鄭州（zhōu）冷卻塔的落（luò）水噪聲和其防治措施

1、冷卻塔落水噪聲的檢（jiǎn）測

在距（jù）進風口底緣即一般倒（dǎo）t形塔基的水（shuǐ）池邊沿5m 處，測高點 1.2 m[1]，測得的一些自然通風冷（lěng）卻塔的實測噪（zào）聲及其頻譜。

2、冷卻塔落水噪聲的聲源特性

聲源屬性：噪聲源為落水區下的巨大圓形（xíng）水麵，為塔內冷（lěng）卻落水對池水.的大麵積連續的液（yè）體間撞擊產生的穩態水噪聲；是機械噪聲、空氣動力噪聲、電（diàn）磁噪聲之外的一種特殊噪聲。

落水撞擊瞬時速度：7-8 m/s[2]

聲源聲級：80 db（a）左右。

頻譜：音頻分（fèn）布呈高頻（1000－16 000 hz）及中頻（500－1000 hz）成分為主的峰（fēng）形（xíng）曲線；峰值位於4 000 hz左右。

聲速：c＝340 m／s。

波長：λ＝c／f；1.36m（250 hz）～o.02 m（1 000 hz），以0.085 m（4 000 hz）為主。

3、冷卻塔落水噪聲的（de）影響範圍

3.1 聲波的（de）距離衰減規律

落水噪聲隨距離的衰減特性符合半球麵波在傳播過程（chéng）中（zhōng）隨著能量分布的擴大（dà）而衰減的規律，其“點聲源” 的距離衰減規律為距離每增= 20 lg（r2 ／r1）＝6 db。

落水噪聲的聲源為內（nèi）置的一片圓形水麵，腔（qiāng）體內聲波通過進風口向外（wài）傳播，所以可將進風口視為聲源邊緣，其龐大特殊的（de）弧麵出聲口使“附近區域” 內的聲波並不立即按（àn）“點聲源” 的距離（lí）衰減規律衰減（jiǎn），在這個由近及（jí）遠的“附近區域”內存在著一個按“麵聲源”（聲波不衰減）及至（zhì）“線聲源”（距離每增加一倍聲能（néng）衰減 3 db）的距離衰減規律的過（guò）渡區域，隻有當受聲點（測點）外移至可將（jiāng）冷卻塔的環形進風口視為一個“點” 以外的後（hòu）方，聲波才開始按“點聲源”的距離衰減規律衰減。於是（shì），在 “點聲源”以外的範圍（wéi）內，隻要知道某測點的聲級，便可（kě）根（gēn）據上式求得任一點的聲級。

3.2 冷卻塔為“點聲源（yuán）”的起始位置

根據已有距離衰減（jiǎn）實測資料，分析各起始（shǐ）位置d（視進（jìn）風口為（wéi）聲源邊緣）的規律可知，視冷（lěng）卻塔為“點聲源”的起始位置d可用下式估算：

d＝a1/2/4

式中：a——冷卻（què）塔麵積，m2。

以目前我國常見範圍的 2 000 m2（儀化電廠）－9 000 m2（吳徑電廠）的冷卻塔為例，其“點聲源”起始位（wèi）置d點（以進風口底緣為起點），分別為11.18 m及 23.72 m。由此可見，設在離塔（以進風口底（dǐ）緣為起（qǐ）點）25 m以（yǐ）外的噪聲測點基本上都可將所（suǒ）有的冷卻塔（tǎ）視為“點聲源”。

3.3 冷卻塔噪聲影響範圍的評估

冷卻塔噪聲聲級的值在工業噪聲中（zhōng）雖然並不算很大，而且其聲能同樣隨著距離每增加一倍而衰減 6 db（“點聲源”），但由於其聲源龐大，它的衰減起始距離較遠（25m），翻三（sān）番便已到了 200 m，相對於25m處也才降了 18 db，所以其影響範圍遠（yuǎn）大於一般性工業噪（zào）聲。仍以 2 000-9 000 m2 的冷卻塔為例，在25 m處（“點聲源” 以外測點、以進風口底緣為起點）實測所得聲級（jí）分別為71.7及（jí）77.ldb（a），如按“點（diǎn）聲源”的距離衰減規律即距離每（měi）增加一倍聲能衰減 6 db計，則 50 m處的聲（shēng）級應分別為 65.7及 71.ldb（a）；100 m處的聲級應分別為 59.7及 65.ldb（a）；200 m處的聲級應分別為53.7 及（jí） 59.ldb（a），220 m處（chù）的聲（shēng）級用公式推算則應分別為52.9及58.3 db（a）。這（zhè）就是（shì）噪聲影響範圍（力度）的大致評估，它包含了目前常見的各類大小塔型範圍。借助此法，我們便可根據 10－25 m處（各塔與其（qí）塔型大小相（xiàng）應的“點聲（shēng）源”起始位置）以遠測點實測（cè）所得聲級，評估各種塔型（單塔）的噪聲影響範圍（力（lì）度）。但這隻是一種理想條件下的簡（jiǎn）便、粗略的評估方法，在實際廠況環境中，由於受 池水水位變化、淋水密度（dù）變化、地表地形、障礙物分布、塔群（qún）分布、風向風力（lì）、氣候氣（qì）溫及其它聲源的影響，各類冷卻塔噪（zào）聲的實際分布、衰減規律將會（huì）有所出人。據對吳徑電廠（chǎng） 9 000 m2 冷卻塔的落水噪聲進（jìn）行的實測［4］，在距塔 220 m外的受聲點所測得的噪聲（shēng）值為55.4－58.3 db（a）（另一次測試結果為 61.9 db（a），估計受順風影（yǐng）響），與我們以 25 m處實測聲（shēng）級為依據推算 220 m 處為 58.3 db（a）的結果十分吻合。圖2表示冷卻塔（tǎ）噪聲的影響範（fàn）圍。從圖2中可以看出，由於冷卻塔聲源龐大，在（zài）距（jù）進風口 10－25 m範圍內，噪聲級衰減很慢，其中“麵聲源”距離範圍內聲級衰減的（de）理論值為零。但對（duì）於尺度很小（1m 左右）的一般（bān）性聲源（yuán），由於（yú）不存在“麵聲源”及“線聲（shēng）源”的衰減形態，所以聲源的聲級一開始就按“點（diǎn）聲源”的衰減速率迅速下降。

4、冷卻塔噪聲治理的基本途徑及治理方法

大型冷卻塔（tǎ）的噪聲屬於中高頻穩態噪聲，聲源“標（biāo）稱聲級”在 80 db（a）左右，冷卻塔噪聲的治理目標原則上應是將受噪聲幹擾的受聲點噪聲級控製在相應於當地（dì）環境的噪聲（shēng）國家（jiā）標準以內。

4.1 治（zhì）理途徑

針對噪聲的（de）發生（shēng）機理、傳播方式，可以把冷卻塔噪聲的治理歸（guī）結為塔內、塔外兩條基本途徑，塔內（nèi）以聲（shēng）源的降噪治理為主；塔外（wài）則包含有傳（chuán）聲途徑上的聲波阻隔（隔聲）、聲波吸收（合沿（yán）程吸（xī）收衰減）以及距離衰減（聲（shēng）能擴散）等三種（zhǒng）方式。其中以聲波阻隔（gé）輔以聲波吸收為（wéi）塔外治理的主要手段（duàn），無（wú）論是塔內的聲源治理技術還是國外已有應用的塔外聲波阻隔技術，在（zài）我國的應（yīng）用還剛（gāng）起步，因而都缺（quē）乏實踐應用（yòng）經驗。下麵列表歸納並推薦幾種冷卻塔噪聲的治理技術供工程（chéng）參考選用，各自的特點、適（shì）用性（xìng）。

4.2 塔（tǎ）內聲（shēng）源的治理

dy-1型冷卻塔落水消能降噪聲（shēng）裝置主要由“支（zhī）承（chéng）構架”及“落水消能降噪器”兩大部（bù）分組成。“支承構架”又可分為漂浮式及固定式二（èr）種形式。“落水消能降噪器” 以（yǐ）六角蜂窩斜管為主體形式，層高 18 cm，由豎向導人段、無聲擦（cā）貼斜段、粘滯減速斜段、疏散灑落挑流段等四個功能段組成。

4.2.3 材質選用

漂浮式（shì）落水消能降噪裝置（zhì）主要由采用（yòng）擠拉、注塑或熱壓成型的塑料（liào）件（jiàn）或玻璃鋼件（jiàn）（受力件（jiàn））構（gòu）成。其材質特點是結構輕型、便於搬運、易於安裝、防腐耐用（yòng）。

固定式落水消能降噪聲裝置上部的支（zhī）承框架及降噪器的材質選用與漂（piāo）浮式相同，所不同的是其下（xià）部固定（dìng）的主、次支承梁係是由型鋼構成的。經（jīng）防腐處理的型鋼（q235）具有強度高、剛度好的特點。

4.2.4 降噪效果

在（zài）落差 h＝6 m、淋（lín）水密度（dù） q＝8 t／（m2·h）標準試驗工況下，冷卻塔模擬落水聲（shēng）源與降噪裝置器的聲（shēng）級及頻譜測試結果的對比參（cān）見圖 3 [5]。降噪（zào）器削去了落水聲源的（de）高頻成分。采用飄浮式落水消能降（jiàng）噪（zào）裝置，260元／m2，固定式（shì）落水消能降（jiàng）噪裝置，300 元／m2

4.3 塔（tǎ）外傳聲途徑（jìng）的聲（shēng）波阻隔

4.3.1 降噪原理

聲波在傳播過程（chéng）中遇到障礙時，就會發生反射、透射和繞射（shè）三種現象。聲屏障就是在聲源與受聲點之間插人一個設施，用以隔斷並吸收聲源到達受聲點的直達聲（shēng）波，使部分（fèn）聲波受阻反射，部分聲波則經吸收衰減後通過屏體透射（極小）和屏（píng）頂繞射等附加衰減形式到達受聲點，達到減輕受聲點的噪聲影（yǐng）響（xiǎng）、取得（dé）降噪效果的（de）目的。

4.3.2 形式結（jié）構

聲屏障的結（jié）構可分為地上和地下（xià）二部分，地上部分為厚約 20 cm的屏蔽聲波的巨型（xíng）、連續板式立麵（包括斜撐（chēng）），其頂部為扇形吸聲體或內傾式遮簷；地下部分則為承重、抗傾（qīng）覆（風荷（hé）載）的基礎。

屏障的高度及寬度原則上以（yǐ）隔斷聲源到（dào）達受聲點的直達聲波為限度，一般來說，為提高（gāo）屏蔽（bì）效果，屏障的高度通常（cháng）不低於進風口高度的1.3倍；為（wéi）避免影響進風，屏（píng）障離進風口距離通常不小於進（jìn）風口高度的2倍。

4.3.3 材質選用

聲屏障的（de）地上部分即屏蔽層（céng）可采用磚牆、薄鋼板、鋁合金、玻璃鋼、聚碳酸（suān）脂塑料等耐老化（huà）。抗腐（fǔ）蝕材料；聲屏障的地下部分即基礎則以混凝土及鋼材為主。

4.3.4 降噪效果

聲波遇到（dào）屏障發生的繞射現象會減弱聲屏障（zhàng）的隔聲作用，而繞射能力與（yǔ）聲波的頻率有關，所以聲屏障的降噪效果與（yǔ）聲波的頻率即（jí）波長的關係很大。聲屏障對於波長（zhǎng）短、不易繞射（shè）的高頻波的（de）屏（píng）蔽（bì）作用十分顯著，可以在屏障後麵形成很長的聲影區；而（ér）對於波長、具有（yǒu）很強（qiáng）繞（rào）射能力的低頻波的屏蔽作用則（zé）十分（fèn）有限。當然，也可以通過加（jiā）高屏障的辦法來削弱繞射聲波（bō）對受聲點的影響。由於聲屏障對高頻（pín）聲波產生明顯有效的屏蔽作用，而冷卻塔落水噪聲的頻譜以（yǐ）中高頻成分為主（zhǔ），所以采用聲屏（píng）障隔斷並吸（xī）收冷卻（què）塔聲源到達受聲點的直達聲波可以取得一定的（de）降噪效果。

聲屏障的降（jiàng）噪效果以聲影區中緊挨屏障的局部區域為可達（dá） 25 db（a）左右[3]，這（zhè）對於以廠界測試結果（guǒ）為達（dá）標依據的評價規則很解決問題（tí）；然而，聲影區以（yǐ）外的降噪聲級則由於中頻繞射聲波的到達而有所反（fǎn）彈，但對於高頻波而言，衰減量一般還可（kě）達到 10－15 db（a）[6]（不含距離衰減部（bù）分），然而（ér）由於冷卻塔落水噪聲中尚含有中頻成分（fèn），所以其降噪效果（guǒ）會有折（shé）扣。這樣，對於廠外受聲點來說，為（wéi）取得滿意的（de）降噪效果，在不影響進風的前提下（xià），尚應通過加大屏障高（gāo）度調節之。