火电厂噪声特性分析及综合治理孙远涛

火电厂噪声特性分析及综合治理孙远涛

孙远涛

(北京朗新明环保科技有限公司南京分公司江苏南京210019)

摘要:火力发电厂的汽轮机、发电机、磨煤机、锅炉风机是主要噪声源，平均噪声强度均大于95dB(A)。分析了火电厂噪声的特性；对火力发电设备所产生的噪声进行综合治理，对设备的进气噪声安装消声器，未达到降噪标准的部分在发声设备外侧敷设吸声材料，通过吸声材料内耗衰减。在控制生产性噪声上已取得较好效果，改善了职工的工作环境。对火电厂降低噪声是一种有益的尝试。

关键词:噪声；控制；治理；评述

前言火力发电厂普遍存在着噪声超标问题。高强度的噪声不仅损害人的听觉，引起听力下降，而且对神经系统、消化系统、心血管系统等都有不同程度的影响，环境噪声污染已成为现代社会的一大公害，是直接关系到公众健康和经济建设的一个社会问题。噪声超标是火力发电厂普遍存在的问题，它将严重影响运行及工作人员的身心健康、工作效率和工作质量，可以说噪声污染在一定程度上较之空气污染的危害更大。

1火电行业噪声治理现状

从20世纪70年代开始，如何控制噪声污染受到各工业发达国家的高度重视，并根据不同场合的要求与经济、技术上的可行性，制定了噪声的允许标准。在国外，大多数国家采用了国际标准化组织(ISO)的标准，欧美等发达国家在火电厂噪声治理及控制方面取得了较大的成绩。与工业发达国家相比，我国在火电厂噪声的研究和控制技术开发方面起步较晚，投人较少。近几年来，虽然取得一些成绩，但同时还存在不少问题，主要表现在以下3方面:（1）重视对单个设备的噪声治理，轻视对火电厂噪声的综合治理；（2）重视噪声治理的实际技术，轻视对产生噪声的机理研究；（3）新的施工工艺、新材料在火电厂噪声治理方面的推广、应用程度不够。

火电厂产生噪声的原因很多，噪声的成分复杂，因此，解决火电厂的噪声污染问题是一个复杂的系统工程，应在充分了解火电厂噪声特性的前提下，提出综合治理的措施。

2火电厂的噪声特性分析

2.1火电厂噪声特性

火电厂噪声源的声学特性大多是气(汽)体在流动或喷射过程中所产生的湍流或因压力突变所引起的气体扰动而产生的空气动力性噪声(如锅炉的安全阀排汽、送风机、汽(气)轮机等)，也有发电机、励磁机在转子旋转时产生的电磁噪声。另外还有，气体或水流流动引起的卡门涡流以及脉动压力所激发的管道和机组振动而辐射强烈的噪声、磨煤机中的钢球在工作过程中撞击产生的振动辐射噪声及其它机械噪声、热噪声、电器设备噪声等。由于火电厂是一种连续的生产过程，因此，其产生的噪声也是连续的。一般来讲，火电厂噪声的分布主要集中在火电厂范围内。但是，在锅炉故障和起动、停机过程中，安全阀的向空排汽噪声波及的范围可达数公里之外，其持续的时间也可达数小时以上。并且邻近居民区的中小型火电厂的送风机和磨煤机噪声则昼夜连续不断地污染着居住环境。为了保护职工和周围居民的身心健康及生产的正常进行，对这些噪声源设备的噪声控制显得十分必要。在考虑噪声控制措施之前，应该对各种设备的噪声产生机理进行研究，了解噪声的声学特性和分布情况，并根据具体情况和条件进行设备的噪声控制。

2.2火电厂的主要噪声源设备

（1）磨煤机噪声

磨煤机的噪声主要是由钢球和衬板之间互相撞击与研磨而产生的，并由筒体表面向外辐射，这种辐射噪声可达120dB(A)左右。由于磨煤机都安置在锅炉厂房的零米层处，一般一台锅炉配备2台磨煤机，众多的磨煤机呈一字型式并列排列在厂房的一侧。同时由于磨煤机的噪声呈柱声源特性，加上厂房墙面的混响效应的影响，其声压级随距离增加的衰减很小，从而致使强烈的噪声笼罩整个0m层厂房，据统计，其环境噪声高达104dB(A)左右。对现场工作人员的身体健康及工作的正常运行均有极大的影响。

（2）风机噪声

风机的空气动力性噪声通过敞开的风机进风口或出风口以及风机的机壳向外辐射。风机的机械噪声主要由轴承等部件传动时的摩擦以及支架、机壳、连结风管振动而产生。风机配用的电机的噪声主要有空气动力性噪声、电磁噪声和机械噪声等。空气动力性噪声是由电机的冷却风扇旋转产生的空气压力脉动引起的气流噪声；电磁噪声由定子与转子之间的交变电磁引力引起；机械噪声由轴承噪声及转子不平衡产生振动引起。

（3）锅炉安全阀排汽系统噪声

在锅炉设备中，为了确保锅炉运行的安全，在锅炉流程系统各个部位都安置了旁通保护装置(安全阀)，当汽轮发电机组处于事故状态或起动、停机过程中，旁通保护装置自动将蒸汽排向大气。在突发性的电磁截止阀或安全阀排气时，一般其排汽管出口处的蒸汽压力都大于临界压力R(即排汽压力Pa与大气压为P0之比Pa/P0>11)，在这种情况下，排出蒸汽的流速达到声速(即为临界速度)，排汽蒸汽与空间大气湍流混合而产生强烈的喷注噪声。

（4）汽轮发电机组噪声

汽轮发电机组噪声主要由汽轮机噪声、发电机噪声和劢磁机噪声三部分组成.

1）汽轮机噪声主要是高温高压蒸汽通过各种调节阀时产生泄漏所引起的，在汽轮机进汽流程中，需要安置各种用途的调节阀。由于调节阀的加工、安装质量问题或调节阀长期受到严重的侵蚀，致使阀球的严密性受到破坏，一部分高温高压蒸汽被泄漏出来，一般这种泄漏都是呈临界状态，因此，泄漏出来的蒸汽速度达到声速，从而产生强烈的噪声，泄漏蒸汽噪声的强度和频率与泄漏状态及尺寸大小有关。2）发电机噪声主要决定于冷却方式，但不论何种类型发电机其噪声均由3种噪声组成，其一为电磁噪声，由电磁力的径向分量使定子机壳产生电磁振动从而辐射噪声；其二为空气动力噪声，大型发电机转子旋转时引起气流的变化，产生涡流噪声和空气脉动噪声，特别是3000r/min的水冷却发电机，转子上装有冷却风扇，其密度性要求又不很严格，所以在端盖、轴承处都有间隙而会泄漏产生较强的空气动力噪声，而且，其频带很宽，声级可达100dB。而氢冷却发电机，由于机壳为气密防爆式的，具有一定的隔声作用，所以噪声相对较低，一般为90dB以上；其三是由于电刷滑环，轴承等摩擦噪声或其它工艺质量引起的机械噪声，但这些部件噪声多处于高频成分。3）励磁机噪声除励磁机内的风扇叶片的空气动力性噪声外，滑环与碳刷之间的摩擦声以及碳刷刷架的振动噪声也占有很强比重。值得一提的是，有些励磁机风冷作用的离心式风机的空气动力性噪声也很大，这种噪声源个别会高达108dB(A)左右。

3火电厂噪声的综合治理

火电厂噪声的治理应根据各种声源的特征，综合考虑经济性、安全性、可行性、环保性、实用性等因素，有针对性地对各种声源及各类噪声作相应的综合治理，才能达到整体降噪效果。火电厂噪声控制可分为2个方面[1]:一方面从声源本身着手，针对具体设备采取噪声控制措施，降低噪声源；另一方面，当对噪声源采取措施后，噪声还未达到允许标准时，通过吸声、消声、隔声、隔振的办法，针对传播途径采取降噪措施来控制总体噪声效应和改善火电厂工作环境。

对火电厂噪声的治理应根据各种声源的特征，综合考虑安全性、有效性、经济性、可靠性、实用及可行性等方面的因素，有针对性对各声源及各类噪声作相应的综合治理，才能达到整体的降噪效果。总体而言，火电厂噪声控制大致可以归纳为两个方面，一方面是从声源本身着手，针对具体火电厂设备采取噪声控制措施，降低噪声源，这是根治噪声污染的有效办法；另一方面当对噪声源采取措施后，噪声还不能完全降到允许标准时，则用吸、隔、消、隔振的办法，从传播途径的降噪措施来控制总体噪声效应和改善火电厂声环境。通常，对设备本身的噪声控制也分两方面，其一是在生产厂家进行的.从设计和制造工艺上采取措施以控制设备的噪声，如选用低噪声电机、低噪声风机及磨煤机壳体的隔声层的设计等；其二则是在运行现场采取措施控制设备的噪声。这些方法对降低新老设备的噪声，都将能产生一定的效果[2]。

4结论

从噪声传播途径控制噪声，可采用隔声室、隔声罩等措施，将发声强烈的部位用适当的隔声材料封闭，并在隔声室或隔声罩内用吸声材料作吸声处理，抑制噪声向外传播。对设备的进气噪声安装消声器，如不足则在发声设备外侧敷设吸声材料通过吸声材料内耗衰减，使噪声强度和风道振动强度降低，从而达到降噪效果。合理选择吸声抹面材料能进一步提高降噪效果，施工中所使用的吸声抹面材料对中低频到高频的各种噪声均有良好的吸声效果。采用吸声隔音层加吸声抹面材料的施工工艺，以其较少的投人、成熟的技术、常规的材料使噪声强度明显降低，取得较好效果，达到预期目标，可逐步推广应用。

参考文献：

[1]李录平，陈荐.火电厂主要噪声源的特性分析及综合治理对策[J].电站系统工程，2000，16(2):79-82.

[2]李艳超，白福国.火电厂噪声源分析及综合治理[J].中国科技博览，2015(32):58-58.