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      3. 工程案例

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        深圳龍光玖鉆冷卻塔噪音擾民解決治理方案

        發布日期:2020-04-22 發布者:康明節能空調

        深圳龍光玖鉆冷卻塔噪音擾民解決治理方案

        一、項目簡介

        龍光玖鉆位于深圳市龍華區深圳北站,由深圳市龍光駿景房地產開發有限公司建成,總建筑面積800000;周圍集教育、理療、購物、交通樞紐為一體,是深圳龍華區核心中心區。該項目在設備平臺安裝10臺250m3/h橫流式冷卻塔,冷卻塔擺放面積為a:15677mm,b:18046mm,按冷卻塔廠家提供的噪聲排放參數,單臺冷卻塔進風面10米噪聲值為64dB(A),單臺冷卻塔45°角1.5米處排風口噪聲值72 dB(A),據理解冷卻塔使用時間為24小時,故業主要求在距離冷卻塔10米處冷卻塔噪聲排放值應≤50 dB(A) 。詳見下圖:

        冷卻塔周邊噪聲排放值

        二、噪聲源強疊加及源強衰減計算分析

        1、單臺冷卻塔的噪聲源強最大值為72dB(A),10臺冷卻塔的疊加值源強為82dB(A)。L(總)=72+10*log(10)=82 dB(A)

        噪聲源強疊加及源強衰減計算分析


        2、冷卻塔面源中心半徑(進風面)為7.84m(a:15.68m / 2),加上塔邊到敏感點的10米距離,傳播距離總長為17.84m  r(總)=15.68/2+10=17.84m

        3、根據面聲源的幾何發散衰減計算可得:

        r < a  / π時,幾乎不衰減;

        a /π< r< b/π,按線聲源衰減計算;

        r>b/π時,按點聲源衰減計算。

        ② 、當r<a/π(4.99m),幾乎不衰減,即4.99m處聲壓級仍為82dB(A)。

        ② 、當a/π<r<b/π,即4.99m82-10*log(5.75/4.99)=81.39 dB(A)。

        ③ 、當r>b/π(5.75m)時,按點聲源衰減特性。此時17.84m處(計算起點為5.75m處,聲壓級可利用點聲源衰減公式進行計算:81.39-20*log(17.84/5.75)=71.55 dB(A)。

        故:每臺冷卻塔排風口降噪量為71.55dB(A)-50 dB(A)≈22 dB(A)

            按上面的計算步驟可得冷卻塔的進風面降噪量為14 dB(A)

        三、本項目環保執行標準

        《中華人民共和國環境保護法》及《中華人民共和國環境噪聲污染防治條例》,保障城市居民的生活聲環境質量,我國制訂了《社會生活環境噪聲排放標準》(GB 22337-2008)。 社會生活噪聲排放源邊界噪聲不得超過表一規定的排放限值。

        1、社會生活噪聲排放源邊界排放限值 (表一)

        單位:dB(A)

        社會生活噪聲排放源邊界排放限值

        2、夜間突發的噪聲,其最大值不準超過標準值15dB。

        3、區域及時間的劃定:

        (1)、各類標準適用區域由當地人民政府劃定。

        (2)、本標準晝間、夜間的時間由當地人民政府按當地習慣和季節變化劃定。

        冷卻塔放置的現場屬于2類地區,其標準值為晝間≤60dBA,夜間≤50dBA (排除其他噪聲源的影響)。

        四、冷卻塔原理及噪聲治理控制技術淺談

        冷卻塔的工作原理:

        是將熱水噴撒至散熱材表面與通過之移動空氣相接觸。此時熱水與冷空氣之間即產生顯熱之熱交換作用,同時部份的熱水被蒸發,蒸發潛熱被風機抽出塔外排放至空氣中,最后經冷卻后的水落入水槽內,利用水泵將其傳送至熱交器中,再予吸收熱量。所以冷卻塔散熱效率的高低取決于:水量、風量和填料的特性。冷卻塔需要有足夠的風量,才能有良好的散熱效果。

        冷卻塔構造圖

        (冷卻塔構造圖)

        冷卻塔噪聲治理及控制技術:

        冷卻塔降噪手段分為兩種方式處理:(1)主動性降噪;(2)被動性降噪

        1、主動性降噪

        在冷卻塔生產或者噪聲治理時候,充分考慮冷卻塔噪聲產生原因和特征,對癥下藥。在保證設備所需要的技術參數前提下,對設備進行優化升級改造,在噪聲源頭上針對性地進行抑制、整改。優點是不會影響冷卻塔的散熱效果,各個不同頻率的噪聲得以有效抑制,外觀漂亮,拓展了城市環境的使用空間。

        2、被動性降噪

        在冷卻塔的塔體外面安裝隔聲屏障,雖然也可以在某種程度上對A聲級噪聲起到一定的衰減作用,但缺點是導致冷卻塔的通風量下降,降低了冷卻塔的熱交換效率,使空調系統主機容易出現高壓跳機、設備不能正常運行,能耗增大等種種原因,在噪聲抑制方面,對于低頻或者甚低頻衰減甚微,而且被動性降噪由于安裝所需要的面積相對比較大,在改造的環境空間上往往受到制約。

        實際案例說明:

        眾所周知,冷卻塔的低頻噪聲主要來源于冷卻塔的動力系統,而冷卻塔熱交換效率的高低風機起到非常關鍵的因素,所以在方案的設計過程中需充分考慮風機的壓力損失和冷卻塔的通風量,才能在滿足冷卻塔的散熱效果前提下把噪聲控制下來。

        而目前市場上很多聲學公司或工程公司因為對冷卻塔的構造和原理不了解,在處理冷卻塔降噪的時候往往單純采用圍閉的方式對冷卻塔進行降噪處理,不但在結構上會增加上百噸的重量,令樓板的承重有一定的風險,而且會產生許多非常嚴重的弊端,例如:

        嚴重影響冷卻塔的散熱效果,能耗增大:

        冷卻塔的散熱效果

        深圳長安萬科冷卻塔降噪項目:

        某聲學公司進行降噪圍閉后,但還是低頻噪聲擾民,更嚴重的是由于冷卻塔通風量不夠導致散熱效果很差,被迫把大部分消聲翅片全部拆掉。

        五、本次冷卻塔噪聲治理建議

        1、由上面計算可得,單臺冷卻塔的排風口降噪量需要22dB(A),如果純粹采用消聲器去降噪會導致冷卻塔的壓力損失增大,使得冷卻塔散熱效率降低,建議可先對冷卻塔的風機進行升級優化后再作消聲處理。

        原冷卻塔技術參數

        流量:250 m3/h;      風機直徑:Φ2500 mm-6p;        風機靜壓:70 pa ;

        轉速:295 rpm;       風     量:125000m3/h;          電機功率:11kw-6p;  

        參數說明:

        原廠冷卻塔配套的2500mm-6p風機在295rpm轉速的前提下,滿足冷卻塔熱交換所需要的125000m3/h風量。

        我們把該風機升級為頂級的大弦角寬幅8葉片風機,風機氣動性能參數如下:

        風機氣動性能參數

        我們從上面的風機設計軟件可以看到,對設備升級后250m3/h冷卻塔的風機在200 rpm速度下即可滿足冷卻塔所需要的風量了,風機線速度只有26 m/s

        根據我司測試以及多年的降噪實踐經驗,風機轉速降低1/3,噪聲下降5—7dB(A)。如減少1/2,噪聲下降為12-13dB(A)。

        風機

        該風機為鋁合金設計,航空級鋁合金葉片,輪轂采用金屬模成型,葉片用不銹鋼U型碼連接,無級調節風機角度,表面噴涂防腐處理,具有全壓高、風量大等優點。而且其氣動性能好、高強度、耐腐蝕,并可通過改變葉片安放角度方法滿足工藝要求及提高裝置效率。產品廣泛應用在北京水立方、北京奧運場館、北京中南海國賓、北京中央人民廣播電臺、北京軍事博物館、上海虹橋機場、廣州地鐵、廣州機場、廣州大學城、廣州體育館、廣州正佳廣場、廣州民生銀行、廣州購書中心、中海地產、保利地產、合生創展、佛山移動全球通、深圳文化中心、香港屯門城市廣場、云南紅塔山卷煙廠、珠海飛機場等等眾多大型國家級的項目上。

        冷卻塔消聲計算表

        通過主動降噪對冷卻塔風機優化升級后,單臺冷卻塔噪聲排放值下降8 dB(A),為被動性降噪打下良好的基礎。

        2、冷卻塔排風口消聲器降噪設計

        單臺250m3/h冷卻塔的外形尺寸:L2700 mm×W4480 mm×H4810 mm,風機直徑2500mm

        原冷卻塔排風口風速V排=125000 /((2.5/2)*(2.5/2)*3.14)/3600=7.1m/s,排風口降噪量為22 dB(A)-8 dB(A)=14 dB(A)

        基于風速很高,為降低冷卻塔的熱力性能損失,避免再生噪聲產生,應有效增大消聲器的表面積,具體設計如下:

         冷卻塔排風口消聲器降噪設計冷卻塔排風口消聲器降噪設計

         

        結論:①、每臺冷卻塔消聲器排風口1米噪聲值為49.9dB(A),滿足設計要求。

        ②、當10臺冷卻塔全運行源強疊加后,10米敏感點噪聲排放放值滿足《社會生活環境噪聲排放標準》(GB 22337-2008)二類區晚間50dB(A)標準要求。

        ③、由于消聲器排風口風速3m/s,有效控制再生噪聲的產生。消聲器設計尺寸為2.7m*6.6m。

         3、冷卻塔排風口消聲器壓力損失計算

        冷卻塔排風口消聲器壓力損失計算

        結論:

        ① 、總壓力損失6.1Pa,幾乎可以忽略不計了。

        ② 、由于優化后的風機壓頭120Pa,比原風機的70Pa高出很多, 6.1Pa的壓力損失可以輕松克服,排風輸出暢順。

         消聲器三維示意圖

        (消聲器三維示意圖)

        4、冷卻塔進風消聲百葉設計

        通過主動降噪對風機升級后,進風面降噪量為14 dB(A)- 8 dB(A)= 6 dB(A)

        冷卻塔的進風面消聲百葉設計尺寸為:L2700 mm,W1200mm,H3000mm,翅片深度:800mm,翅片厚度:100mm,消聲量:7.5 dB(A)


        (計算過程與冷卻塔排風口設計一樣)

        六、本次項目冷卻塔噪聲治理目標

        ①、10米敏感點戶外一米滿足《社會生活環境噪聲排放標準》(GB 22337-2008)二類區的排放限值。

        ②、冷卻塔的熱交換效率沒有降低。


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