自然通风冷却塔的噪声污染

倪季良
（国电公司西北电力设计院，陕西 西安 710032）

　　摘要：冷却塔的噪声污染正成为当今亟待解决的新问题。本文从噪声的危害及环境噪声国家标准谈起，结合冷却塔噪声的实测结果就冷却塔噪声的成因、性质及其治理目标和治理方法提出自己的初浅看法。希望通过它有助于推动我国冷却塔噪声治理技术的起步和发展。
　　关键词：冷却塔；噪声污染；治理；综述
　　中图分类号：TU991.42
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455(2001)05-0004-03

1 问题的提出

　　冷却塔噪声是冷却塔与生俱来的运行特征，数十年来人们对此已习以为常。近年来，随着人民生活水平的逐步提高以及环保意识的逐步增强，人们对生存环境的质量要求越来越高，冷却塔噪声对周围环境的影响已越来越引起人们的重视，开始出现了治理冷却塔噪声污染的呼声，由此引出的环保诉讼已令某些电厂烦恼不己，有的甚至背上了高额罚款的包袱。小型机力塔的消声降噪技术起步较早，正在不断发展、探索、提高的过程中趋于完善，而大型冷却塔噪声的防治技术在我国还是空白，于是探讨大型冷却塔噪声的防治技术便成为当今冷却塔技术的新课题。

2 环境嗓声国家标准

　　噪声是当今社会环境的主要污染源之一，它对人们的生活及工作的影响不可低估，长时间、高强度的噪声刺激，可导致听觉损害、听力减弱直致发生噪声性耳聋。此外，噪声对神经系统、脑功能、心血管系统、消化系统等都有程度不同的暂时的、持久的甚至不可逆的损害。为控制噪声的危害，国家制订了环境噪声国家标准（GB 3096-93）^[1]见表1。

表1 城市区域环境噪声标准等效声级　　　dB(A) 适用区域 白天 晚上 特殊住宅区 45 35 居民、文教区 50 40 一类混合区 55 45 二类混合区、商业中心区 60 50 工业集中区 65 55 交通干线道路两侧 70 55

　　注：本标准值为户外容许噪声级。测点选在受噪声影响的人居住或工作的建筑物外1m，离地面1.2m以上的噪声影响敏感处（例如窗外1m处）。

3 冷却塔的落水噪声及其治理目标

3.1 冷却塔噪声的检测
　　表2给出了由金坛塑料厂提供的国内一些自然通风冷却塔的噪声实测值。

表2 部分自然通风冷却塔噪声实测结果（平均值） 测试单位 塔面积／m2 声级／dB 倍频程声级/dB A C 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 仪化电厂 2000 84.0 83.3 61 64 67 74 75.6 76.6 78.8 76.1 仪化电厂 3500 86.1 85.2 61 61 64 75 77.9 78.8 80.7 77.5 南京热电厂 3500 83.8 戚墅堰电厂 5000 82.4 吴径电厂 9000 85.5 84.3 65 62 65 76 78.1 78.0 79.3 75.2

　　注：测点高1.2m、距池边1m处^[2]，戚墅堰及吴径塔为环板基础，进风口（人字柱）在水池边以内5m左右。

3.2 冷却塔噪声的声源特性
　　声源属性——塔内冷却水下落对池水的大面积连续的液体间撞击产生的稳态水噪声；是主要的三大类工业噪声成因^[3]（机械噪声、空气动力噪声、电磁噪声）之外的一种特殊噪声。属（弧形）面声源，其近距离的衰减特性介于面声源与线声源之间；
　　落水撞击瞬时速度—7～8m/s^[4]；
　　声源声级—80dB(A)^[5]以上[距水池边沿（一般塔即为进风口底边）1.0m、高1.2m处]；
　　频谱—以中频（500～1000Hz）、高频成分为主的广谱噪声。
3.3 冷却塔噪声的治理目标
　　大型冷却塔的噪声属于中高频稳态噪声，来源于塔中相当于暴雨强度数十倍的高密度落水对池水的大面积连续性直接撞击。由于其声源庞大、声功率级强，频带宽、中频衰减小、传播距离远，对周围环境的影响力度及影响范围非同一般。国内大多数电厂远离城镇，周围人口少，噪声危害并不突出。但仍有部分建在市郊的电厂的冷却塔噪声对周围环境产生了较大的影响，受声点噪声级显然超出了相应于当地环境的噪声国家标准，位于这些地区的冷却塔理应归于治理之列。
　　冷却塔噪声的治理目标原则上应是将受声点噪声级控制在相应于当地环境的噪声国家标准以内。具体来说，对于冷却塔周围有降噪要求的区域，受声点的噪声级可参照表1（国标）中的二类混合区或工业集中区的环境噪声标准加以控制。此外，由于冷却塔的噪声属于连续均衡、不分昼夜的稳态噪声，因而受声点的噪声控制一般应以夜晚时段的噪声标准为准，这样位于上述二个区域的受声点的噪声控制标准就分别为50dB(A)及55dB(A)。然而对于夜晚无人的受声点，其噪声控制标准应可适当放宽，建议可以白天的噪声标准为准，也就是可提升（放宽）10dB，分别为60dB(A)及65dB(A)。

4 治理冷却塔噪声的基本途径及方法

4.1 治理途径
　　针对噪声的发生机理、传播方式，可以把冷却塔噪声的治理归结为塔内、塔外两条基本途径，塔内以声源的降噪治理为主；塔外则包含有传声途径上的声波阻隔（隔声）、声波吸收（合沿程吸收衰减）以及距离衰减（声能扩散）等三个环节。其中以声波阻隔辅以声波吸收为塔外治理的主要手段。
4.2 治理方法
　　从上述两条基本途径着手，根据噪声控制的基本原理可以采用或开发多种具体的噪声治理方法。其中针对塔外传声途径的声波阻隔技术是目前国外（哈蒙、马利、基伊埃、隔而固等公司）常用的噪声治理方法。针对塔内声源的治理技术不仅在国内是个空白，在国外也不多见，显然塔内声源的治理技术存在着某种难度。但是着眼于塔内声源的治理技术无疑是一种效果显著的治本办法，尤其对于缺乏塔外治理空间条件的或不允许影响进风量的老塔更有开发价值。上述噪声治理方法，无论是塔内的声源治理技术还是国外已有应用的塔外声波阻隔技术，在我国都还没有应用实例，因此研究开发适用于我国国情的冷却塔噪声治理技术乃是当务之急。现根据冷却塔噪声治理的基本途径，列表归纳并推荐几种冷却塔噪声的治理技术供研究开发和应用，各自的特点、适用性见表3。

表3 冷却塔噪声治理方案的开发、选用参考 治理途径 降噪分类 降噪形式 降噪原理 降噪效果
参考值/GB 降噪要点 适用条件 备注 塔内声源 取消声源形成条件，避免落水直接撞击水面 倾斜组管结构 水击斜面无声擦贴附着铺展、减速消能 10～20 斜面存在一个最佳降噪倾角 适用于不允许影响进风量的老塔 国内开发 浓密针刺结构 水击密集针刺无声切割细化水束疏散消能 8～15 针刺细密，效果就好 同上 国内开发 多层细眼丝网 水击密集丝网无声切割细化水束疏散消能 同上 待开发 滚动柔性结构 水击柔性毛绒吸收消能、滚动漂洗冲刷自洁 同上 待开发 塔外传播途径 阻隔声波
（含吸声功能） 声 隔声墙 阻隔声源射向受声点的直达声波 ＞10 墙体越厚越高效果越好 适用于设计中已考虑进风阻力的新塔或可局部设置 国外应用 隔声堤 同上 ＞10 堤身越高效果越好 不影响进风，适于塔外治理空间充足的新、老塔 国外应用 屏 隔声建筑 同上 ＞5 建筑越高效果越好 利用塔边原有建筑物并宜更改为库房类无人建筑 障 吸声型 阻隔并吸收声源射向受声点的直达声波 ＞15 屏顶越高效果越好 适用于设计中已考虑进风阻力的新塔或可局部设置 国外技术 隔声屏 百叶窗式消声罩 消声器“封闭”进风口，其它同隔声屏 ＞20 效果与投资及阻力有关 适用于设计中已考虑进风阻力的新塔 国外技术 沿程衰减 植树造林 吸收声波衰减声能 (2-3)/10m 树高林密精选树种 受声点与声源间存在大片空地 辅助措施 距离衰减 远离冷却塔 声能在作半球面波扩散的过程中自然衰减 远离才有效果 生活、工作环境须远离冷却塔，是一种被动应对措施 冷却塔选址时考虑

4.3 噪声治理设施的基本技术要求
4.3.1 塔内声源治理
　　①材质耐用、使用年限长：耐疲劳，抗冲击；耐水泡，抗冰冻；耐腐蚀，抗老化；不易结垢，自洁性好。
　　②结构合理、消声性能长期不变：不淤积不堵塞；不易破碎、不留后患、不堵凝气器。
　　③安装简便、运行可靠、维修容易、不堵出口。
　　④降噪效果好。
4.3.2 塔外声波阻隔
　　①不影响冷却塔的设计进风量，进风阻力宜小；
　　②经济耐用、美观大方；维修方便、消声性能长期不变；
　　③隔声、消声效果好。
4.4 冷却塔噪声治理方案的选择
　　开发、确立冷却塔噪声治理方案时就如下考虑：
　　①以受声点的降噪要求作为冷却塔噪声治理的立项依据，将受声点所在区域的噪声级标准作为冷却塔噪声的治理目标；
　　②以受声点的位置分布为依据，在全方位治理与有选择的局部定向治理方案之间作出选择；
　　③以受声点的治理目标与该点当前的噪声级之间的声级差作为具体的降噪任务；
　　④根据降噪任务的轻重，在采用单一的治理方法与多种方法并用的综合治理方案之间作出选择；
　　⑤根据受声点离声源的远近及其提供的治理空间的大小，因地制宜选择合适的降噪方案；
　　⑥不允许影响进风量的老塔宜采用塔内的声源治理技术；
　　⑦技术经济比较是确定最终的噪声治理方案的重要决策依据，投资规模、维修保养费用、降噪效果、安全可靠性、不良副作用、使用年限等因素都是重要的评估、分析内容。
　　关于冷却塔噪声声源治理方面的试验研究成果笔者将另文介绍。

参考文献：
[1]GB 3096-93，城市区域环境噪声标准[S]．
[2]GB/T 14623-93，城市区域环境噪声测量方法[S]．
[3]徐世勤，王樯．工业噪声与振动控制[M]．北京：冶金工业出版社，1999．
[4]赵振国．冷却塔[M]．北京：中国水利水电出版社，1996．
[5]王建荣．火电厂冷却塔噪声防治措施分析与探讨[R]．南京；江苏省电力设计院，2000．

作者简介：倪季良（1941～），男，汉族，教授级高工，电话：(029)2525812转2426。