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火电厂锅炉房噪声治理研究
摘要:随着社会发展,环境噪声污染已经逐渐成为社会公害之一,直接影响到人们的身体健康情况。火电厂在运行过程中会发出持续性、高强度噪声,这会对周围居民带来严重影响。因此对相关噪声进行分析,确定噪声源,并对相关设备的噪声进行控制,继而实现更好地噪声治理。随着国家对环保要求的不断提高,火电厂的噪声防控显得尤为重要,这就要求相关公司高度重视环境保护与噪声治理工作,需要对公司生产区域进行综合治理。
关键词:火电厂;锅炉房;噪声治理;
引言
在生产生活中,常常会有令人讨厌或令人不安的噪音,即噪音,对接受者的健康产生不利影响。城市噪音主要分为交通、工厂、建筑和生活噪音根据源头住宅区建造的炉灶和水泵等工业建筑,如果平均声压超过65dB,很容易引起附近居民的极大不满。因此,必须采取有效措施控制噪音,建设和谐社区。
一、噪声源分析
由于锅炉房内部辅助设备繁多,包括磨煤机、送风机、油泵、加药泵等大型设备,所以在测量过程中发现存在各种点声源、线声源和面声源,其声源特性复杂多样。而且各个设备之间存在着噪声相互干扰、叠加等情况,这就进一步增加了确定某单一声源影响值的难度。为此,针对发电厂区中锅炉房区域进行噪声测量及控制,采用频率分析法计算每个声源的噪声强度,经过现场测量与计算得出主要噪声源为磨煤机和送风机。
二、噪声的危害
根据GB3096-2008声音环境质量标准,根据区域使用特征和环境质量要求,声音环境功能分为0 ~ 4类和5种类型。其中,与其他建筑物合作建造的锅炉是第2类音响环境功能区的一部分。单独建造的炉灶是声音环境的功能区,分为三类。其中,两类声环境功能区是指商业金融、市场贸易是主要功能或住房、商业和工业混合的地区,以及需要保持住房平静的地区。根据国家污染物环境健康风险登记册----物理分册的数据,超过90dB的噪音会导致听力阈值暂时偏离,超过140dB时会造成严重的听力损伤。最近的研究表明,噪音可能导致许多疾病,例如心血管系统;噪音对人们的正常生活有影响;噪音> 45db ( a)影响睡眠,> 55db ( a)引起问题,> 75db ( a)使人烦恼:噪音会降低工作效率,并可能损坏建筑物。因此,减少噪音和减少干扰很重要。
三、治理方案设计
(一)排汽管道消声隔声措施
马大猷院士等研究表明,排汽管排出汽流产生的噪声,通常措施是装设消声器,好处是既允许汽流通过,又能有效阻止或减弱噪声向外传播,其分类如下:
阻性消声器:利用在气流通过的内壁面铺设特定形式的多孔性吸声材料来降低噪声,当声波通过时,一部分声波在多孔材料中传播时,因摩擦和黏滞阻力将声能转换为热能,从而达到减弱声波的目的。这种消声器在较大的频率范围内对中高频噪声有较好的消声效果,其消声量可达10~30dB。
抗性消声器:不适用吸声材料,而是通过管道内声学特性的突变将部分声波反射回声源方向,而产生声波的反射、干涉现象以达到消声的目的,主要适用于降低中低频段噪声。其优点是不需使用多孔吸声材料,因此在耐高温、流速较大、洁净要求高时比阻性消声器有明显优势。排汽管道上也可捆扎一定厚度的吸声材料来降低管道辐射的噪声。常用吸声材料有:岩棉、矿渣棉、泡沫塑料、膨胀珍珠岩等。此种方式对低频为主的噪声效果最佳。
(二)墙体隔声与吸声降噪
锅炉房设计中,吵闹的房间、会议室、办公室等房间要临时连接,要用符合要求的隔音墙壁进行施工。隔板通常使用高密度墙,例如混凝土墙、实体砖墙和隔音效果好的石膏墙板。与a和b相邻的两个房间一样,b房间有噪声源,使用高性能隔声材料,可以大大减少通过隔墙转移到a房间的噪声源。但是,在工程实践中,墙体隔声性能的要求往往被忽视,构造出不能满足隔声性能的材料,如空心砌块,可能会引起用户的极大关注。
(三)设置隔音罩、移动声屏障
本项目对于水泵等固定的小型设备,采用10㎜厚透明亚克力和木板制成隔音罩,将产生噪音的小型设备完全封闭在内部,大大降低了噪音。采用透明亚克力是为了便于从外部观察设备的运行状态。
(四)锅炉房管道区
由于锅炉房内的主要管道区域的噪声强,但是可以通过在周围包裹吸声材料进行降噪处理,所以采取阻尼包裹的措施。其中锅炉房内部措施如下:锅炉房内低层风管道采用阻尼材料进行包裹,锅炉岛内高层风管道同样采用阻尼材料进行包裹,在输送线出口采用封闭体进行隔声封闭。
(五)吸声与隔声材料设计
吸声材料使用吸声技术制作,噪声在经过吸声材料过程中,材料中的细小纤维发生振动,吸收噪声并转换为热能。隔声材料主要是阻挡噪声的传播,材料内部为隔声结构,具有很好的降噪效果。在机械噪声传播途径的控制设计方面,联合使用吸声与隔声材料,实现双重的降噪效果。比如,在钢球磨煤机中的应用,可以采用以下方法:一是在煤机筒体上设计多层吸声与隔声材料,降低筒体的噪声;二是设计一个隔声罩,将煤机与外部隔离,阻断噪声辐射;三是使用隔声与吸声材料制作降噪屏障,在距离噪声源较远的位置,使用吸声屏障,主要是因为吸声材料为吸声处理,针对直达噪声的处理效果不佳。而在操作者与噪声源较近的情况下,噪声辐射的为直达声,使用隔声屏障,其对于直达声处理效果良好。如果距离较远,操作者主要受反射声的影响,应使用吸声屏障进行降噪。
(六)改变水泵的干扰频率
提出改变立式水泵干扰频率的理由如下:第一,根据人的听觉特征,高频声音的吸收能力低于低频声音,在声波稳定的情况下,人的感觉会更好第二,根据等效曲线,在总声能保持不变的情况下,降低频率也可能降低a级。第三,人中枢神经的固有频率约为250Hz,因此最好避免这种频率。
(七)风机的隔振
风扇的振动特性类似于水泵的振动特性,安装不当可能导致严重的振动和噪音。风机在锅炉排风管道上的刚性非常不利于固定在地面上,它会直接将振动传递到一层地板上,因此必须对风机进行管理,采用隔震悬挂框架,在风机的进、出、连接上加一个防阻抗复合减振器。
(八)厂址选址及总平面设计
城市供暖设施的位置原则应位于全年最低频率风向的顶部,位于居民区和主要保护区;季节供暖设施应位于工作季节最高频率下风向的一侧。工厂设计时,工业企业的主要噪声源应相对集中,远离工厂内外的安静地区。围绕主要噪声源和生产车间,建议安装无噪声、大、面向有利于隔音的建筑物和结构的建筑物和结构。在高噪声区和低噪声区之间,建议安装仓库、材料公园等。
(九)消声
根据实际情况,排气消声器对抽出风机产生的高强度动态空气噪声进行特殊处理,在锅炉外排气管上安装排气消声器,排气消声器所需噪声量为83-50=33dB(A),噪声量为35dB(A),采用双层微孔结构,厚为3mm的冷轧钢板,内层为镀锌钢板,穿孔率分别为1%和3%,具有下列特点。
(十)材料的选择
材料选择是机械设计的首要内容,出于机械减振降噪的考虑,在选择材料时需着重考虑其阻尼性能,还要考虑到材料的物理、化学性能,以及材料制造过程中选择使用的工艺等,综合分析评价材料的各项性能,以保证机械的高品质设计。从机械制造常用的几种金属材料来看,阻尼性能无法满足减振降噪的需求,像铜、铁、铝等,这些金属在激振力的作用下,振动能量消耗过少,从而产生较大的噪声。而阻尼材料或是高分子材料则表现出了良好的阻尼性能,当材料遭到激振影响时,材料组分阻碍振动,并将振动能量转化为热量,达到降低振动噪声的目的。基于此,在机械减振降噪设计中,针对噪声源选择使用阻尼材料或高分子材料,以此形成对振动噪声的有效控制。比如机械设备的运行环境粉尘过多,机械齿轮选用阻尼材料制造,减少噪声的同时,避免不良工作环境导致的齿轮腐蚀问题。
(十一)冷却塔降噪措施
噪声的预防和控制可以从三个方面开始:传输通道、噪声源和噪声接收点。关于自然通风冷却塔周边和住宅区热点噪声超标问题,很难采用单个降噪措施来达到环境标准。
(十二)内部合理设计可有效降低噪声
锅炉及其附件的工作方式,如泵房、除尘室、脱硫室等。可能会产生噪音。功能区在设计时应明确划定界限,噪音应与静态区分开。吵闹的房间尽量远离办公室、宿舍等噪音较大的房间要求较高。噪音控制必须符合国家标准。避免噪音影响周围环境和建筑内部的正常使用。
(十三)改进振源和声源
振源的改良是一种有效的降噪措施,在此条件下,采用有限单元法进行控制,可以较为精确的计算出燃料的热能,并根据系统参数的变化,调整能量供应模式,从而达到节能控制的目的。其次,振源控制也可以通过增加发动机的刚性来实现,从而实现更好的振动控制,在此基础上设置加劲肋,这样可以防止发动机内部部件在工作时受到较大的压力而发生变形。另外,振源控制也能有效地减少活塞式发动机缸体与缸盖间的空隙,从而达到从本质上减少噪音激励的目的。
(十四)增加消音器
排汽管道外壁,地坪标高为38m、70m处各有2支吊架,把排汽管道分成3段。标高52.1m的管道以下部分已敷设保温层,本次改造仍然保留,并增加到100mm,用来增强吸声效果。考虑到现场安装及起吊条件限制,排汽管顶部无法安装设备,故本次改造是在锅炉顶层钢架平台位置(约在标高75m左右),增加1只消音器,进一步降低噪音。消音器排放压力0.2MPa,消音器的内部材料为SUS304不锈钢孔板和不锈钢丝绵组成,消音器消声量可达到30dB以上,直径为2.15m,长度约4m,重量约5.1t。消音器立式布置,安装后消声器和排汽管均处于铅锤位置,在消音器安装就位后,与原排汽管道比重量净增3.4t,通过调整原大气扩容器排汽管道上的4个恒力吊架(PHD56-150/105700S-M56×4)来吸收增加的载荷。
(十五)防振动技术的应用
振动和噪声是由于管的结构本身造成的,因此,在工作模式下,卡门旋转和湍流的振动频率在振动和噪声激励范围内,从而产生振动和噪声。由于预热器排水结构固定,管箱更换成本低,成本高;也不能更改锅炉运行状态和风量速度,只能修改风量宽度,因此可以通过修改风量宽度来修改风量特性,从而使风量和风量问题与风量本身相关。
四、小结
通过以上对锅炉房隔声降噪的措施分析,得出以下结论:
1)应合理选址,合理布置建筑物、构筑物;
2)存在振动的机电设备与其基础之间应设置隔振器;设备与管道连接应采用柔性接头,管线支承宜采用弹性支、吊架;
3)内墙和顶棚应采取吸声降噪措施;
4)锅炉房外门及锅炉房内有噪声房间应采用隔声门;
5)非独立锅炉房的墙、楼板、隔声门窗的隔声量,应不小于35dB(A)。
这几方面措施可有效降低锅炉房的噪声危害,减少锅炉房对外的噪音干扰。
结束语
根据热源和热点周围噪声值的实际测量,结合噪声预测软件(Cadna/A),计算热点噪声预测值并建立相应的模型,根据治理方案建立改进的几何模型,以及 发现给出的解决方案适用于电厂,得出风机和研磨机噪声管理能有效降低厂区的环境噪声,锅炉室降噪水平是衡量今后锅炉建设, 提高锅炉设计水平,确保采用良好的降噪措施周围的低噪音和无噪音环境,将使锅炉工人及其邻居的生活和生活环境更加舒适和健康。
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