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摘要：据调查，国内燃气火力发电企业工作场所噪声超标率在40%以上，由于接触高强度噪声导致的听力损伤情况不断出现。我们2020年通过对某燃气火力发电企业周围居民生活环境噪声检测，利用声相仪进行噪声源识别，结合设备近场及居民敏感点的噪声频谱分析，为类似企业减少或预防噪声提供指导和依据。下面本文就对此展开探讨。
关键词：城市燃气;电厂噪声;识别;治理;
1 城市燃气电厂概述
随着国家环保政策、执法力度越来越严格，工业、企业噪声超标问题亟待解决。本文以某垃圾发电厂为例，简要介绍电厂主要声源、识别与治理，为噪声治理、环境影响评价工作提供参考。某燃气电厂厂址位于新城区域，除东北方向外，其他方向均背靠山丘，西南侧厂界设有8m高挡土墙，挡土墙上设置栅栏围护。机力冷却塔近似平行于挡土墙设置，最近距离约7m，循环水泵房垂直于机力冷却塔的长边方向布置，循环冷却塔短边方向靠近挡土墙。按照项目环评批复要求要求，该项目厂界噪声执行GB12348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》中2类标准，即昼间60dB（A），夜间50dB（A）。当地环保部门督查执法发现本工程西南厂界噪声超标。
2 城市燃气电厂噪声特征及原因
2.1 城市燃气电厂噪声特征
不同的设备产生不同的噪声，由机器来表征，噪声的不同特征从根本上来说是合理的。这样可以开发具有较高研究价值的特定降噪方案。变压器的磁应变和线圈周围的振动频率是电流的两倍，因此声速是电流的两倍，而磁针呈非线性拉伸，磁石贯穿框架的不同部分，使得振动频率范围内的基频和HKMG频率相等。电源电抗器的干扰频率也是原来的两倍，负载更大。管理难度较大，因为这两类低频噪声回避障碍，传播到更远的距离。风扇噪音主要是中频和高频、短波长和快速衰减，因此噪音相对简单。
2.2 噪声产生的原因
本研究选取的研究对象个体8h噪声接触剂量检测结果均在80dB（A）以上，超标率仅为6.67%，分析原因与本次現场检测为个体接触剂量，有别于以往工作场所噪声定点检测结果。另外，也可能与本企业现场人员为每班多人轮流巡检作业有关。提示该燃气电厂噪声不仅给接触人员听力损伤发生的风险较高而且对周围的居民正常生活带来困扰。
2.2.1 变压器本体噪声
1）由于磁场变化引起的长度变化较小，磁性会拉伸，从而使磁频率变化时磁铁定期振动。镁管引起的噪音是电力变压器中机体的主要噪声源。2）镁半导体的实现，其中磁铁是由间隙电磁力引起的，导致镁的振动大大低于硅半导体的阻塞压力，这种压力在实际变压器设计中可能被忽略。3）安装在变压器壁和壳体壁上的磁致伸缩污染可能导致噪音。
2.2.2 冷却系统
变压器冷却系统冷却方式如下：空气介质上的自然冷却;强制风冷却。用变压器油浸泡的换油冷却、油液冷却、强制油循环冷却、强制油循环水冷却;SF6介质的空气冷却;氧化镁物质的相对冷却。冷却系统的噪音主要由风机和油泵的振动引起。自然冷却最初用于干式变压器冷却系统，不会产生噪音负荷，且成本较低。随着技术的不断发展，基于自然冷却原理，风扇的使用使空气侧冷却到变压器必须冷却的程度，从而产生强制风冷却。由于风扇噪音大，风扇设计、使用的叶片数和散热器放置是变压器冷却系统规划的重要因素。通常，功率为0.55kw、转速为720R/min的旋转机械产生60dB（A，下）的噪音。油的自然热流热量有限，因此设计者在散热器和油箱连接点处添加油泵，用油泵将油插入油冷却器并重新插入油箱，但油箱本身的运动引起噪音。由于变压器冷却系统的不断发展，产生了额外的SF6冷却、相对相冷却等。
3 噪声模拟分析
根据模拟分析结果，燃机进风口与风道噪声贡献量为52.0～53.8dB，其中燃机进风口对居民高层噪声贡献为45.4～47.6dB，燃机进风风道与变径处对居民高层噪声贡献为50.9～52.6dB;前置模块对居民高层噪声贡献为45.0～50.0dB;燃机罩壳冷却风机出风口对居民高层噪声贡献为52.1～54.3dB。根据计算，3个噪声源的噪声叠加影响后传播到高层居民楼窗外噪声为55.6～57.3dB（A）。按照工程实际的声扩散机理以及声环境影响评价技术导则要求;
以 Vert.Area Source 紧贴机力冷却塔设置与淋水高度相同的2个垂直面声源，电机作为点声源，风机筒壁作为声源辐射面设置声源;将循环水泵房的薄弱环节门、窗等设置为垂直面声源。 声源数据采用实测数据，如表1所示。
4 噪声控制设计与措施
由于燃机进风系统处于燃机厂房屋顶，厂房立柱荷载裕度有限，对采取降噪措施增加的荷载严格限制，设计最终确定选用进气风道阻尼隔声包扎的措施，进气口外由于厂房立柱荷载及已有隔声屏障之间空间限制不再采取措施。燃机罩壳排气风机排口处在锅炉厂房顶部室外，在排口设置阵列式消声器，消声器设计消声量IL≥25dB;阻力损失<140Pa。前置模块区域厂房顶部敞口且临近厂界，根据测试分析确定产生强烈噪声的部位为产生气流节流的调节门及其管道，故此将此调节门移到已采取降噪建筑结构的余热锅炉厂房内，减少此区域室外噪声泄露。
5 噪声控制工程效果
采取噪声治理措施后，对主要治理声源的近场噪声及敏感点住宅噪声进行再次检测及对比分析。根据实测结果，治理后进气风道壁面噪声总声压级减低了15～16dB（A），其中峰值频率1600Hz噪声降低14～15dB，第二峰值频率3150Hz噪声降低了21dB，治理后噪声已得到非常大的改善。燃机进风口由于受到现场条件限制未采取降噪措施。根据进风口处实测结果，燃机罩壳排气风机噪声在治理后噪声总声压级也减低了26.7dB（A），各频带噪声都得到明显改善。治理后敏感点高层居民楼屋顶1600Hz与3150Hz的峰值频率噪声已经消失，总计权声压级已从近60dB（A）降低到邻近交通干道为主要噪声源的区域环境噪声值55dB（A）。
结束语
综上所述，本案例采用声相仪进行噪声源分析，结合噪声源近场与附近敏感点的噪声频谱，准确识别出电厂主要影响噪声源，并重点针对燃机进气口管壁振动辐射噪声特点采取阻尼隔声降噪措施。通过对影响噪声源进行针对性噪声治理，取得非常明显的降噪效果，显著改善电厂周边敏感点声环境质量。
参考文献
[1] 苏喆靖，黄薇.探析变电站噪声问题及治理措施[J].节能与环保，2019（06）：161-163.
[2] 胡胜，卢铃，罗勇，熊俊峰，吴晓文，曹浩，曾慧芳，欧阳玲.电池储能变电站噪声特性及控制技术研究[J].高压电器，2019，55（11）：283-289.
[3] 王广周，张远.变电站铁心电抗器振动与可听噪声研究综述[J].高压电器，[J].高压电器，2019，55（11）：283-289.
关键词：城市燃气;电厂噪声;识别;治理;
1 城市燃气电厂概述
随着国家环保政策、执法力度越来越严格，工业、企业噪声超标问题亟待解决。本文以某垃圾发电厂为例，简要介绍电厂主要声源、识别与治理，为噪声治理、环境影响评价工作提供参考。某燃气电厂厂址位于新城区域，除东北方向外，其他方向均背靠山丘，西南侧厂界设有8m高挡土墙，挡土墙上设置栅栏围护。机力冷却塔近似平行于挡土墙设置，最近距离约7m，循环水泵房垂直于机力冷却塔的长边方向布置，循环冷却塔短边方向靠近挡土墙。按照项目环评批复要求要求，该项目厂界噪声执行GB12348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》中2类标准，即昼间60dB（A），夜间50dB（A）。当地环保部门督查执法发现本工程西南厂界噪声超标。
2 城市燃气电厂噪声特征及原因
2.1 城市燃气电厂噪声特征
不同的设备产生不同的噪声，由机器来表征，噪声的不同特征从根本上来说是合理的。这样可以开发具有较高研究价值的特定降噪方案。变压器的磁应变和线圈周围的振动频率是电流的两倍，因此声速是电流的两倍，而磁针呈非线性拉伸，磁石贯穿框架的不同部分，使得振动频率范围内的基频和HKMG频率相等。电源电抗器的干扰频率也是原来的两倍，负载更大。管理难度较大，因为这两类低频噪声回避障碍，传播到更远的距离。风扇噪音主要是中频和高频、短波长和快速衰减，因此噪音相对简单。
2.2 噪声产生的原因
本研究选取的研究对象个体8h噪声接触剂量检测结果均在80dB（A）以上，超标率仅为6.67%，分析原因与本次現场检测为个体接触剂量，有别于以往工作场所噪声定点检测结果。另外，也可能与本企业现场人员为每班多人轮流巡检作业有关。提示该燃气电厂噪声不仅给接触人员听力损伤发生的风险较高而且对周围的居民正常生活带来困扰。
2.2.1 变压器本体噪声
1）由于磁场变化引起的长度变化较小，磁性会拉伸，从而使磁频率变化时磁铁定期振动。镁管引起的噪音是电力变压器中机体的主要噪声源。2）镁半导体的实现，其中磁铁是由间隙电磁力引起的，导致镁的振动大大低于硅半导体的阻塞压力，这种压力在实际变压器设计中可能被忽略。3）安装在变压器壁和壳体壁上的磁致伸缩污染可能导致噪音。
2.2.2 冷却系统
变压器冷却系统冷却方式如下：空气介质上的自然冷却;强制风冷却。用变压器油浸泡的换油冷却、油液冷却、强制油循环冷却、强制油循环水冷却;SF6介质的空气冷却;氧化镁物质的相对冷却。冷却系统的噪音主要由风机和油泵的振动引起。自然冷却最初用于干式变压器冷却系统，不会产生噪音负荷，且成本较低。随着技术的不断发展，基于自然冷却原理，风扇的使用使空气侧冷却到变压器必须冷却的程度，从而产生强制风冷却。由于风扇噪音大，风扇设计、使用的叶片数和散热器放置是变压器冷却系统规划的重要因素。通常，功率为0.55kw、转速为720R/min的旋转机械产生60dB（A，下）的噪音。油的自然热流热量有限，因此设计者在散热器和油箱连接点处添加油泵，用油泵将油插入油冷却器并重新插入油箱，但油箱本身的运动引起噪音。由于变压器冷却系统的不断发展，产生了额外的SF6冷却、相对相冷却等。
3 噪声模拟分析
根据模拟分析结果，燃机进风口与风道噪声贡献量为52.0～53.8dB，其中燃机进风口对居民高层噪声贡献为45.4～47.6dB，燃机进风风道与变径处对居民高层噪声贡献为50.9～52.6dB;前置模块对居民高层噪声贡献为45.0～50.0dB;燃机罩壳冷却风机出风口对居民高层噪声贡献为52.1～54.3dB。根据计算，3个噪声源的噪声叠加影响后传播到高层居民楼窗外噪声为55.6～57.3dB（A）。按照工程实际的声扩散机理以及声环境影响评价技术导则要求;
以 Vert.Area Source 紧贴机力冷却塔设置与淋水高度相同的2个垂直面声源，电机作为点声源，风机筒壁作为声源辐射面设置声源;将循环水泵房的薄弱环节门、窗等设置为垂直面声源。 声源数据采用实测数据，如表1所示。
4 噪声控制设计与措施
由于燃机进风系统处于燃机厂房屋顶，厂房立柱荷载裕度有限，对采取降噪措施增加的荷载严格限制，设计最终确定选用进气风道阻尼隔声包扎的措施，进气口外由于厂房立柱荷载及已有隔声屏障之间空间限制不再采取措施。燃机罩壳排气风机排口处在锅炉厂房顶部室外，在排口设置阵列式消声器，消声器设计消声量IL≥25dB;阻力损失<140Pa。前置模块区域厂房顶部敞口且临近厂界，根据测试分析确定产生强烈噪声的部位为产生气流节流的调节门及其管道，故此将此调节门移到已采取降噪建筑结构的余热锅炉厂房内，减少此区域室外噪声泄露。
5 噪声控制工程效果
采取噪声治理措施后，对主要治理声源的近场噪声及敏感点住宅噪声进行再次检测及对比分析。根据实测结果，治理后进气风道壁面噪声总声压级减低了15～16dB（A），其中峰值频率1600Hz噪声降低14～15dB，第二峰值频率3150Hz噪声降低了21dB，治理后噪声已得到非常大的改善。燃机进风口由于受到现场条件限制未采取降噪措施。根据进风口处实测结果，燃机罩壳排气风机噪声在治理后噪声总声压级也减低了26.7dB（A），各频带噪声都得到明显改善。治理后敏感点高层居民楼屋顶1600Hz与3150Hz的峰值频率噪声已经消失，总计权声压级已从近60dB（A）降低到邻近交通干道为主要噪声源的区域环境噪声值55dB（A）。
结束语
综上所述，本案例采用声相仪进行噪声源分析，结合噪声源近场与附近敏感点的噪声频谱，准确识别出电厂主要影响噪声源，并重点针对燃机进气口管壁振动辐射噪声特点采取阻尼隔声降噪措施。通过对影响噪声源进行针对性噪声治理，取得非常明显的降噪效果，显著改善电厂周边敏感点声环境质量。
参考文献
[1] 苏喆靖，黄薇.探析变电站噪声问题及治理措施[J].节能与环保，2019（06）：161-163.
[2] 胡胜，卢铃，罗勇，熊俊峰，吴晓文，曹浩，曾慧芳，欧阳玲.电池储能变电站噪声特性及控制技术研究[J].高压电器，2019，55（11）：283-289.
[3] 王广周，张远.变电站铁心电抗器振动与可听噪声研究综述[J].高压电器，[J].高压电器，2019，55（11）：283-289.