陆雨非

（上海闵行燃气发电有限公司，上海 200245）

噪声是危害人体健康且不利于环境保护的一种声音。针对噪声我国颁布了《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，并明确指出在城市范围内向周围生活环境排放工业噪声应当符合国家规定的工业企业厂界环境噪声排放标准。燃机占地面积小，启机速度快，发电效率高，废气排放少。废水经过结晶蒸发，可实现零排放，因此多地大规模建造了燃机电厂。然而，由于历史选址问题、人口密集问题以及供热半径等因素，很多燃机电厂的选址都靠近城市，使得越来越多的人开始关注燃机产生的噪声问题。例如，闵行燃机发电厂初建时远离城郊，远离居民生活区域，但随着上海市的不断发展和人口扩张，现在的闵行燃机发电厂已经十分靠近市区和居民区。

对于燃机电厂来说，噪声的产生不可避免，因此如何有效治理是关键。我国对工业企业厂界环境噪声排放有明确要求，如《声环境质量标准》（GB 3096—2008）中规定了5类排放限值。大体上来看，燃机电厂的噪声主要来自于冷却塔、锅炉、主厂房以及供热系统等。文章将重点分析燃机电厂的噪声源，给出合理可行的噪声治理建议，同时介绍一些噪声检测方法。

1 噪声产生的原因和治理方法

1.1 循环水冷却机力通风冷却塔系统

机力通风冷却塔因占地面积小、冷却效率高等特点，被广泛应用于城市燃机电厂。与传统的双曲线冷却塔相比，机力通风冷却塔除了会产生淋水噪声外，还会产生轴流风机噪声和空气动力性噪声。淋水噪声为机组的循环冷却水落入冷却塔蓄水池造成的水流冲击声。它的噪声大小与水滴下落的高度、水管直径、塔里的通风速度有直接关系[1]。轴流风机噪声主要为转动部件产生的机械噪声。因风机转动产生的空气动力性噪声，按照位置可分为进风噪声和排风噪声。通过了解噪声的产生原理可知，不同的噪声有不同的处理方法。

（1）淋水噪声。根据机组的用水、排水需求，循环冷却水管的口径应大小统一。若减小口径，则会严重影响热交换效率和冷却效率。因此，可以从水滴下落的高度出发，在冷却塔蓄水池的上方增加缓冲地带，降低水滴的单程落差，从而在声源层面降低噪声。但是，增设缓冲地带会影响冷却塔的进风，进而降低冷却塔的冷却效率。另外，可以采用玻璃棉材料吸声，降低水滴与蓄水池相撞发出的噪声。

（2）轴流风机噪声。在声源上可采用超低噪声的风机和电机，从源头减小噪声的产生。此外，可以在电机底部安装减振垫，减少因振动而产生的机械噪声。

（3）空气动力性噪声。在进风口安装吸音百叶，在排风口扩散段安置消音器，均是降低空气动力性噪声的有效手段。

1.2 余热锅炉系统

与传统锅炉具有的引风机、送风机不同，余热锅炉的噪声源主要来自锅炉本体、给水泵、管道、加热器以及排气管口。锅炉大多是露天建造，因此其噪声源较为分散。锅炉本体的噪声主要来自燃气轮机出口排放的噪声，而卡门涡旋噪声和湍流噪声主要是因气流在锅炉内部流动产生的空气动力性噪声，可在锅炉设计之初通过安装防振防噪隔板排除。因此，对于锅炉本体来说，入口烟道处的噪声为主要来源。在给水泵方面，电机和水泵的机械噪声也是一大噪声源，大小通常约在95 dB（A）[2]。排汽管口处，在锅炉刚启动时或者安全阀动作时会有强烈的高频噪声，这是由于气体在高温高压下通过管口向外喷注引起的。此外，在锅炉顶部平台有众多管道和汽包，由于炉顶面积小，设备排布密集、集中，气体在内部摩擦碰撞引起的噪声也不容忽视。

在治理余热锅炉噪声的过程中，了解锅炉主要的噪声源，便可以采取相应的措施处理。首先，锅炉本体。它的主要噪声源在入口烟道处，因此可以在此处安装消音器。需要注意，在进风口安装消音器会影响燃机尾气进入锅炉，降低燃机和锅炉的效率，因此可以在锅炉本体的主要噪声源处安设隔音屏障，既合理可行又能够控制成本。其次，给水泵。使用隔音材质建造给水泵房，可大大缩减给水泵噪声的传播范围。还可以采用安装隔音罩的方法，虽然效果没有泵房好，但从经济成本方面考虑是可行的。最后，排汽管口。最简单实用的方法是安装排汽消音器，也可在锅炉炉顶安装隔音屏包裹，避免噪声向外传播。这一方法已应用于很多电厂，且效果显著。

1.3 电气系统

电气噪声主要来自变压器，噪声等级较低。变压器噪声按成因主要分为冷却器噪声和变压器本体噪声。冷却器噪声主要来自风扇的空气动力性噪声和变压器油泵的机械噪声。对于大功率变压器来说，单靠空冷明显不够。因此，6 kV/220 kV的变压器一般配备3组共计6台风扇。当机组满功率运行时，多达2组风扇同时运行，此时噪声对周围环境影响很大。

变压器本体噪声主要为电磁运动产生的电磁性噪声。电磁性噪声的噪声等级低，要想从根源上解决问题，需要从变压器铁芯设计、制造工艺等方面入手。因此，对变压器冷却系统的降噪处理为主要治理方向。从噪声源出发，对变压器油泵的机械噪声可通过安装减振垫来减少因机械振动引起的噪声。对于冷却风扇，可以考虑使用低转速的风扇或者在风扇处增加消音装置来减少噪声。但是，采用此措施治理噪声可能会降低变压器冷却效率，导致变压器温度升高等问题。相比于从源头解决噪声问题，在噪声传递过程中进行治理更效率。使用隔音板或吸音板将变压器封闭起来，内部铺设吸音材料，可大幅降低变压器噪声。

1.4 燃气轮机与蒸汽轮机系统

对于燃气-蒸汽联合循环发电机组，燃机、汽轮机、发电机通常都在同一厂房内，因此主厂房是噪声影响最严重的区域。燃气轮机和蒸汽轮机的噪声水平通常能够达到85～95 dB（A），燃气轮机压气机的进风口和屋顶风机的噪声水平也在70～80 dB（A），再加上闭冷水泵、凝结水泵以及真空泵等大功率泵的机械噪声，主厂房的噪声处理是重中之重。

对于大功率泵体，可以从噪声源出发解决噪声问题。在泵和电机运行中，因振动引起的机械噪声可以通过安装减振垫来治理。屋顶风机需要设计排风消音器，燃机压气机的进风口应设计进风消音器。对于整个厂房需要采用全封闭建造方式，厂房的门窗选用隔音门窗，墙体采用砌块结构。隔音门横断面分别是阻尼层、共振腔、吸声材料（3种组合）以及吸声结构[3]。对于不同频率的噪声，内壁断面积不断变化呈现波浪形，可有效降低各频率段的噪声。建造时墙体本身的计权隔声量应满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348—2008）和《声环境质量标准》（GB 3096—2008）中要求的降噪量。若不能满足，则墙体需要采用降噪材料[3]。

1.5 化学水处理

化学水处理是一个庞大的系统，可占全厂占地面积的一半。因为占地面积广的特性，化学水处理噪声总体不大。整个系统中一些单体的噪声源如泵体运行产生的噪声，是化学水处理要着重解决的问题。厂区不同地方配置了不同功能的水泵，如位于废水池的废水泵、位于工业水池的工业水泵以及位于化学水池的化学水泵等。功率较大的泵和水泵排布密集的场所，对厂界噪声的影响不能忽视。化学水处理主要提供全厂使用的除盐水和工业水，通常可分为原水预处理和制除盐水两个系统。对于原水预处理系统，最大的噪声源自大功率泵和补给水泵。通常一台补给水泵的出力能达到1 000 t·h-1。制除盐水系统的主要噪声来自化水车间。虽然化水车间里泵的功率远不及补给水泵，但要制出合格的除盐水，必须经过超滤、一级反渗透、二级反渗透、EDI（Electrodeionization）处理4道工序。水泵排布密集，每道工序需要的泵在同时运作时产生的噪声可达80～85 dB（A）。

对于原水预处理补给水泵，除了通过安置减振垫来减少因机械振动造成的噪声之外，仍需要单独建造补给水泵房进行隔声、吸音，通过安置隔声门窗和消声百叶窗，以达到隔绝噪声对外传播造成影响。对于制除盐水系统，既要减少泵本体的机械噪声，又要用隔音材料减少化水车间对外界的影响。由于大部分电厂为了节约空间会将化学制水控制室安置于化水车间，必须确保化学制水控制室的噪声在55 dB（A）以下，不会对化学运行人员听力造成损伤。因此，对隔音材料的要求高，推荐使用隔音板、隔音毡、隔音棉以及墙壁减振垫等材料。为了运行人员能在控制室看到化水车间的全貌，推荐采用双层吸声玻璃窗。这种吸声窗由双层玻璃、四周的共振腔及窗框组成。第一层玻璃因为声波振动时带动共振腔，使得声波能量被消耗，再通过第二层玻璃隔绝，几乎能将声波完全屏蔽。此外，许多电厂集控室位于厂房内，也需要双层吸声玻璃窗来隔绝噪声，以保证机组运行人员的健康。

1.6 供热系统

对于某些有供热需求的燃机电厂，由于用户所需的蒸汽连续、不间断，电厂必须持续提供稳定的蒸汽，因此供热系统的噪声也不容忽视。供热系统中各类供热管道众多，其噪声主要来自设备的机械噪声和管道中节流等发出的空气动力性噪声[5]。

供热站可加装隔音门窗，供热管道可加装隔声管廊。如果在供热工况下，供热管道的钢支架有振动噪声，需要对管道和支架采取阻尼减振措施，对供热管道的钢柱及主要钢梁做包扎处理，从而达到吸音隔声的效果，杜绝噪声对外传播。

2 噪声的测量软件

工业厂界的噪声治理应尽可能减少噪声污染，同时要保证其经济性。如果对于厂区内每个细小的噪声源或者对于稳态噪声等级低的噪声都进行治理，那么可能会出现成本超支、经济性差等问题。因此，有效、高效的噪声测量手段必不可少，是噪声处理的前提。从经济性角度出发，以当前环境的噪声量为基准，依据《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348—2008）和《声环境质量标准》（GB 3096—2008）计算降噪量，通过上文所述的方法进行降噪，能将效益最大化，避免过度治理。

随着计算机行业的高速发展，声学工程的研究和应用都离不开计算机的辅助。计算机高效的计算速率在很大程度提高了后期的工作效率，其中来自德国的SoundPLAN和Cadna/A声学模拟预测软件表现突出。下面将重点介绍这两款软件的基本使用方法。

根据属性不同，工业噪声源可分为4种，分别是点声源、线声源、面声源和体声源[6]。以燃机电厂为例，发生在主厂房和水泵房这种建筑物内自带噪声源设备的可以定义为体噪声，冷却塔、锅炉等将噪声向外扩散传播的则定义为面噪声。SoundPLAN和Cadna/A软件具备界面设计合理、交互体验良好以及操作简单等优点。它们的三维彩色输出画面能够更加直观地展示预测效果。此外，厂区的绿色植被可以作为噪声屏障输入参数。在利用软件准确测量噪声源并确定准确的降噪量后，可进行噪声源和传播途径的分析，以选择在噪声源头治理还是在传播途径中阻隔。在成本计算方案确定后进行设计施工，从经济性和适应性两个角度对其进行工程评价。

3 结语

各个燃机电厂需要进行噪声处理，以降低对周围环境和居民区居民生活的影响。本文通过分析燃机电厂各个系统的噪声源和不同的治理方法，总结出解决噪声问题的相关原则，主要包括不能影响设备本身的运行效率、成本控制要得当、不能因为增加隔音设备而影响设备的维修和保养。通过计算机模拟软件得到噪声量，根据《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348—2008）和《声环境质量标准》（GB 3096—2008）计算得到各个单元精确的降噪量，能够实现经济效益最大化，避免过度治理。