医院天然气分布式能源站的噪声控制设计

2021-09-08易文清

煤气与热力 2021年8期

易文清

(陕西首创天成工程技术有限公司第二设计院，陕西西安 710016)

1 概况

天然气分布式能源系统是在负荷中心就近实现能源供应的方式，是天然气高效利用的重要方式之一。可为医院解决供冷期冷负荷、供暖期热负荷、生活热水负荷以及基本电负荷，是天然气分布式能源系统的典型应用。本文对某医院天然气分布式能源站的噪声控制设计进行分析。

2 分布式能源系统方案

某医院的供暖(供冷)面积约5×104m2，设计供暖热负荷为4 500 kW，设计供冷冷负荷为5 589 kW，设计生活热水负荷为336 kW。天然气分布式能源系统流程见图1。采用天然气分布式能源系统供电，制备供暖热水、供冷冷水、生活热水。

图1 天然气分布式能源系统流程

天然气分布式能源系统由燃气内燃机发电机组、余热利用设备、调峰设备组成。采取并网不上网原则，结合医院用电时间和基本用电量，燃气内燃机发电机组的额定发电功率选取526 kW，发电效率为38.5%。

余热利用设备包括烟气热水型溴化锂吸收式热泵机组以及用于制备生活热水的板式换热器、空气源热泵机组。烟气热水型溴化锂吸收式热泵机组额定制冷量为560 kW，供、回水温度为7、12 ℃；额定制热量为524 kW，供、回水温度为60、45 ℃。空气源热泵机组额定制热量为336 kW，生活热水供水温度为65 ℃。

调峰设备为两台直燃型溴化锂吸收式热泵机组：其中1台的额定制冷量为2 910 kW，供、回水温度为7、12 ℃；额定制热量为2 442 kW，供、回水温度为60、45 ℃。另外1台的额定制冷量为2 040 kW，供、回水温度为7、12 ℃；额定制热量为1 710 kW，供、回水温度为60、45 ℃。

该天然气分布式能源系统的综合利用率为78.5%，节能率为22.9%，符合GB 51131—2016《燃气冷热电联供工程技术规范》的规定。

3 降噪设计

3.1 降噪对象、降噪措施

医院对噪声的控制要求很高，应符合GB 12348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》的第2类标准，日间站界噪声限值≤55 dB，夜间站界噪声限值≤45 dB。因此，能源站需要严格控制噪声，优先采用低噪声设备，并采取必要降噪措施。

① 对能源站建筑的墙面、顶棚进行吸声处理。

② 安装燃气内燃机发电机组静音罩，为不影响主机房内部温度，静音罩的排风直接通至室外，静音罩的进风口、排风口均安装消声器，这种强制通风设计既满足了通风要求又达到了噪声限值要求。燃气内燃机缸套冷却水低噪声水箱散热器安装于屋顶上，降低了静音罩内温度和所需通风量。

③ 能源站主机间自然进风口采用进风百叶加装消声器进行降噪处理，因进风量较大，消声器长约2.5 m，使用钢支架对消声器进行支撑。排风虽然采用低噪声风机，但风机外部仍需设计安装消声器进行降噪处理，以达到噪声限值要求。

④ 采用低噪声水泵，加装隔振垫。

⑤ 采用低噪声冷却塔，加装隔声屏障。

3.2 静音罩设计

燃气内燃机发电机组作为最大噪声源，必须安装静音罩，并在设计阶段核算通风量，保证机组散热要求。静音罩通风量包括满足机组燃料燃烧所需的空气量和排除机组散热量所需空气量[1]。

静音罩通风量q的计算式为：

(1)

式中q——静音罩通风量，m3/s

Φ——需要排除的机组散热量，kW

ρ——空气密度，kg/m3

cp——空气比定压热容，kJ/(kg·K)

Δt——静音罩内外允许温差，℃

qa——发电机组燃料燃烧所用空气流量，m3/s

需要排除的机组散热量为105 kW。静音罩内空气平均温度取32 ℃，密度取1.157 kg/m3，比定压热容取1.004 kJ/(kg·K)。机组燃料燃烧所用空气流量为0.667 m3/s。由式(1)，可计算得到静音罩通风量为11.97 m3/s。根据计算结果，静音罩出口安装两台流量为21 895 m3/h的防爆轴流风机。燃气内燃机发电机组静音罩结构及内部气流方向见图2。