倪季良
（國電公司西北電力設(shè)計院，陜西 西安 710032）

　　摘要：冷卻塔的噪聲污染正成為當(dāng)今亟待解決的新問題。本文從噪聲的危害及環(huán)境噪聲國家標(biāo)準(zhǔn)談起，結(jié)合冷卻塔噪聲的實測結(jié)果就冷卻塔噪聲的成因、性質(zhì)及其治理目標(biāo)和治理方法提出自己的初淺看法。希望通過它有助于推動我國冷卻塔噪聲治理技術(shù)的起步和發(fā)展。
　　關(guān)鍵詞：冷卻塔；噪聲污染；治理；綜述
　　中圖分類號：TU991.42
　　文獻標(biāo)識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2001)05-0004-03

1 問題的提出

　　冷卻塔噪聲是冷卻塔與生俱來的運行特征，數(shù)十年來人們對此已習(xí)以為常。近年來，隨著人民生活水平的逐步提高以及環(huán)保意識的逐步增強，人們對生存環(huán)境的質(zhì)量要求越來越高，冷卻塔噪聲對周圍環(huán)境的影響已越來越引起人們的重視，開始出現(xiàn)了治理冷卻塔噪聲污染的呼聲，由此引出的環(huán)保訴訟已令某些電廠煩惱不己，有的甚至背上了高額罰款的包袱。小型機力塔的消聲降噪技術(shù)起步較早，正在不斷發(fā)展、探索、提高的過程中趨于完善，而大型冷卻塔噪聲的防治技術(shù)在我國還是空白，于是探討大型冷卻塔噪聲的防治技術(shù)便成為當(dāng)今冷卻塔技術(shù)的新課題。

2 環(huán)境嗓聲國家標(biāo)準(zhǔn)

　　噪聲是當(dāng)今社會環(huán)境的主要污染源之一，它對人們的生活及工作的影響不可低估，長時間、高強度的噪聲刺激，可導(dǎo)致聽覺損害、聽力減弱直致發(fā)生噪聲性耳聾。此外，噪聲對神經(jīng)系統(tǒng)、腦功能、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等都有程度不同的暫時的、持久的甚至不可逆的損害。為控制噪聲的危害，國家制訂了環(huán)境噪聲國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 3096-93）^[1]見表1。

表1 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)等效聲級　　　dB(A) 適用區(qū)域 白天 晚上 特殊住宅區(qū) 45 35 居民、文教區(qū) 50 40 一類混合區(qū) 55 45 二類混合區(qū)、商業(yè)中心區(qū) 60 50 工業(yè)集中區(qū) 65 55 交通干線道路兩側(cè) 70 55

　　注：本標(biāo)準(zhǔn)值為戶外容許噪聲級。測點選在受噪聲影響的人居住或工作的建筑物外1m，離地面1.2m以上的噪聲影響敏感處（例如窗外1m處）。

3 冷卻塔的落水噪聲及其治理目標(biāo)

3.1 冷卻塔噪聲的檢測
　　表2給出了由金壇塑料廠提供的國內(nèi)一些自然通風(fēng)冷卻塔的噪聲實測值。

表2 部分自然通風(fēng)冷卻塔噪聲實測結(jié)果（平均值） 測試單位 塔面積／m2 聲級／dB 倍頻程聲級/dB A C 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 儀化電廠 2000 84.0 83.3 61 64 67 74 75.6 76.6 78.8 76.1 儀化電廠 3500 86.1 85.2 61 61 64 75 77.9 78.8 80.7 77.5 南京熱電廠 3500 83.8 戚墅堰電廠 5000 82.4 吳徑電廠 9000 85.5 84.3 65 62 65 76 78.1 78.0 79.3 75.2

　　注：測點高1.2m、距池邊1m處^[2]，戚墅堰及吳徑塔為環(huán)板基礎(chǔ)，進風(fēng)口（人字柱）在水池邊以內(nèi)5m左右。

3.2 冷卻塔噪聲的聲源特性
　　聲源屬性——塔內(nèi)冷卻水下落對池水的大面積連續(xù)的液體間撞擊產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)水噪聲；是主要的三大類工業(yè)噪聲成因^[3]（機械噪聲、空氣動力噪聲、電磁噪聲）之外的一種特殊噪聲。屬（弧形）面聲源，其近距離的衰減特性介于面聲源與線聲源之間；
　　落水撞擊瞬時速度—7～8m/s^[4]；
　　聲源聲級—80dB(A)^[5]以上[距水池邊沿（一般塔即為進風(fēng)口底邊）1.0m、高1.2m處]；
　　頻譜—以中頻（500～1000Hz）、高頻成分為主的廣譜噪聲。
3.3 冷卻塔噪聲的治理目標(biāo)
　　大型冷卻塔的噪聲屬于中高頻穩(wěn)態(tài)噪聲，來源于塔中相當(dāng)于暴雨強度數(shù)十倍的高密度落水對池水的大面積連續(xù)性直接撞擊。由于其聲源龐大、聲功率級強，頻帶寬、中頻衰減小、傳播距離遠(yuǎn)，對周圍環(huán)境的影響力度及影響范圍非同一般。國內(nèi)大多數(shù)電廠遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，周圍人口少，噪聲危害并不突出。但仍有部分建在市郊的電廠的冷卻塔噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生了較大的影響，受聲點噪聲級顯然超出了相應(yīng)于當(dāng)?shù)丨h(huán)境的噪聲國家標(biāo)準(zhǔn)，位于這些地區(qū)的冷卻塔理應(yīng)歸于治理之列。
　　冷卻塔噪聲的治理目標(biāo)原則上應(yīng)是將受聲點噪聲級控制在相應(yīng)于當(dāng)?shù)丨h(huán)境的噪聲國家標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。具體來說，對于冷卻塔周圍有降噪要求的區(qū)域，受聲點的噪聲級可參照表1（國標(biāo)）中的二類混合區(qū)或工業(yè)集中區(qū)的環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)加以控制。此外，由于冷卻塔的噪聲屬于連續(xù)均衡、不分晝夜的穩(wěn)態(tài)噪聲，因而受聲點的噪聲控制一般應(yīng)以夜晚時段的噪聲標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，這樣位于上述二個區(qū)域的受聲點的噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)就分別為50dB(A)及55dB(A)。然而對于夜晚無人的受聲點，其噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)可適當(dāng)放寬，建議可以白天的噪聲標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，也就是可提升（放寬）10dB，分別為60dB(A)及65dB(A)。

4 治理冷卻塔噪聲的基本途徑及方法

4.1 治理途徑
　　針對噪聲的發(fā)生機理、傳播方式，可以把冷卻塔噪聲的治理歸結(jié)為塔內(nèi)、塔外兩條基本途徑，塔內(nèi)以聲源的降噪治理為主；塔外則包含有傳聲途徑上的聲波阻隔（隔聲）、聲波吸收（合沿程吸收衰減）以及距離衰減（聲能擴散）等三個環(huán)節(jié)。其中以聲波阻隔輔以聲波吸收為塔外治理的主要手段。
4.2 治理方法
　　從上述兩條基本途徑著手，根據(jù)噪聲控制的基本原理可以采用或開發(fā)多種具體的噪聲治理方法。其中針對塔外傳聲途徑的聲波阻隔技術(shù)是目前國外（哈蒙、馬利、基伊埃、隔而固等公司）常用的噪聲治理方法。針對塔內(nèi)聲源的治理技術(shù)不僅在國內(nèi)是個空白，在國外也不多見，顯然塔內(nèi)聲源的治理技術(shù)存在著某種難度。但是著眼于塔內(nèi)聲源的治理技術(shù)無疑是一種效果顯著的治本辦法，尤其對于缺乏塔外治理空間條件的或不允許影響進風(fēng)量的老塔更有開發(fā)價值。上述噪聲治理方法，無論是塔內(nèi)的聲源治理技術(shù)還是國外已有應(yīng)用的塔外聲波阻隔技術(shù)，在我國都還沒有應(yīng)用實例，因此研究開發(fā)適用于我國國情的冷卻塔噪聲治理技術(shù)乃是當(dāng)務(wù)之急?，F(xiàn)根據(jù)冷卻塔噪聲治理的基本途徑，列表歸納并推薦幾種冷卻塔噪聲的治理技術(shù)供研究開發(fā)和應(yīng)用，各自的特點、適用性見表3。

表3 冷卻塔噪聲治理方案的開發(fā)、選用參考 治理途徑 降噪分類 降噪形式 降噪原理 降噪效果
參考值/GB 降噪要點 適用條件 備注 塔內(nèi)聲源 取消聲源形成條件，避免落水直接撞擊水面 傾斜組管結(jié)構(gòu) 水擊斜面無聲擦貼附著鋪展、減速消能 10～20 斜面存在一個最佳降噪傾角 適用于不允許影響進風(fēng)量的老塔 國內(nèi)開發(fā) 濃密針刺結(jié)構(gòu) 水擊密集針刺無聲切割細(xì)化水束疏散消能 8～15 針刺細(xì)密，效果就好 同上 國內(nèi)開發(fā) 多層細(xì)眼絲網(wǎng) 水擊密集絲網(wǎng)無聲切割細(xì)化水束疏散消能 同上 待開發(fā) 滾動柔性結(jié)構(gòu) 水擊柔性毛絨吸收消能、滾動漂洗沖刷自潔 同上 待開發(fā) 塔外傳播途徑 阻隔聲波
（含吸聲功能） 聲 隔聲墻 阻隔聲源射向受聲點的直達聲波 ＞10 墻體越厚越高效果越好 適用于設(shè)計中已考慮進風(fēng)阻力的新塔或可局部設(shè)置 國外應(yīng)用 隔聲堤 同上 ＞10 堤身越高效果越好 不影響進風(fēng)，適于塔外治理空間充足的新、老塔 國外應(yīng)用 屏 隔聲建筑 同上 ＞5 建筑越高效果越好 利用塔邊原有建筑物并宜更改為庫房類無人建筑 障 吸聲型 阻隔并吸收聲源射向受聲點的直達聲波 ＞15 屏頂越高效果越好 適用于設(shè)計中已考慮進風(fēng)阻力的新塔或可局部設(shè)置 國外技術(shù) 隔聲屏 百葉窗式消聲罩 消聲器“封閉”進風(fēng)口，其它同隔聲屏 ＞20 效果與投資及阻力有關(guān) 適用于設(shè)計中已考慮進風(fēng)阻力的新塔 國外技術(shù) 沿程衰減 植樹造林 吸收聲波衰減聲能 (2-3)/10m 樹高林密精選樹種 受聲點與聲源間存在大片空地 輔助措施 距離衰減 遠(yuǎn)離冷卻塔 聲能在作半球面波擴散的過程中自然衰減 遠(yuǎn)離才有效果 生活、工作環(huán)境須遠(yuǎn)離冷卻塔，是一種被動應(yīng)對措施 冷卻塔選址時考慮

4.3 噪聲治理設(shè)施的基本技術(shù)要求
4.3.1 塔內(nèi)聲源治理
　　①材質(zhì)耐用、使用年限長：耐疲勞，抗沖擊；耐水泡，抗冰凍；耐腐蝕，抗老化；不易結(jié)垢，自潔性好。
　　②結(jié)構(gòu)合理、消聲性能長期不變：不淤積不堵塞；不易破碎、不留后患、不堵凝氣器。
　?、郯惭b簡便、運行可靠、維修容易、不堵出口。
　?、芙翟胄Ч?。
4.3.2 塔外聲波阻隔
　?、俨挥绊懤鋮s塔的設(shè)計進風(fēng)量，進風(fēng)阻力宜??；
　　②經(jīng)濟耐用、美觀大方；維修方便、消聲性能長期不變；
　?、鄹袈?、消聲效果好。
4.4 冷卻塔噪聲治理方案的選擇
　　開發(fā)、確立冷卻塔噪聲治理方案時就如下考慮：
　?、僖允苈朁c的降噪要求作為冷卻塔噪聲治理的立項依據(jù)，將受聲點所在區(qū)域的噪聲級標(biāo)準(zhǔn)作為冷卻塔噪聲的治理目標(biāo)；
　　②以受聲點的位置分布為依據(jù)，在全方位治理與有選擇的局部定向治理方案之間作出選擇；
　?、垡允苈朁c的治理目標(biāo)與該點當(dāng)前的噪聲級之間的聲級差作為具體的降噪任務(wù)；
　?、芨鶕?jù)降噪任務(wù)的輕重，在采用單一的治理方法與多種方法并用的綜合治理方案之間作出選擇；
　?、莞鶕?jù)受聲點離聲源的遠(yuǎn)近及其提供的治理空間的大小，因地制宜選擇合適的降噪方案；
　?、薏辉试S影響進風(fēng)量的老塔宜采用塔內(nèi)的聲源治理技術(shù)；
　?、呒夹g(shù)經(jīng)濟比較是確定最終的噪聲治理方案的重要決策依據(jù)，投資規(guī)模、維修保養(yǎng)費用、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評估、分析內(nèi)容。
　　關(guān)于冷卻塔噪聲聲源治理方面的試驗研究成果筆者將另文介紹。

參考文獻：
[1]GB 3096-93，城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)[S]．
[2]GB/T 14623-93，城市區(qū)域環(huán)境噪聲測量方法[S]．
[3]徐世勤，王檣．工業(yè)噪聲與振動控制[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1999．
[4]趙振國．冷卻塔[M]．北京：中國水利水電出版社，1996．
[5]王建榮．火電廠冷卻塔噪聲防治措施分析與探討[R]．南京；江蘇省電力設(shè)計院，2000．

作者簡介：倪季良（1941～），男，漢族，教授級高工，電話：(029)2525812轉(zhuǎn)2426。