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摘要：根据国内以天然气为燃料的燃气—蒸汽联合循环热电厂特点，工程实践表明，蒸汽轮机房、燃气轮机、余热锅炉、机力通风冷却塔、变压器、天然气调压站等区域，以及循环水泵房、化水车间等辅助设备房是主要的噪声辐射 区，并对这些区域的声源设备及声源特性进行分析。同时，对各重点声源区域噪声提出具体控制技术措施。
关键词：燃气轮机；蒸汽轮机；联合循环；热电厂；噪声
燃气―蒸汽联合循环发电机组以天然气、燃油 和整体煤气化为主要燃料。由于天然气是石化能源中最洁净的燃料，在燃烧性能、热值、运输等各方面都呈现了优越的性能，以天然气为燃料的燃气—蒸汽轮机联合循环机组与常规火力发电机组相比具 有最低的污染排放。由燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机组成的联合循环电厂由于高效率、低排放、运行方式灵活、调峰性能好，在发电领域中起着日益重要的作用。本文将结合工程实践总结，对以天然气为燃料的燃气—蒸汽联合循环热电厂主要噪声源进行分析，并探讨性地提出该类电厂相关噪声控制技术措施。
一、主要噪声源分析
1、主要噪声源区域及噪声水平
燃气—蒸汽联合循环热电厂厂区分布有燃气轮机、燃气发电机、蒸汽发电机、机力通风冷却塔、燃机主变压器、汽机主变压器、天然气增压设备 以及各种辅机、水泵、风机等上百个声源设备。根据燃气—蒸汽联合循环热电厂特点，对设备相对集中、噪声辐射面广、治理难度较大的声源区域进行分析。
2、燃气轮机区域噪声分析
燃气轮机组在厂区一般为露天布置，因功率大、高强噪声源，近场噪声级一般大于85 dB（A），其低、中、高频率声级均较高，属宽频噪声。噪声主要来自于燃气轮机本体、燃机发电机、燃气轮机进风口和烟囱排气口。
燃气轮机组进气管壁辐射噪声燃气轮机增压机和透平机的高噪声透过燃气轮机组进气管管壁向外辐射，气流激发管道振动辐射噪声，燃气轮机进气管壁辐射的噪声大于 85dB（A），含有较多的低频成分。燃气轮机组空气过滤器进风口噪声轮机空气过滤器进风口辐射的噪声，其声级一般大于80dB（A），低频成分多。噪声通过空气过滤器后虽得到较大幅度衰减，但过滤器对噪声的衰减有明显的选择性，即高频衰减多，低频衰减少，从空气过滤器进风口辐射的噪声往往以500 Hz以下低频为主。
3、余热锅炉区域噪声分析
余热锅炉本体噪声主要有锅炉和烟囱之间膨胀节的漏声、锅炉水平烟道辐射噪声、锅炉顶层中高压给水调节阀后隔离阀节流噪声，以及锅炉制氧罐噪声。余热锅炉本体近场平均噪声级一般大于80 dB（A），主要集中在500 kHz以下频段。
锅炉给水泵区噪声余热锅炉区域地面层一般设置有低压省煤器循环水泵和高中压给水泵，采取露天布置或置于半封闭水泵间。锅炉给水泵区噪声主要有电磁噪声、机械 噪声、流体通过管道和阀门的节流噪声等，其近场噪声级一般大于85dB（A），且低、中、高频率声级均较高，其中125Hz～1000 Hz频段噪声相对较大，属宽频噪声。
4、机力通风冷却塔区域噪声分析
大型机力通风冷却塔噪声主要包括淋水噪声、风机空气动力性噪声、冷却塔电机噪声、传动装置产生的机械噪声、减速箱及其电 机振动导致的固体传声。
冷却塔风口辐射噪声采用机力通风冷却塔进行冷却，并配置有多组多格冷却塔。机力通风冷却塔区域噪声成分中，主要是从进风口和排风口辐射的噪声。进风口辐射的冷却塔振动“二次”噪声，机力通风冷却塔在设计时大多将动力设备与其基座刚性连接，而基座平台往往与冷却 塔塔体相连。冷却塔高速旋转时，在动力设备的激励下，必然会引起冷却塔墙体出现高频强迫振动，墙体振动以面源的形式向外辐射出以中低频率为主的高噪声。
5、变压器区域噪声分析
变压器噪声主要由三部分组成：一是铁心硅钢片的磁致伸缩振动噪声；二是线圈导线产生的电磁噪声；三是变压器冷却风扇产生的气流噪声。燃气—蒸汽联合循环热电厂变压器区域近场噪声级一般大于65 dB（A），由于变压器线圈铁心在磁通作用下产生磁致伸缩的影响，噪声在500 Hz以下低频部分比较丰富，呈现中低频特性。
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6、天然气调压站区域噪声分析
天然气调压站主要功能是把送至电厂的天然气进行增压，并经天然气前置模块预加热和过滤后送至燃气轮机。天然气调压站在运行过程中近场噪声级一般大于75 dB（A），主要集中在1000 Hz以上频段，呈现中高频特性—蒸汽联合循环热电厂变压器区域近场噪声级一般大于65dB（A），由于变压器线圈铁心在磁通作用下产生磁致伸缩的影响，噪声在500 Hz以下低频部分比较丰富，呈现中低频特性。
二、噪声控制技术措施
1、蒸汽轮机房区域措施
蒸汽轮机主厂房一般设计为高大空间框架轻钢结构，下部为土建结构，中部、上部和屋面均采用单层彩钢压型板做墙体。厂房内声源设备繁多，噪声强度高，而单层彩钢压型板墙的隔声量极其有限，同时厂房的门、窗、风口、孔洞等又是隔声薄弱部位，因此，对主厂房噪声的控制，常采取以下主要技术措施：一是，墙体隔声吸声处理。蒸汽轮机厂房的单层彩钢压型板墙体往往不能满足隔声降噪量要求，厂房内是一个大型声混响空间，如不进行内部吸声处理，厂房墙板和屋面隔声负荷将大大增加；二是，进排风消声处理。蒸汽轮机房一般为自然通风散热，噪声会通过墙面进风口和屋顶散热风口辐射。需增加机械排风措施，并在屋顶排风口设置1000mm～1 500 mm长的排风消声通道 墙面进风口设置2000 mm～2500 mm长的进风消声通道；三是，门窗隔声处理。蒸汽轮机厂房采用与墙体隔声量匹配的隔声门和隔声窗，墙面一般采取安装双层隔声窗的措施。
2、燃气轮机及余热锅炉区域措施
余热锅炉一般露天安置，因工艺需要，燃气轮机系统和余热锅炉系统常紧临布置，该区域高强噪声直接向周围辐射，对周围噪声贡献明显。主要技术措施：一是，燃气轮机和锅炉本体采取紧身封闭隔声，紧身封闭高度至燃气轮机和锅炉主体顶部，并依所需降噪量决定是否设封闭屋面；在燃气轮机和余热锅炉烟囱顶部，设计专用的排气消声器；燃气轮机和余热锅炉紧身封闭完成后，还需对外侧的各种管道进行隔声包扎；二是，余热锅炉给水泵区隔声处理。设置水泵隔声间，对便于设备运行观察和检修而预留的门窗，安装与隔声间墙板隔声量相匹配的隔声门窗，门窗设置尽量背向厂界侧；室内设置一定数量吸声面积以改善混响。
3、机力通风冷却塔区域措施
通风冷却塔的噪声控制，必须充分考虑以下方面的问题：一是，机力通风冷却塔轴流风机压头很小，对外围设计增加的阻力损失十分敏感，会影响机组的效率；二是，冷却塔消声装置的设计应首先考虑阻力损失，即依据不影响冷却塔正常运行的最大阻力损失来设计消声装置，有可能达不到所要求的最低降噪量，如果两者发生冲突，只能优先考虑阻力损失，而非声学效果；三是，冷却塔降噪常需采取双管齐下的方式，既要从设备源降低噪声，又要在外围设置降噪措施，两者缺一不可；四是，通常因冷却塔风机基础 没有专业的减振设计，容易产生强烈的固体“二次” 噪声，并成为导致厂界噪声超标的主要原因之一。
4、变压器区域措施
变压器本体采取降噪措施可能性很小，只能在传播途径上采取措施，常在 变压器周围设置一定高度的隔吸声屏障。考虑变压器区域噪声属于穿透力很强的低频电磁噪声，针对变压器的低频噪声，采用“隔声+吸声+共振腔” 阻抗复合式声学结构设计的特殊声屏障，该声屏障弥补了阻性吸声结构声屏障低频吸 声系数偏低的弱点。为了更好地满足变压器通风散热要求，在声屏障下部变压器机体位置预留一定面积的进风口，并在进风口处设置阻抗复合式声学结构的消声通道。
5、天然气调压站区域措施
天然气调压站包括室内天然气增压和室外调压两部分。用于增压的天然气压缩机布置在室内，压缩机噪声会通过建筑物透射和门、窗以及进排气口向外界传播；天然气室外调压部分噪声则直接向外界传播。由于天然气压缩机布置在土建结构厂房内，处理好隔声门窗和通风系统消声量与墙体隔声量相匹配即可。天然 气调压站室外部分则采取设置隔声屏障的措施，由 于天然气调压站区域的噪声为中高频特性噪声，隔声屏障采用阻性吸声结构声屏障即可，厚度常用 100 mm，隔声屏障安装高度和位置根据声源水平及周围环境确定。
结束语：以天然气为燃料的燃气—蒸汽联合循环热电厂是清洁、高效、环保型电厂，该 类电厂独特的特点决定了其多数建设在经济较发达、人口较稠密的大、中城市附近。电厂设备声源多、种类复杂、辐射面广、约束条件多、综合性要求高、声源识和噪声控制难度大。噪声控制技术措施，仍能实现有效的噪声控制。
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论文作者:黄紫燚 彭志军
论文发表刊物:《基层建设》2016年23期
论文发表时间:2016/12/8
标签：噪声论文; 燃气轮机论文; 冷却塔论文; 声源论文; 蒸汽论文; 天然气论文; 锅炉论文; 《基层建设》2016年23期论文;