常规的冷却塔噪声源主要是顶部排风机的风噪声和下层的淋水噪声。其它的一些主要的声源还包括:风机噪声、减速机噪声、电动机噪声、冷却塔配管及阀体噪声、冷却用泵噪声以及机壳振动向周围辐射的噪声。
  其中最为主要的声源是风噪声和淋水噪声,它们主要是从冷却塔的底部进风带和顶部向外传播影响环境[图示]。因此,根据其传播特性,我们主要会采取以下方式加以治理:
1、在冷却塔顶部的外沿安装排风消声器;
2、在冷却塔面向噪声控制点方向安装隔声屏障;
3、在冷却塔底部接水盘上安装柔性网或消声垫,以降低落水声;
4、在冷却塔的进风口处安装进风消声器(消声百叶窗)。
5、对一些要求较高的项目,也会采取隔声罩、地台等治理措施。当然其治理费用也会相应增加。

 



选自《控制通风系统噪音的优良方法》
冷却塔常规治理方案示意图二

选自《控制通风系统噪音的优良方法》
冷却塔常规治理方案示意图一

冷却塔降噪案例

 
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 •噪声控制设计主要噪控设备简介冷却塔介绍常见设计问题
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1、设计参数
  对冷却塔进行噪声治理控制工程的声学设计前,我们一般会需要准备如下主要的设计参数以进行声学设计:
  1、冷却塔的出风口与进风口的噪声值:
  
这个值一般可由现场测试得出,但在一些特殊的情况下,如冷却塔并未安装时,也可通过公式计算,计算值一般会与现场测试值有一定的出入。在计算时,我们需要根据冷却塔的电动机功率进行估算。其中声功率级较容易计算,而声压级计算较复杂,两者的计算结果相差极小。
  当然,这个值也可以由冷却塔制造商提供,但不论是现场测试结果还是计算结果或是厂商提供的噪声级,都应该是1/1或1/3倍频程的测试值。这是为了我们后面对消声器及隔声屏障的隔声量进行有效的计算。以确定最终的声学设计方案。
  2、消声器的压力损失和冷却塔的允许压力损失:
  
冷却塔的允许压力损失一般会要求冷却塔制造商或业主确定。因为冷却塔出\进风口在安装消声器后,会影响到冷却塔的压力,造成一定的压力损失。为使安装消声器安装后不影响冷却塔的正常工作,消声器的压损应小于这个允许压损。
  而消声器的压力损失因为每个厂家的消声器结构不同,每个工程所采用的消声器型号也不尽相同。因此,需要根据不同的工程及消声器的损失系数进行压损计算。确定这个值需要噪控企业有系列消声器产品才有可能准确确认。
  3、控制点处的背景噪声值:
  
这个值只能由现场测试得出。测试背景噪声时,我们会要求关闭噪声源,在噪声控制点处进行测量。
  噪控所治理的只是针对噪声源设备,而对背景噪声我们是“无能为力”的。因此,现场测试时要现场的背景噪声作出较准确测量,一是便于进行噪声控制设计;二是以便在工程验收时对背景噪声的影响进行修正,减去背景噪声对噪声源治理后的影响,利于工程验收。
  4、现场安装环境测量值:这些值的测量一般是对钢结构设计做准备。这是现场测试时最为“麻烦”的一个测试,也是最容易出错、最不能出错的环节。一般需要测试人员对自己的产品结构、生产能力、可能的声学处理方式有比较清晰的了解。比较复杂的现场,会进行多次测量才能最终确认。一个好的钢结构或安装方案对最终的报价与工程的安全性有着直接的影响。
2、现场噪声值的测量  
  需对现场环境进行1/1或1/3倍频的测试,以便进行声学计算。具体测试方法请见:现场测试及检测方法

3、声学计算   
  根据业主提供的治理目标,我们即可以开始声学计算。这是整个噪声控制方案的关键。冷却塔的声学计算主要包括两个方面:
  一是声源处理后的声学计算:主要包括进/出风消声器所起到的降噪效果计算、声屏障所起到的降噪效果计算、设置防水垫所起到的降噪效果计算;
  二是总体治理效果计算: 一般会直接将上述结果相加。对有多台冷却塔或背景噪声较高的情况下,也需要我们做一些声级加减求和的工作。
  一般上述理论结果与实际完成后的结果会有出入,需要作一定的修正。只有通过上述的声学计算我们才可能对每个方案做到心中有数。

4、结构设计  
   冷却塔噪声治理结构设计,需要根据实际情况设定。主要包括声屏障的结构设计和消声器设计结构。
  结构问题在此不多谈了,每家企业、每个工程所选用的消声器均有所不同,设计也会有所不同。大家有兴趣可以看看国家对荷载设计的国家标准(GB50009建筑结构荷载设计规范),另外马鞍山钢铁设计研究院出版的“广厦钢结构”钢结构设计软件也很不错。

  对冷却塔进行噪声治理时,主要会应用到以下噪声控制产品:
1、进/出风消声器
  冷却塔降噪会用到阻性消声器,所采用的消声器应有防水性能,消声器结构、样式不径相同,从主要材料上讲大致有三种结构形式:
  一是普通的消声器,会在玻璃棉外层加一个防水玻璃布或棉纸(译)作为防水之用;
  二是微穿孔消声器,这个比较流行,应用在冷却塔项目上有很多优点,质量轻、绝对防水、有效使用寿命也会很长,盈达声学所承接的上海通用汽车冷却塔噪声治理工程中就采用了微穿孔消声器,其消声器的内胆为矩形结构,冲孔率1%-2%。这种结构的防水性能自不必多讲,由于其主要材料均为镀锌板。使用寿命也会很长。微穿孔的专业文章很多,大家可以查阅;
  三是玻璃钢制作的消声器,受到工艺的限制,这类产品在专业噪控公司中不多见,倒是生产低噪声玻璃钢冷却塔的企业会有此类消声器配套出售。

2、隔声屏障
  在面对治理点方向设置隔声屏障,或将消声百叶隔声结构与隔声板组合成适宜的隔声结构是降低冷却塔速体噪声的有效办法。这种隔声结构可以降低冷却塔进排风口噪声、淋水噪声、电动机和传动设备的机械噪声。
  声屏障是这几年的一个行业热点,可以说的内容很多。我们下期的专题就会加以介绍。如果贵公司有兴趣在本站进行推广,欢迎大家向我们提供工程案例资料(联系我们)谢谢。

3、消声垫
  消声垫是降低冷却塔淋水噪声的有效办法。消声垫可用金属的网垫、天然纤维垫、透水性能好的泡沫塑料垫等多孔材料制做。编者所从事的一个小型逆流式冷却塔降器械工程中采用的是柔性网引水的方式解决这个问题。
  吴径电厂的双曲线冷却塔当年作方案时也曾考虑这个措施,预备落水消能降噪装置,但考虑安全及工程实例等问题没有采用。
  对一般的冷却塔,将消声垫铺放在冷却塔的下塔体用金属网支撑或铺放在接水盘上,能降低淋水噪声5-10dB(A)。对整体降噪量的贡献约为3-4dB(A)。
  消声垫的一些详细情况请参询专业生产厂商。

4、地台("浮筑"隔振)
  当冷却塔或设备房(噪声源)的下层建筑为噪声控制点时,也会考虑在冷却塔(噪声源)下方加装地台。实际工程中我们常见的地台有浮动地台与自升式浮动地台两种。浮动地台目前国内常用的弹性隔声材料,其厚度为100至200mm。压缩量根据内部的隔音材料的不同而有所不同。
  自升式浮动地台国内似乎还没有此类产品,国外倒是很有几家。较著名的有Embelton以及美国的一些厂商。
  冷却塔的噪控项目极少会到用地台的地步,这里写出来主要是受到外国一家隔振企业的冷却塔实例工程介绍的影响。地台特别是自升式浮动地台,由于造价较高,以前见到的并不多,专业文章论述的也少。它最主要的一个作用是增加建筑结构层的隔声量,防止上层设备噪声对下层产生振动噪声污染。
  地台今年却好象特别流行,已经有几个项目中用到了地台结构。其中一个还是自升式的。关于地台的问题,大家有兴趣可留意我们以后的介绍。

5、隔声罩
  因为项目投资较大,较少会遇到冷却塔加装隔声罩的情况,但对一些治理要求较高的项目,也会采用隔声罩的方法来加以解决。一般加装隔声罩后,总的降噪效果可为20-25dB(A)。《噪声与振动控制工程手册》列举的两个工程实例均采用了类似隔声罩的处理形式,不过主体隔声/消声构件是声屏障和消声百叶,大家有兴趣可以看看。
  关于隔声罩产品的详细叙述,我们以后会加以介绍。

1、冷却塔结构
 冷却塔的类型很多,基本上可以分为如下几类:
 1) 按通风冷却的方式分:有自然通风的冷却塔,风机辅助的自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、湿/干型冷却塔和喷射式冷却塔等五类;
 2) 按塔型分:有横流式和逆流式冷却塔;
 3) 按温差要求分:有标准型冷却塔(温差5度)和工业用冷却塔(温差较大);
 4) 按噪声水平分:要分为低噪声型、超低噪声型冷却塔、静音型冷却塔;[1]
                           [查阅全文]

2、冷却塔的声功率计算
  冷却塔的声功率计算会用到下式:
     Lw=104-k+10lgP
其中P代表冷却塔电动的功率(kW);k为一个经验修正值,对于大、中、小型冷却塔所取的值有所不同,在20-30dB之间。
  冷却塔声压级的计算则比较复杂,请参阅专业书籍。计算结果与声功率的计算结果相差不大。冷却塔声功率的计算估计最大的作用是算衰减了吧。

3、冷却塔的频谱特性
  上面的频谱图是一组逆流式冷却塔的出风口以及进风口的现场测试频谱。是编者对上海一个冷却塔噪声治理工程现场实地测试数据。由于测试条件不是很理想,当时8台冷却塔同时处于工作状态。因此,测试结果并不理想。但是大家应该还是可以看出冷却塔噪声的频谱特性吧。在这个测试结果中,冷却塔噪出/进风口的噪声峰值出现在500Hz附近。
  声学专家对冷却塔的频谱特性描述如下:“无论塔的大小和形式(横流或逆流式),其噪声频谱的共同特点是低、中频明显高于高于高频;其次是低频峰值多数出现在250Hz,中频在500Hz附近。冷却塔A声级一般在65-75dB(A)范围内。 [1]

1、冷却塔的压损计算
  一般认为消声器的压力损失由两部分构成:一是局部压力损失;二是管壁沿程摩擦阻力损失,两者都是由于流体运动时克服粘性切应力作功引起的。
  安装出风消声器后,压力损失越大,降噪效果会越好。但压降过大,会影响到冷却塔的通风散热能力;压降过小,达不到需要的消声量。因此,应严格控制出风口消声器产生的压降。
  一般的冷却塔的轴流式排风扇的风压一般在100Pa(10mm水柱)左右。消声器的压力损失应控制在30Pa(3mm水柱)之内[1]。当然这个值的确定,建议由冷却塔生产厂家或暖通设计人士确定。
  关于消声器的压损计算,各种专业书籍均有介绍,大家可以看看。如同理论计算消声器的衰减量一样,编者认为这个值其实不容易得出,涉及的参数太多,计算值与实际值有一定的差距。但是压力损失是一个很重要的设计参数,因为它关系到治理后的冷却塔能否正常运行,必须将消声器产生的压损控制在允许范围以内。
  所以解决这个问题最可靠的方法就是实验了,因为消声器自身产生压损(不含管道、弯头等)是于它的结构密切相关的,对于不同的工程,只是风速、消声器的出风率、长度不同而已。因此,这就需要噪控厂商对消声器进行压损的测试,测出每种型号消声器的损失系数:K。
  但不可能对每次工程的消声器均进行测试,这就需要噪控企业有系列消声器产品才可以解决这个问题。如同消声器的声衰减量计算一样,有这样独立开发能力的企业很少,大多都根据消声器标准图纸和仿制为主。
2、消声器的声衰减量计算
  阻性消声器是为了控制冷却塔排风扇进出气口处的噪声,对进排风口噪声突出的冷却塔,此方法效果明显。消声器的降噪效果为5-12dB(A)。 
  阻性消声器的降噪计算有很多,它们的通式如下:
          
  式中:NR-- 消声器的衰减量(dB);
     K--  消声系数;
     P--  消声器通道的净周长(m);
     S--  消声器通道净断面积(m2);
     l--  消声器的长度(m); 

关于阻性的消声器衰减量计算公式,下面两式较为常用:
A.N.别洛夫式:
      
H.J.赛宾式:
      
  特别介绍一下下面这个公式,这是项端祈教授关于阻性消声器的计算式,关于其中的计算方法和各参数的取值,大家可以查看他的专著。
        [1]
  无论哪种方法,计算值均远大于实测值。这个值主要还是通过实验得出。一些成熟的声学企业会开发出各种不同出风率、长度的消声器系列产品,即确定阻性消声器衰减通式中的P、S、l这三个值的关系,在它们一定的变化范围内确定一个产品型号。这样就可以根据不同的条件选择消声器了。
  因为需要对每种型号的消声器进行测试,开发出这样的系列产品投入也非常大,虽然国内70%以上的噪控企业可以制作消声器,但自己开发出一整套系列消声器产品的企业却屈指可数。大多都根据消声器标准图纸和仿制为主。
  关于消声器的衰减计算,可以说的内容很多,以后再向大家介绍。
3、冷却塔噪声的距离发散衰减计算
  噪声的自然衰减每本专业书籍均有描述。计算衰减主要有两个作用:一是冷却塔未安装前选址之用,以在安装前判断是否会对控制点产生噪声污染;二是安装以后,判断冷却塔产生的噪声在控制点处的剩余值有多少。
  各种专业书籍中均有过这方面的介绍,基本是按以下公式计算:
       Lp=Lw-20lgr-11 (dB)  (当控制点为声源长的两倍以上时)
   Lp=Lw+10lg(1/S)+10lgf(r/a) (当控制点为声源长的两倍以下时)
这个问题较简单,关于公式的具体应用,请大家查阅专业书籍吧。其中的Lw波及到了冷却塔声功率的估算问题,我们上面的内容中也有提到。
4、关于冷却塔的减振问题
  由于冷却塔工作时会产生强大的气流,如果冷却塔固定在建筑物上而没有适当隔离,其运行时所产生的震动可经建筑物结构传至室内。因此会建议安装橡胶减振垫。[图示]
  但编者很少能在冷却塔的现场看到这种安装方式,一般都直接安装在基础上。也查阅过一些冷却塔供应商的产品型录,其中均提到冷却塔是直接安装在混凝土基础上。
  编者没有测试,也没有处理过类似的情况,没有发言权。可能这方面振动控制公司会有更多的经验,在他们的资料中,大多以安装橡胶减振垫为主要治理手段,大家有兴趣可以查阅一下。

 1 冷却塔噪声现场测试方法
  为了对冷却塔的噪声状况进行评价,必须按统一的测定方法进行:冷却塔噪声测量需在正常运行时进行,环境的本底噪声应比冷却塔运行时至少低A声级10dB,否则应对测量结果作必要的修正。噪声测定的位置通常取以下两点:
  1) 沿冷却塔风机排气筒口边缘45度方向,距离等于风机叶轮直径处;
  2) 沿冷却塔进风百叶窗口中心高度,距离等于塔体直径处。[1]
  其它还有其它如矩形冷却塔、不同规格型号冷却塔的噪声水平进行比较和评价的标准,请大家查阅专业书籍。

 2 工程验收检测方法
  冷却塔噪控工程的验收方法与其它室外声源验收方法基本相同,关于它的详细的验收标准和测量方法大家可以看一下国标标准
  对于厂界标准(Leq[dB(A)]):
类别
昼间
夜间
I
55
45
II
60
50
III
65
55
IV
70
55

  对于城市区域标准(Leq[dB(A)]):
类别
昼间
夜间
0
50
40
1
55
45
2
60
50
3
65
55
4
70
55

  验收是一个工程的最后一环,也是比较关键的一个工作。对于施工方来说其实很多工作在项目设计、测量时就已经开始了。为了避免完工验收时与业主方产生分歧,建设方应在方案中详细描述出噪声控制点的具体位置,当时的背景噪声、声源等情况。在验收时就可以做到有章可寻,不至于产生分歧,特别是对对背景噪声修正等问题。关于背景噪声的修正以及其它的详细内容,大家可以看看国标标准中的说明。

  编者认为,除了设计院的声学专家可以凭借其丰富的实践经验直接作出一套完善的方案外。一般专业噪控公司制作的声学处理方案,在声学设计部分,基本会包含以下几个计算数据的结果值:
1、各种降噪措施单独起到的降噪效果:
 1、进/出风消声器所起到的降噪效果(计算值);
 2、声屏障所起到的降噪效果(计算值);
 3、设置防水垫所起到的降噪效果(常为估计值);
2、产品性能参数:
 1、厂家所选用噪控产品的隔声量或吸声系数(实验数据);
3、治理后对冷却塔的影响:
 1、加装进/出风消声器后,冷却塔进/出风口的压损(计算值,必须保证在允许压损以内,以保证治理后冷却塔的正常工作);
4、降噪效果计算
 1、整体降噪效果的理论值(计算值);
5、其它

 1、对于有多台冷却塔的情况下,需对每台消声器作出如上的计算,然后求其整体噪声级对控制点的影响。

  噪声控制工程一个重要的特点就是针对性强,每个工程都会有不同之处,必须要求设计者根据现场的实际环境作出最为适合的设计。科学、有效、正确的声学前期计算是必不可少的一环。一个好的声学设计对治理工程来说至关重要。

 
1、专业论文
自然通风冷却塔的噪声污染
浅议公共建筑空调用冷却塔对环境的负面影响及对策
冷却塔的落水噪声及其防治措施的探讨
2、关于噪控设计
冷却塔噪声处理分析
冷却塔与制机房的噪声处理
3、关于工程检测
4、相关国家标准
工业企业厂界噪声标准
城市区域环境噪声标准
工业企业厂界噪声测量方法
5、其它文章
《声学顾问的选择》
1、关于冷却塔

 * 以上内容选自网络资源。在作者或相关网站声明为免费资源情况下,我们在此提供大家下载。
  * 几张冷却塔的结构图,方便大家画画图吧。请单击左键下载。
 
 
--声 明--
以下工程造价分析,仅对某一特定工程的报价分析,并不针对其它任何工程。由于噪声控制的针对性很强,请大家切勿以如下造价分析而类推其它任何类似工程。本站对下述价格描述所带来的后果,不负任何责任。以下资料,仅供参考。

-冷却塔噪声治理工程造价分析-

  先谈一个普通冷却塔噪声治理工程,工程总造价约为25万元左右。下面我们对这个工程的造价作一个分析:
1、现场情况
  8台冷却塔安装在群房屋顶上,冷却塔为方形的冷却塔,8台连成一排,总长 19.5m, 宽度 4.0m, 冷却塔高度 4.2m, 每台冷却塔有一台顶部排风机,排风机的安装功率为7.5kw 。冷却塔的西侧距离西面的围墙(女儿墙)3.1m, 围墙的西面30米处是一幢6层的居民住宅楼,冷却塔的安装高度为裙房的屋顶高度,已与6层居民住宅楼的高度差不多,冷却塔的南面是栏杆,北面是墙壁。冷却塔是昼间运行,夜间不运行。

2、治理措施
  这个项目主要还是采用了声屏障隔声的降噪措施,声学设计这里不多谈了。主要采用了下面三项降噪措施:
2.1 隔声屏障:3米高、120平方米;
2.2 排风消声罩:8 组;
2.3 柔性网:8 组;

3、价格分析

。。。。。。

4 、其它双曲线冷却塔项目简介

  好了,最后来聊聊几个大项目:自然通风冷却塔的降噪。

  先说说山东菏泽发电厂凉水塔的降噪:冷却塔淋水面积约5000平方米,出风口高7米。这个项目主要也是采用声屏障的降噪方式,设置方式比较少见:在厂界处竖立声屏障,总高度为8m。其中底部6m采用加气混凝土结构,其上方的2m声屏障。声屏障设置的总长为127米,只是沿厂界边界设置了一圈声屏障。其中52米为直线,另外75米为半径为47.5的1/4圆。我们只是提供了顶上2米高的声屏障产品,未参加声学设计,这个工程主要难度在声屏障的安装,因为屏障要安装在6米高的混凝土结构上。屏障部分的造价在20万左右。

  吴径电厂9000平方米冷却塔填料层直径为107米,进风口高10m,距进风口20米的东侧布置总长160米的一字型声屏障,屏高13米,总投资为336万元。屏障本身的隔声指数高达26.5dB(A),220米远处受声点的设计降噪量为8.2dB(A),由降噪前现场测试数据中的最大值61.9dB(A)降为降噪后的预期目标值53.7dB(A)。

  扬州电厂二座4000平方米冷却塔填料层直径为71米,进风口高7米,二座塔的部分绕塔的隔声墙总长382米,墙高9.6米,包括设计、安装在内总价为246万元。其厂界的设计降噪量为19dB(A),即由实测的74dB(A)降为预期的55dB(A)。
(编者:这个项目的声学目标是不是偏高了点吧。)

2、影响工程造价的几个因素
  好了,看了上面的冷却塔噪声治理的造价,我们来谈谈影响价格的几个重要的因素:

2.1 声学设计
2.2 产品结构
2.3 钢结构
2.4 现场安装情况
2.5 其它因素

。。。。。。

说明:噪控工程针对性较强,每个工程的声学环境、现场环境不同,治理手段、安装手段、产品型号也会不同,请大家勿分拆上述工程造价而类推其它工程。本站对上述价格描述所带来的后果,不负任何责任。以上资料,仅供参考!














• 项端祈 著:
《空调系统消声与隔振设计》
  一本非常好的噪声控制专著。今年2月刚出版。书中第五章专门对冷却塔的噪声控制问题进行了详细论述,并列举了四项工程实例。另对各种空调系统的降噪工程都有非常详细的叙述。到底是专家出的书,非常值得一读!

• 马大猷 主编:
《噪声与振动控制工程手册》
  02年出版的一本专业噪控专著,内容涵盖了环境噪声控制的众多问题,是各位同行的必备手册。
  这本书出版后,某些书商完全拷备此书的内容盗版发行,如吉林某出版社出版的《建筑工程隔声材料与隔声设计、施工、检测及标准规范全书》篡改主编为:李日富、于景苑。其中内容、排版与本书完全一样。敬请大家留意。

• 吕玉恒、王庭佛  编著:
《噪声与振动控制设备及材料
 选用手册》
  吕工、王工的力作!相信现在做噪控的同行定是人手一本了。无需多介绍了吧。

• 洪宗辉、潘仲麟 编著:
《环境噪声控制工程》
  很遗憾我们读书的时候没有碰到这本教材。大家毕业以后,如果从事这一行,好好的把这本书再重温一下,相信会有很多收获。

• 赵振国 著:
《冷却塔》
  92年出版的一本冷却塔专著。翻翻这本书相信有助于我们处理一些结构及细节问题。

 
1、项端祈:
《空调系统消声与隔振设计》
2、马大猷:
《噪声与振动控制工程手册》
3、吕玉恒 等:
《特大型双曲线自然通风冷却塔噪声治理设计及效果》
4、倪季良:
《冷却塔的落水噪声及其防治措施的探讨》

 
 
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专题制作:邓侃华
noise@173noise.com
联系电话:13410729919
完成时间:2005年8月22日
上传时间:2005年8月31日
编者水平有限,欢迎大家指正,谢谢

本栏目部分资料选自:
噪声与振动控制工程网
NAP声学工程(远东)有限公司
盈达环科声学科研苏州分公司
妥思空调设备(苏州)有限公司
宜兴市强洁防噪声工程有限公司
江苏太仓兴达消声器厂

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* 交通噪声治理工程/声屏障产品




 

本栏目制作:噪声与振动控制工程网 邓侃华 Email:noise@173noise.com 完成时间:2005.8.19 上传时间:2005.8.31  编者水平有限,欢迎大家指正!