鄭州冷卻（què）塔的落水（shuǐ）噪聲和其防治措施

1、冷卻塔落水噪聲的檢測

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

2、冷卻塔落水噪聲的聲源特性

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

　　落水（shuǐ）撞擊瞬時速度：7-8 m/s[2]

　聲（shēng）源聲級：80 db（a）左右。

　　頻譜：音頻分布呈高頻（1000－16 000 hz）及（jí）中頻（500－1000 hz）成分（fèn）為主的峰形曲線；峰值（zhí）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（zhǔ）。

3、冷卻塔落水噪聲的影響範圍

3.1 聲波的距離衰減規律

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

　　落水噪聲的聲源為內置的一片圓形水麵，腔體內（nèi）聲波（bō）通過進風口向外傳播，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（bú）立即按“點聲源” 的距離衰（shuāi）減（jiǎn）規（guī）律衰減，在這個由近及遠的“附近區域”內存在著一個按“麵聲源”（聲波不衰減）及至“線聲源”（距離每增加一倍聲能衰減（jiǎn） 3 db）的距離衰減規律的過渡區域，隻有當受聲點（測（cè）點）外移至可將冷卻（què）塔（tǎ）的環形（xíng）進風口視為一（yī）個“點” 以外的後方，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（de）範圍內，隻要知道某測點的聲級，便可根據上式求得任一點的聲級。

3.2 冷卻塔為“點聲源”的起始位置

　　根據已（yǐ）有距離（lí）衰減實測資料，分析各起（qǐ）始位置d（視進風口為聲源邊緣）的規律可知，視冷卻塔為“點聲源（yuán）”的（de）起始位（wèi）置d可用下式估算：

　　d＝a1/2/4

　　式中：a——冷卻塔麵積，m2。

　　以目前（qián）我國常見範圍的 2 000 m2（儀化電廠）－9 000 m2（吳（wú）徑電廠）的冷卻塔為例（lì），其“點聲源”起始位置d點（以進風口底緣為起點），分別為11.18 m及 23.72 m。由（yóu）此可見，設（shè）在離（lí）塔（tǎ）（以進風口底緣為起點）25 m以外的噪聲測點基本上都可將（jiāng）所有（yǒu）的冷卻塔視為“點聲源”。

3.3 冷卻塔（tǎ）噪（zào）聲影響範圍的評估

　　冷卻塔噪聲聲級的**值在（zài）工業噪聲中雖然並不算很大，而且（qiě）其聲能同樣隨著距離每（měi）增加一倍而衰減 6 db（“點聲源”），但由於其聲源龐大（dà），它的衰減起始距離較遠（25m），翻三番便已到了 200 m，相對於25m處也才降了 18 db，所以其影響範圍遠（yuǎn）大於一般性工業噪聲。仍以 2 000-9 000 m2 的冷卻塔為例（lì），在25 m處（“點聲源” 以外測點、以進風口底緣為起（qǐ）點）實測所得聲級分別（bié）為71.7及77.ldb（a），如按“點聲源”的距離衰減規律即距離每增加一倍聲能衰減 6 db計，則 50 m處（chù）的聲級應分（fèn）別（bié）為 65.7及（jí） 71.ldb（a）；100 m處的聲級（jí）應分別為 59.7及 65.ldb（a）；200 m處的聲級應分別為53.7 及 59.ldb（a），220 m處的聲級用公式推算則應分別為52.9及58.3 db（a）。這就是噪聲影響範圍（力度（dù））的大致評估，它包含了目前（qián）常見的（de）各類大小塔型範圍。借助此法，我（wǒ）們便可根（gēn）據 10－25 m處（各塔與其塔型大小相應的“點（diǎn）聲（shēng）源”起始位置）以遠測（cè）點實測所得聲級，評估各（gè）種（zhǒng）塔（tǎ）型（單塔（tǎ））的噪聲影響範圍（力度）。但這隻是一種理想（xiǎng）條件下的簡便、粗略的（de）評估方法，在實際廠況（kuàng）環境（jìng）中，由於受 池水水位變化、淋水密度變化、地表（biǎo）地形、障礙物分布、塔群分布、風向風力（lì）、氣候氣溫及（jí）其它聲源（yuán）的影響，各類冷卻塔噪聲的（de）實際分布（bù）、衰減規律將（jiāng）會有所出人。據對吳徑電廠 9 000 m2 冷（lěng）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值為（wéi）55.4－58.3 db（a）（另一次測試結果為 61.9 db（a），估計受順風影響（xiǎng）），與我們以 25 m處實測聲級為依據推算 220 m 處為（wéi） 58.3 db（a）的結果十分吻（wěn）合。圖2表示冷卻塔噪聲（shēng）的影響範圍。從圖2中可以看出，由於冷卻塔聲源龐大，在距進風口 10－25 m範圍內，噪聲級衰減很慢，其中“麵聲源”距離範圍（wéi）內聲級衰減的理論值為零。但對於尺度很小（1m 左右）的一般性聲源，由於不存在“麵聲源”及“線聲源”的衰減形態，所以聲源的聲級一（yī）開始就按“點聲源”的衰減速率迅速下降。

4、冷卻塔噪聲（shēng）治理的基（jī）本途徑及治理方（fāng）法

　　大型冷卻（què）塔的噪聲屬於中（zhōng）高頻穩態噪（zào）聲，聲源“標稱聲級”在（zài） 80 db（a）左右，冷（lěng）卻塔（tǎ）噪聲的治理目標原（yuán）則上應是將受噪聲幹擾的受聲點噪（zào）聲級控製在相應於當地（dì）環境的噪聲國（guó）家標準以內。

4.1 治理途徑

　針對噪（zào）聲的發生機（jī）理、傳播方式，可以把冷卻塔噪聲的治理歸結為塔內、塔外兩條基本途徑，塔內以（yǐ）聲（shēng）源的降噪治理為主；塔外則包含有傳聲途徑上的聲波阻隔（隔聲）、聲波吸收（合沿程吸收（shōu）衰減）以及（jí）距離衰減（聲能擴散）等三種（zhǒng）方式。其中以聲波阻（zǔ）隔輔以聲波吸收為塔外治理的主要手段，無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）我國的應用還剛（gāng）起步，因而都缺乏實踐應（yīng）用經驗。下麵列表歸納（nà）並推薦（jiàn）幾種冷卻塔（tǎ）噪聲的治理技術供工程參考選用，各自的特點、適用性（xìng）。

4.2 塔內聲源的治理（lǐ）

　　dy-1型冷卻塔落水消能降噪聲（shēng）裝置主要由“支承構架”及“落水消能降噪器”兩大部分組成。“支承構架”又可分為漂浮式及固定式（shì）二種形式。“落水消能降噪器” 以六角蜂窩斜管為主體形式，層高 18 cm，由豎向（xiàng）導人段、無聲擦貼斜段（duàn）、粘滯減速斜段、疏散灑落挑流段等四個功能（néng）段組成。

4.2.3 材質選用

　　漂浮式落水消能降（jiàng）噪裝（zhuāng）置主要由采用擠拉、注塑或熱壓成型的塑料件或玻璃鋼件（受力件）構（gòu）成。其材質特點是結構（gòu）輕型、便於搬運、易（yì）於安裝、防腐耐用。

固定（dìng）式（shì）落水消能降噪聲裝置上部的支承框架及降噪器的材（cái）質選用與漂浮式相同，所不同的是其（qí）下部（bù）固定的（de）主、次支承（chéng）梁係是由型鋼構成的。經（jīng）防（fáng）腐處理（lǐ）的型鋼（q235）具有強度高、剛度好的（de）特點。

4.2.4 降噪效果

　　在（zài）落差 h＝6 m、淋水密度 q＝8 t／（m2·h）標準試驗工況下，冷卻塔模擬落（luò）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見圖 3 [5]。降噪器削去了落水聲源的高頻成分。采用飄浮（fú）式落水（shuǐ）消能（néng）降噪（zào）裝置，260元／m2，固定式落水消（xiāo）能降噪裝置，300 元／m2

4.3 塔外傳聲途徑的聲波阻隔

4.3.1 降噪原理

　　聲波（bō）在傳播過（guò）程中遇（yù）到障礙時，就會（huì）發生反射（shè）、透射和（hé）繞射三種現象。聲屏障就是在聲源與受聲點（diǎn）之間插人一個設施，用以隔斷並吸收聲源到達受聲點的直（zhí）達聲波，使部分聲波受阻反射，部分聲波則經吸收衰減後（hòu）通過（guò）屏（píng）體透射（極小）和屏頂繞射等附加衰減形式到達受聲點，達到減輕受聲點的噪（zào）聲影響、取得降噪效果的目的。

4.3.2 形式結構

　　聲屏障的結構可分為地上和（hé）地下二部分，地上部分為厚（hòu）約 20 cm的屏蔽聲波的巨型、連（lián）續板式（shì）立（lì）麵（包括斜撐），其頂部為扇形吸聲體或內傾式遮簷；地下部分則為承重、抗傾覆（fù）（風荷載）的基礎。

　　屏障的高（gāo）度及寬（kuān）度原則上以隔斷聲源到達受聲點（diǎn）的直達聲（shēng）波為*低限度，一般（bān）來說，為提高屏蔽效果，屏障的高度通常不低於進（jìn）風口高度的1.3倍；為避免影響（xiǎng）進風，屏（píng）障離進風口距離通常（cháng）不（bú）小於進風口高度的2倍。

4.3.3 材質選用（yòng）

　　聲屏障（zhàng）的（de）地上部分即屏蔽層可采用磚牆、薄鋼板、鋁合金、玻璃鋼、聚碳酸脂塑料等耐（nài）老化。抗腐蝕材料（liào）；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

　　聲波遇到屏障（zhàng）發生的繞射（shè）現（xiàn）象會減弱聲屏障（zhàng）的隔（gé）聲作用，而繞射能力與聲波的頻（pín）率有關，所以聲（shēng）屏（píng）障的降噪效果與聲波的頻率即波長的關係（xì）很大。聲屏障對於波長短、不（bú）易繞射的高頻波的屏蔽作用十（shí）分顯著，可以在屏障後麵形成很長的聲影（yǐng）區；而對於波長、具有很強繞射能力的低頻波的屏蔽作用則十分有限。當然，也可以通過加高屏障的辦法來削弱（ruò）繞射聲波對受聲點的影響。由於聲屏障對高頻聲波產生明顯有效的屏蔽作（zuò）用，而冷卻塔落水噪聲的頻譜以（yǐ）中高頻成分為主，所以（yǐ）采用聲（shēng）屏障隔斷並吸收冷（lěng）卻塔聲源到達受（shòu）聲點的直達聲（shēng）波可以取得一定的降（jiàng）噪效果。

　　聲屏障的降噪效果以（yǐ）聲影區中緊挨屏障的局部區域為*好，*高可達 25 db（a）左右[3]，這對於以廠界（jiè）測試結果為達標依據的評價規則（zé）很解（jiě）決問題；然而，聲影區以外（wài）的降噪聲級則由於（yú）中頻繞射聲（shēng）波（bō）的到達而有所反彈，但（dàn）對於高頻波而言，衰減量一般還可達到（dào） 10－15 db（a）[6]（不含距離衰減部分），然而由於冷卻塔（tǎ）落水噪（zào）聲中尚含有中（zhōng）頻成分，所以其降噪效果會有折（shé）扣。這樣，對於廠外受聲點來說，為取得（dé）滿意（yì）的降噪效果，在不影響進風（fēng）的前提下，尚應（yīng）通過加大屏障高度調節之。