鄭州冷卻（què）塔的落水噪聲和（hé）其防治措施（shī）

1、冷卻塔落水噪聲的（de）檢測

在距進風口底（dǐ）緣即一般（bān）倒t形塔基的水池邊沿5m 處，測高點 1.2 m[1]，測得的一（yī）些自然通風冷卻（què）塔的實測噪（zào）聲及其頻譜。

2、冷卻塔落水（shuǐ）噪聲的聲（shēng）源特性

聲源（yuán）屬性：噪（zào）聲源為落水區下的巨（jù）大（dà）圓形（xíng）水麵，為（wéi）塔（tǎ）內冷卻落水（shuǐ）對池水.的大（dà）麵（miàn）積連續的液（yè）體間撞擊產生的穩（wěn）態水噪聲；是機械（xiè）噪聲、空氣動力噪聲、電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：音頻分布呈（chéng）高頻（1000－16 000 hz）及中頻（500－1000 hz）成分為主的峰形曲線；峰值位於4 000 hz左右。

聲速：c＝340 m／s。

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

3、冷卻塔落水噪聲的影響範圍

3.1 聲波的距離衰減規律

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

落水噪（zào）聲的聲源為內置的（de）一片圓形水麵，腔體內聲波（bō）通過進風口向外傳播，所以可將進風口（kǒu）視為聲源邊緣，其龐大特殊的弧麵出聲口（kǒu）使“附近區域（yù）” 內的聲波並不立即（jí）按“點聲源” 的距離衰減規律衰減，在這個由近及遠的（de）“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 3 db）的距離衰減規律的過渡區域，隻有當受聲點（測點）外（wài）移（yí）至可將冷（lěng）卻塔的環形進風口視為一個“點” 以外的後方，聲波才開始按“點聲源”的（de）距離衰減規律衰減。於是（shì），在 “點聲源”以外（wài）的範（fàn）圍內，隻要知道某測點的聲級，便可根據上式求得任一（yī）點的聲（shēng）級。

3.2 冷卻塔為“點聲源”的起始（shǐ）位置

根據已有距離衰減實測資料，分（fèn）析各起始位置d（視進風口為（wéi）聲源邊緣）的規律可（kě）知，視冷卻（què）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（yǐ）進風（fēng）口底緣為起點），分別（bié）為11.18 m及 23.72 m。由此可見（jiàn），設在離塔（以進風口底緣為起點）25 m以外的噪聲測點基本上都可將所有（yǒu）的冷卻塔視為“點聲（shēng）源（yuán）”。

3.3 冷卻塔噪聲影響範（fàn）圍的評（píng）估（gū）

冷卻塔噪聲聲級的值在工業噪聲中雖然並不算很大，而且其聲能同樣隨著距離每增加一（yī）倍（bèi）而（ér）衰減 6 db（“點聲源”），但由於其聲源龐大，它的衰減起始距離較（jiào）遠（25m），翻三（sān）番便已到了 200 m，相對於25m處也才降了 18 db，所以其影響範圍遠大於（yú）一般性工業噪聲。仍以 2 000-9 000 m2 的冷卻塔為例，在25 m處（“點聲源” 以外（wài）測點、以進風口底（dǐ）緣為起點）實測所得聲級分別為71.7及77.ldb（a），如按“點聲源”的距離衰減規律（lǜ）即距離每增（zēng）加一倍聲能衰減 6 db計，則 50 m處的（de）聲級應分別為 65.7及 71.ldb（a）；100 m處的聲級（jí）應分別為 59.7及（jí） 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）的大致評估，它包含了目前常見的（de）各類大（dà）小（xiǎo）塔型（xíng）範圍。借助此法，妖精视频黄色的视频便可根據 10－25 m處（各塔與其塔型大小相應的（de）“點聲源”起始位置）以遠測點實（shí）測所得聲級，評估各種塔型（單塔）的噪聲影響範圍（力度）。但這隻是一種理想條件下的簡便、粗略的評估（gū）方法，在（zài）實際廠況環境中，由於受 池水水位變化、淋水密度變化、地表地形、障礙物分布、塔群分布、風向風力、氣候氣（qì）溫及其它聲源的影響，各類冷卻塔噪聲的實際分布、衰減規律將（jiāng）會有所（suǒ）出人。據對（duì）吳徑電廠 9 000 m2 冷卻塔的落水噪聲進行的實測［4］，在距塔 220 m外的受聲點所（suǒ）測得的噪聲值（zhí）為55.4－58.3 db（a）（另一次測試（shì）結果（guǒ）為 61.9 db（a），估計受順（shùn）風影響），與妖精视频黄色的视频以 25 m處實測聲級為依據推算（suàn） 220 m 處（chù）為 58.3 db（a）的結果十分吻合。圖2表示冷卻（què）塔噪聲的影響範（fàn）圍。從圖2中可以看出，由於冷（lěng）卻塔聲（shēng）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”距離範圍內聲級衰減的理（lǐ）論（lùn）值（zhí）為零。但對於尺度很小（1m 左右）的一般性聲源，由於不（bú）存在“麵聲源”及“線聲源”的衰減形態，所以聲源的聲級一開始（shǐ）就按“點聲（shēng）源”的（de）衰（shuāi）減速（sù）率迅速下降。

4、冷（lěng）卻塔噪聲（shēng）治理的基（jī）本途徑及治理方（fāng）法

大型冷卻塔的噪聲屬於中高頻穩態（tài）噪聲，聲源“標稱聲（shēng）級”在（zài） 80 db（a）左右，冷卻塔噪聲的治理目標原則上應是將（jiāng）受噪聲幹（gàn）擾的受聲點噪聲級控製在相應於當地環境的噪聲國家標準以內。

4.1 治理途徑

針對噪（zào）聲的發（fā）生機理、傳播方式，可以把冷卻塔噪聲的治理歸（guī）結為塔（tǎ）內、塔外兩條基本途徑，塔（tǎ）內以聲（shēng）源的（de）降噪治（zhì）理為（wéi）主；塔外則包含有傳聲途徑（jìng）上的聲波阻隔（隔聲）、聲波吸（xī）收（合沿程吸（xī）收衰（shuāi）減）以及距離衰減（聲能擴散）等（děng）三種方式（shì）。其中以聲波阻隔輔以聲波吸收為塔外治（zhì）理的主要手段，無論是塔內的聲源治理技術還是（shì）國外已有應用的塔外聲波阻（zǔ）隔技術，在（zài）我國的應用還剛起步（bù），因而都缺乏實踐應用（yòng）經驗。下麵列表歸納並推薦幾種冷卻塔噪（zào）聲的治理技術供工程參（cān）考（kǎo）選用，各自的特點、適用（yòng）性。

4.2 塔內聲源的治理

dy-1型冷卻塔落水消能降噪聲裝置主要由“支承（chéng）構架”及“落水（shuǐ）消能降（jiàng）噪（zào）器”兩大部分（fèn）組成。“支（zhī）承構架”又可（kě）分為漂浮式及固定式二種形式。“落水消能降噪器” 以（yǐ）六角蜂窩斜管為主體（tǐ）形式，層高 18 cm，由豎向導人段（duàn）、無聲擦貼斜段、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（zhì）選用

漂浮式落水消能（néng）降噪裝（zhuāng）置主要由采用擠拉、注塑或熱壓成型的塑料件或（huò）玻璃鋼件（受力件）構成。其材質特點是結構（gòu）輕型、便（biàn）於搬運、易於安裝、防腐（fǔ）耐用。

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

4.2.4 降噪效果

在落差（chà） h＝6 m、淋水密度 q＝8 t／（m2·h）標準試驗工況下，冷卻塔（tǎ）模擬落水聲源與降噪裝置（zhì）器的聲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（chéng）分（fèn）。采用飄浮式落水消（xiāo）能降噪裝置，260元／m2，固定式（shì）落水消能降噪裝置，300 元／m2

4.3 塔外傳聲途徑的聲波阻（zǔ）隔

4.3.1 降噪原理

聲波在傳播過程中遇到障礙時，就會發生反射、透射（shè）和繞射三種現象。聲屏障就是（shì）在聲源與受聲點之間插人一個設施，用以隔（gé）斷並吸收聲源到達受聲點的直達聲波，使部分聲波受阻反射，部分聲波（bō）則經吸收衰減後通過屏體透射（極小）和屏頂繞射等附加衰減形式到（dào）達受聲點，達到減輕（qīng）受聲（shēng）點的噪聲影響、取（qǔ）得（dé）降（jiàng）噪（zào）效果的目的。

4.3.2 形式結構

聲屏障的結構可分為地上和地下二部（bù）分，地上部分為厚約 20 cm的屏蔽聲波的巨型、連續板式（shì）立麵（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（風荷載）的基礎。

屏障的高度及寬度原則上以隔斷（duàn）聲源到達受（shòu）聲點的直達聲波為限度，一般來說，為提高屏蔽效果，屏障（zhàng）的高度通常不低於進風口（kǒu）高度的1.3倍；為避免影響進風，屏障離進風口（kǒu）距離通常不小於進風（fēng）口高（gāo）度的2倍。

4.3.3 材（cái）質（zhì）選用

聲屏障（zhàng）的地上（shàng）部分即屏蔽層可采用磚（zhuān）牆（qiáng）、薄鋼板、鋁（lǚ）合金、玻璃鋼（gāng）、聚碳酸脂塑料（liào）等耐老化。抗腐蝕材料（liào）；聲屏障的地下（xià）部分即基礎則以混（hún）凝土及鋼材為主。

4.3.4 降噪效果

聲波遇（yù）到屏障發生的繞射現象會減弱聲屏障（zhàng）的隔聲作（zuò）用，而繞射能（néng）力與聲波的頻率有關（guān），所以聲屏障的降（jiàng）噪（zào）效果（guǒ）與（yǔ）聲（shēng）波的頻率即波長的關係很大。聲屏障對於波長短、不易繞射的高頻波的屏（píng）蔽作用十分顯著，可（kě）以在屏障後麵形成很（hěn）長的聲影（yǐng）區；而（ér）對於（yú）波長、具有很強繞射能力（lì）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（bàn）法來削弱繞射聲波對受聲點的影響。由（yóu）於聲屏障對高頻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中高頻成分為主，所以采用聲屏（píng）障（zhàng）隔斷並吸收冷卻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（shēng）屏障的降噪效果以聲影區中緊挨屏障（zhàng）的局部區域為可達 25 db（a）左右[3]，這對於以廠界測（cè）試結果（guǒ）為達標依據的評價規則很（hěn）解決問題；然（rán）而，聲影區以外的降噪聲（shēng）級則由於中頻繞射聲波的到達而有所反彈，但對於高頻波而言，衰（shuāi）減量一般（bān）還可達到 10－15 db（a）[6]（不含距離衰減部分），然而由（yóu）於冷（lěng）卻塔落水（shuǐ）噪聲中尚含有中頻成分，所以其降噪效（xiào）果會有折扣。這樣，對（duì）於廠外受聲點（diǎn）來說，為取（qǔ）得滿意的降噪效果，在不影響進風的前提下，尚應通過加大屏障高度調節之。