冷卻塔噪聲減振降噪治理方案及實例資料

1、冷卻塔噪聲減振降噪治理方案及實例常規(guī)的冷卻塔噪聲源主要是排風(fēng)機的風(fēng)噪聲和淋水噪聲。其它的一些主要的聲源還包括風(fēng)機噪聲、減速機噪聲、電動機噪聲、冷卻塔配管及閥體噪聲、冷卻用泵噪聲以及機殼振動向周圍輻射的噪聲。其中最為主要的聲源是風(fēng)噪聲和淋水噪聲，它們主要是從冷卻塔的底部進風(fēng)帶和頂部向外傳播影響環(huán)境。因此，根據(jù)其噪音的產(chǎn)生原理及傳播特性，我們可以通過主動降噪和被動降噪兩個方面去實行：一、主動降噪：主要會采取以下方式加以治理：1、降低風(fēng)機漿葉葉尖的相對馬赫數(shù)，可大幅降低槳葉輻射的噪音；2、增加槳葉的數(shù)量可在保證風(fēng)量不變的前提下，可達到降低風(fēng)機漿葉葉尖相對馬赫數(shù)的目的3、改變漿葉翼型及迎角，改變槳葉的

2、空氣動力布局，使?jié){葉軸向壓力場沿向分布均勻，減少回流、渦流的產(chǎn)生，提高風(fēng)機效率，并實現(xiàn)降噪；4、減少槳葉相對體積，改變槳葉相對的厚度及弦長，降低槳葉的厚度噪聲主動降噪對實施者的技術(shù)及加工精度要求較高，但效果較好！二、被動降噪主要會采取以下方式加以治理：1、在冷卻塔頂部的外沿安裝排風(fēng)消聲器；2、在冷卻塔面向噪聲控制點方向安裝隔聲屏障；3、在冷卻塔底部接水盤上安裝柔性網(wǎng)或消聲墊，以降低落水聲；4、在冷卻塔的進風(fēng)口處安裝進風(fēng)消聲器（消聲百葉窗）。5、對一些要求較高的項目，也會采取隔聲罩、地臺等治理措施。當(dāng)然其治理費用也會相應(yīng)增加。設(shè)計參數(shù)對冷卻塔進行噪聲治理控制工程的聲學(xué)設(shè)計前，我們一般會需要準(zhǔn)備如

3、下主要的設(shè)計參數(shù)以進行聲學(xué)設(shè)計：1、冷卻塔的出風(fēng)口與進風(fēng)口的噪聲值：這個值一般可由現(xiàn)場測試得出，但在一些特殊的情況下，如冷卻塔并未安裝時,也可通過公式計算，計算值一般會與現(xiàn)場測試值有一定的出入。在計算時，我們需要根據(jù)冷卻塔的電動機功率進行估算。其中聲功率級較容易計算，而聲壓級計算較復(fù)雜，兩者的計算結(jié)果相差極小。當(dāng)然，這個值也可以由冷卻塔制造商提供，但不論是現(xiàn)場測試結(jié)果還是計算結(jié)果或是廠商提供的噪聲級，都應(yīng)該是11或13倍頻程的測試值。這是為了我們后面對消聲器及隔聲屏障的隔聲量進行有效的計算。以確定最終的聲學(xué)設(shè)計方案。2、消聲器的壓力損失和冷卻塔的允許壓力損失：塔風(fēng)機風(fēng)壓800Pa消聲器壓力損失

4、必須控制在80Pa以下,冷卻塔的允許壓力損失一般會要求冷卻塔制造商或業(yè)主確定。因為冷卻塔出進風(fēng)口在安裝消聲器后，會影響到冷卻塔的壓力，造成一定的壓力損失。為使安裝消聲器安裝后不影響冷卻塔的正常工作，消聲器的壓損應(yīng)小于這個允許壓損。而消聲器的壓力損失因為每個廠家的消聲器結(jié)構(gòu)不同，每個工程所采用的消聲器型號也不盡相同。因此，需要根據(jù)不同的工程及消聲器的損失系數(shù)進行壓損計算。確定這個值需要噪控企業(yè)有系列消聲器產(chǎn)品才有可能準(zhǔn)確確認。3、控制點處的背景噪聲值：這個值只能由現(xiàn)場測試得出。測試背景噪聲時，我們會要求關(guān)閉噪聲源，在噪聲控制點處進行測量。噪控所治理的只是針對噪聲源設(shè)備，而對背景噪聲我們是“無能為

5、力”的。因此，現(xiàn)場測試時要現(xiàn)場的背景噪聲作出較準(zhǔn)確測量，一是便于進行噪聲控制設(shè)計；二是以便在工程驗收時對背景噪聲的影響進行修正，減去背景噪聲對噪聲源治理后的影響，利于工程驗收。4、現(xiàn)場安裝環(huán)境測量值：這些值的測量一般是對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計做準(zhǔn)備。這是現(xiàn)場測試時最為“麻煩”的一個測試，也是最容易出錯、最不能出錯的環(huán)節(jié)。一般需要測試人員對自己的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)能力、可能的聲學(xué)處理方式有比較清晰的了解。比較復(fù)雜的現(xiàn)場，會進行多次測量才能最終確認。一個好的鋼結(jié)構(gòu)或安裝方案對最終的報價與工程的安全性有著直接的影響。2、現(xiàn)場噪聲值的測量需對現(xiàn)場環(huán)境進行11或13倍頻的測試，以便進行聲學(xué)計算。具體測試方法請見：現(xiàn)場測

6、試及檢測方法。3、聲學(xué)計算根據(jù)業(yè)主提供的治理目標(biāo)，我們即可以開始聲學(xué)計算。這是整個噪聲控制方案的關(guān)鍵。冷卻塔的聲學(xué)計算主要包括兩個方面：一是聲源處理后的聲學(xué)計算：主要包括進出風(fēng)消聲器所起到的降噪效果計算、聲屏障所起到的降噪效果計算、設(shè)置防水墊所起到的降噪效果計算；二是總體治理效果計算：一般會直接將上述結(jié)果相加。對有多臺冷卻塔或背景噪聲較高的情況下，也需要我們做一些聲級加減求和的工作。一般上述理論結(jié)果與實際完成后的結(jié)果會有出入，需要作一定的修正。只有通過上述的聲學(xué)計算我們才可能對每個方案做到心中有數(shù)。4、結(jié)構(gòu)設(shè)計冷卻塔噪聲治理結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要根據(jù)實際情況設(shè)定。主要包括聲屏障的結(jié)構(gòu)設(shè)計和消聲器設(shè)計結(jié)

7、構(gòu)。附：管式消聲器結(jié)構(gòu)及消聲量計算表34ms折板阻式消聲器結(jié)構(gòu)及消聲量計算表34ms冷卻塔風(fēng)機出風(fēng)段經(jīng)過冷卻塔填料造成的噪聲衰減及原消聲器的噪聲衰減（由于通道過大，消聲器的失效頻率大約在104Hz,因此該消聲器聲衰減量在人的聽域范圍內(nèi)勻不大于3db）后估計在64左右減振器特點:依減振器所在部位是否作旋轉(zhuǎn)運動來分，減振器可分為固定式減振和旋轉(zhuǎn)式減振兩種。固定式減振是指對固定機件采取減振措施，例如機座減振器；旋轉(zhuǎn)式減振是指對旋轉(zhuǎn)體采取減振措施，例如轉(zhuǎn)子減振器、軸承減振器等。固定式減振主要是機座減振，機座減振應(yīng)用很廣泛。機座減振可以采用橡膠減振器、彈簧減振器、流體減振器等，根據(jù)不同情況采用不同減振器

8、，一般以橡膠減振器應(yīng)用較多。橡膠是較理想的減振材料，對振動有阻尼作用。橡膠有很大的線性柔韌性，幾乎可被拉伸到破裂而不失去其彈性，并且能承受交變應(yīng)力而不易出現(xiàn)疲勞。橡膠和水一樣，幾乎不可壓縮，受壓后僅產(chǎn)生彈性變形，但其體積不變。當(dāng)溫度低于攝氏零下30度時，橡膠的彈性顯著降低，故橡膠減振器不宜在嚴寒條件下工作；同時橡膠也不耐高溫，其工作溫度最好不超過攝氏75-80。橡膠的受壓強度比受拉強度大很多。橡膠的拉伸長度一般比壓縮距離約大6倍。橡膠受拉伸或壓縮時，其自然振動頻率并不相同。橡膠有“彈性后效”現(xiàn)象，即橡膠在受壓縮后約20分鐘內(nèi)變形增加很快（約25%,即變形比1.25）;此后，變形很慢，約到15天

9、后，變形才增大到約50%。橡膠減振器的這些物理特點都會影響到減振器的設(shè)計選型和應(yīng)用，用戶在使用減振器時，應(yīng)該多了解和注意冷卻塔減振降噪治理實例冷卻塔底座加強減振措施對冷卻塔機械振動的控制，最行之有效的方法是從振動傳遞路徑上進行隔離。當(dāng)前，對轉(zhuǎn)速900r/min以上的水泵、風(fēng)機等設(shè)備，具隔振設(shè)計已相當(dāng)成熟，故選用了技術(shù)成熟的阻尼彈簧隔振器系列產(chǎn)品，其固有頻率為3.5Hz,能得到滿意的隔振效果。然而，常規(guī)產(chǎn)品對于低轉(zhuǎn)速（300r/min）的冷卻塔是無能為力的。為此，筆者專門聯(lián)系廠家咨詢了低頻的彈簧隔振器，對隔振器彈簧采用超常設(shè)計，取大直徑、大中徑、高徑比小、并且具有應(yīng)力小、抗疲勞強度高、水平剛度大

10、、使用壽命長、被隔振設(shè)備運行穩(wěn)定性好、高度可調(diào)和安裝方便等優(yōu)點。按照冷卻塔基礎(chǔ)布置情況，冷卻塔底座加減振器選用某品牌的ZGT-D2型鋼彈簧減振器。每臺冷卻塔選用減振器20個，根據(jù)受力狀況均勻布置，從而消除減少冷卻塔從安裝基礎(chǔ)傳遞至建筑結(jié)構(gòu)荷的噪音振動。該項目采用的ZGT-D2型可調(diào)式低頻阻尼鋼彈簧減振器，是制造商根據(jù)大型冷水機組、冷卻塔、動力設(shè)備低速、擾力較大而設(shè)計的產(chǎn)品，由多重組合彈簧組成，彈簧件選用優(yōu)質(zhì)60Si2Mn彈簧鋼材，耐疲勞、強度高、承載力大、使用壽命長；上下鋼板及鋼板外表面黏貼橡膠防滑墊等組成。此產(chǎn)品安裝方便，穩(wěn)定性好，固有頻率低，隔振效果顯著等特點。安裝時可直接安放在設(shè)備下，若

11、動力設(shè)備擾力較大，先調(diào)節(jié)重心，并將減振器底座固定孔用螺栓固定地基。本項目減振器的安裝采用均勻分布，具體方式如下圖：*I-一-:-:.Y:*YWE.TI.:：£.>:軍S/E:*:.J':<-:>.:>J*：U-一-二>jjJ圖1冷卻塔基礎(chǔ)加裝減振器布置圖3.2 冷卻塔進出水管加軟接隔離振動傳播在冷卻塔進出水接口加裝橡膠撓性接管，以隔絕冷卻塔向冷卻水管路系統(tǒng)傳遞振動和噪聲，同時也避免冷卻水泵的振動經(jīng)冷卻水管傳遞至冷卻塔引起共振。冷卻塔進出水管軟接選用某品牌的JZH1-N型橡膠撓性接管（單球體）。其該類產(chǎn)品采用外國線材技術(shù)，由內(nèi)膠層、尼龍簾布增強、外

12、膠層復(fù)合的橡膠球體、骨架層硬鋼絲和低碳鋼3600轉(zhuǎn)動法蘭組成。具有耐高壓抗爆力大、彈性好、位移量大、吸振能力強、減噪效果好等特點。專業(yè)用來防護和治理暖通空調(diào)水系統(tǒng)管道工程隔振降噪。3.3 更換低噪音風(fēng)機及電機本項冷卻塔風(fēng)機及電機的運轉(zhuǎn)振動及噪音是冷卻塔振動及噪音的主要來源目將原有的風(fēng)機更換成更低轉(zhuǎn)速、更低噪音的新型風(fēng)機，從源頭上減少冷卻塔的振動及噪音。傳統(tǒng)的冷卻塔風(fēng)機為4葉片，但目前也有更低轉(zhuǎn)速、更低噪音的6風(fēng)葉風(fēng)機。筆者通過多方調(diào)研和論證比較，在本項目中采用了此項技術(shù)，原有風(fēng)機為4葉片，轉(zhuǎn)速為300r/min,選型更換為六風(fēng)葉風(fēng)機，轉(zhuǎn)速約降至220r/min。本項改造中，風(fēng)葉的選型及裝配至關(guān)

13、重要，為了提高風(fēng)機的效率，風(fēng)葉與風(fēng)筒間需保持盡量小的間隙。由于風(fēng)筒是玻璃鋼材質(zhì)，剛度較差容易變形，變形嚴重時，風(fēng)葉會蹭到風(fēng)筒，劇烈摩擦?xí)癸L(fēng)葉及風(fēng)筒嚴重磨損，甚至折斷風(fēng)葉。因此須控制風(fēng)葉與風(fēng)筒間隙在2035mm,并有效地控制其運轉(zhuǎn)振動的水平偏移位置，以保證風(fēng)葉與風(fēng)筒的配合。3.4 風(fēng)機電機變頻節(jié)能改造由于冷卻塔的設(shè)備容量是根據(jù)在夏天最大熱負載的條件下選定的，在實際設(shè)備運行中經(jīng)常是處于在較低熱負載的情況下運行，因此，通過變頻驅(qū)動控制調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)機電機的轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)部分負荷情況，既能節(jié)約電耗，又能在大部分時間降低電機及風(fēng)機轉(zhuǎn)速，同步實現(xiàn)節(jié)能及降噪的目的。本項目通過對風(fēng)機電機增加電氣驅(qū)動的變頻改造，在

14、絕大部分時間實現(xiàn)了良好減振降噪效果，并且改造工程完工并投入使用后的第一年期間實現(xiàn)了節(jié)電率達28%30%的良好經(jīng)濟效果。在本項目中，為4臺冷卻塔風(fēng)機電機各配備一臺變頻器，根據(jù)冷卻塔出水溫度的變化來對冷卻塔風(fēng)機運行轉(zhuǎn)速進行變頻驅(qū)動控制，實現(xiàn)對冷卻塔出水溫度的調(diào)節(jié)，從而使冷卻水系統(tǒng)的水溫控制在一個穩(wěn)定的狀態(tài)。變頻驅(qū)動控制方式如下：a）正常使用的運行啟動時，啟動開關(guān)切至自動運行模式，冷卻水泵啟動后自動啟動第一臺冷卻塔風(fēng)機，由溫度傳感器測定冷卻塔出水溫度，并在冷水機組啟動后經(jīng)過控制器根據(jù)設(shè)定的控制溫度和實測溫度的比較運算來控制冷卻塔風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)風(fēng)機的運行風(fēng)量，從而控制冷卻塔的出水溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)。b）如一臺冷卻塔風(fēng)機滿載運行時尚不能滿足冷卻降溫要求時，系統(tǒng)自動增加啟動一臺冷卻塔風(fēng)機，依此類推，直到滿足運行所需的冷卻降溫要求為止（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計工況為冷卻水出水水溫w32C）。運行負荷的減載控制則為逆向進行，整個控制系統(tǒng)為一個閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并加入設(shè)備