有居民敏感点包包脚，相距西南厂界约20 m，且地势高于西南厂界围墙高度，考虑敏感点及西南侧厂界噪声达标，宜采取相关噪声控制措施。电厂西北厂界主要影响噪声源为主厂房区域、锅炉区域及炉后区域。西北厂界外有居民敏感点仡佬寨，相距西南厂界约10 m，且地势高于西南厂界围墙高度，考虑敏感点及西南侧厂界噪声达标，宜采取相关噪声控制措施。东侧厂界设置吸隔声屏障270 m。西南侧厂界设置吸隔声屏障280 m。西北侧厂界设置隔声屏障250 m。

5 噪声治理效果预测分析

利用SoundPLAN声学模拟软件对方案降噪控措施实施后进行模拟预测分析，降噪效果预测见图4。

由模拟预测图分析可知，电厂2×660 MW工程实施降噪措施后：在排除背景噪声影响情况下，电厂各侧厂界噪声环境及厂界外敏感点噪声环境均有很好改善效果，厂界噪声基本可以满足电厂厂界噪声环境 《工业企业厂界噪声排放标准》（GB 12348—2008）中3类限值要求，同时对厂界外包包脚、仡佬寨和瓦房寨敏感点噪声影响亦可以达到《声环境质量标准》（GB 3096—2008）2类标准相关噪声限值要求。

6 全厂降噪工程完工后噪声治理效果分析

工程实施后，现场对噪声进行监测，厂界噪声监测结果见表4，敏感点噪声监测结果见表5。

表4 厂界噪声现状监测值

由表4、表5可看出：厂界噪声满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348—2008）3 类标准要求，即昼间（6∶00—22∶00）≤65 dB（A），夜间（22∶00—6∶00）≤55 dB（A）。 敏感点声环境现状满足《声环境质量标准》（GB 3096—2008）2类标准要求，即昼间（6∶00—22∶00）≤60 dB（A），夜间（22∶00—6∶00）≤50 dB（A）。

7 结论

通过对某电厂2×660 MW机组新建工程的噪声概况分析，利用SoundPLAN噪声软件进行了模拟分析，按照治本先治源的思想进行噪声控制治理措施设计。通过工程实践，验证了噪声治理达到预期效果，可作为其他同类型火力发电厂噪声治理或SoundPLAN软件应用参考。