某制药厂冷却塔降噪实践研究.docx

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Summary：冷却塔是制药厂临近厂界中较多设备中的主要噪声源，其运行时噪声较大，严重影响厂区厂界处的声环境质量。本文以一家制药厂冷却塔的噪声控制为案例，通过对冷却塔噪声检测和声源特性分析后，采用针对性的降噪措施，经实践后厂界处的噪声达到国标规定的噪声限值，可供同类型工程参考。
Keys：冷却塔降噪  半封闭隔声罩  排风消声器

冷却塔噪声包含排风机噪声、淋水噪声、电机及减速器噪声、塔体振动所辐射的二次结构噪声。冷却塔的噪声同时从顶部排风机及两侧进风口向外传播，排风机和进风口具有较大的面积，噪声辐射面积大，噪声辐射的声功率高，对邻近厂界处的声环境质量影响较大。此外，冷却塔噪声的频率又比较低，而低频声的衰减又比较慢，因此冷却塔噪声的传播距离远。
文章以某制药厂冷却塔降噪改造项目为工程实例，介绍其噪声控制的措施及效果。

本案例中冷却塔位于生产车间4楼屋面，为3台横排并联布置，×*，其周围未做任何降噪措施。冷却塔北侧约35m处为邻近企业的宿舍楼，设备运行时产生的噪声较大，引起邻近企业居住人员投诉。
图1 某制药厂冷却塔实景图

经过现场勘测，冷却塔位于生产车间4楼屋面，设备周围无其他遮挡物，且其周围未做任何降噪措施，使得冷却塔运行时产生的噪声直接向四周传播，导致北侧厂界不满足国家规定的噪声排放限值，影响邻近企业宿舍楼区域的声环境质量。
该3台并联冷却塔运行工况为2开1备，24h不间断运行。设备周边及北侧厂界处的噪声情况如下：
表1 噪声测试数据汇总表
测点编号
测试值
测点位置
设备工况
测点1

冷却塔正面进风口外1m处
2台冷却塔运行，1台冷却塔未运行
测点2

冷却塔侧面进风口外1m处
测点3


测点4

西北侧厂界外1m处
测点5

北侧厂界外1m处
测点6

东北侧厂界外1m处
图2  北侧厂界测点示意图
从噪声测试数据中可以看出，北侧厂界处的噪声不满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中的2类声环境功能区标准，即噪声昼间（6:00-22:00）≤60dB（A）,夜间（22:00-6:00）≤50dB（A）的限值要求，需采取噪声治理措施。。
在现场勘测时发现，冷却塔区域位置空间相对较小，设计降噪措施时需在考虑降噪的同时，也要考虑设备的进排风需求，大大增加了噪声治理的难度。

冷却塔噪声包含排风机噪声、淋水噪声、电机及减速器噪声、塔体振动所辐射的二次结构噪声：
排风机噪声：排风机噪声是冷却塔最主要的噪声源，包含风机的机械噪声和风动力噪声，噪声呈中低频特性，中低频的噪声衰减慢，影响的范围大。
淋水噪声：本项目的冷却塔主要有闭式横流冷却塔和淋水式冷却塔。闭式横流冷却塔的水是沿着填料层往下流，淋水的落差小，因此淋水噪声相对小一些。淋水式冷却塔的淋水落差大，因此淋水噪声较大。
电机及减速器噪声：电机的噪声与功率有关，本项目电机功率不高，因此噪声较小，减速器的噪声也不高。此外，电机及减速器的体形小，所辐射噪声的声功率小，噪声呈点声源衰减，衰减快，对厂界的影响小。
塔体振动所辐射的二次结构噪声：风机及电机运行所产生的振动会引起塔体振动并向外辐射二次结构噪声，不过二次结构噪声的噪声级小，影响也比较小。

在冷却塔周围安装具备通风散热功能的半封闭式隔声罩，使得在降低冷却塔设备噪声的同时，也不影响设备的正常运行。由于降噪措施的安装不允许破坏屋面设施和原有防水结构，故借用冷却塔底部钢结构框架和底部基础块安装半封闭隔声罩的钢结构框架，确保结构稳定牢固，易维护保养。除此之外，降噪措
施主体结构至少可抗8级台风，且重量满足楼顶的承重设计载荷，支柱落在立柱上。
半封闭隔声罩主体由出风消声器、进风消声器、钢结构框架、检修门和吸隔声板组成，整体结构稳定牢固，易于拆卸，满足设备通风散热需求的同时，也满足设备的检维修需求。
图3 半封闭隔声罩效果示意图

为降低冷却塔排风扇噪声的影响，在却塔设备设备顶部排风口上方安装排风消声器，消声量大于15dB(A)。排风消声器由消声插片和导流段组成，，，使得排风消声器的安装不影响设备的正常运行。
排风消声器通过导流段与设备顶部四周相连，导流段由吸隔声板构成，表面喷塑处理。排风消声器通过专门的钢支架支承在屋面上，排风消声器的钢支架与设备的原钢结构框架连为一体，形成框架结构，提高结构的稳定性。
排风消声器设计为可拆卸组装式，由外壳和消声片拼装而成，方便运输。设备大修时可将消声器的消声片拆掉，然后对冷却塔设备的风扇进行修理或更换。排风消声器的导流段上也设有检修门，也可用于日常的巡检。
，。。双面喷塑处理，喷涂厚度不小于65μm。消声器安装完成后，要求整体上横平竖直，与相邻件协调一致。

在隔声罩顶部安装进风消声器，且隔声罩背向宿舍区面未封闭，使其满足冷却塔设备正常运行的进风需求。进风消声器与排风消声器材料组成相同，导流头安装方向为迎风面，与排风消声器相反。
进风消声器设计为可拆卸组装式，由吸隔声板外壳和消声插片拼装而成，方便运输。设备大修时可将外壳和消声插片拆掉，然后对冷却塔设备进行修理或更换。

利用冷却塔设备的外围钢结构框架在隔声罩侧面安装吸隔声板，吸隔声板与设备中间预留维检通道，在降低设备噪声的同时，使其不影响工作人员对设备的检查、维修操作。
+憎水玻纤布包裹的48K 80mm厚离心玻璃棉板+低频阻尼隔声毡+、组成，板厚为80mm。隔声量≥25dB（A）。吸隔声板的吸声填料采用48kg/m³离心玻璃棉板，80mm厚,整体外包憎水玻纤布。离心玻璃棉板允许容重误差应不超过±5％，含杂质量不大于3％，
吸声系数NRC≥，纤维直径小于6微米，不含渣球，防潮、不吸水，通过96小时沸水煮沸试验后，理化性能（外观、质量、密度、导热系数）变化率不超过5%。

在半封闭隔声罩底部安装检修隔声门，便于工作人员进出维检设备。除此之外，在导流段靠近爬梯位置安装检修隔声门，便于后期工作人员进出维修冷却塔扇叶等。
在安装检修门时应采取防止门框变形的措施，预防无法安装门扇。除此之外，门扇与门框之间加装密封条，防止漏声。门锁与门把手等五金配件采用不锈钢或同等材质配件，安装牢固，位置正确，开关灵活。             
图4  冷却塔半封闭隔声罩完工图

经过上述降噪措施后，北侧厂界处的噪声满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中的2类声环境功能区标准，即噪声昼间（6:00-22:00）≤60dB（A）,夜间（22:00-6:00）≤50dB（A）的限值要求。 2 类声环境功能区指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域。
表2  降噪前后北侧厂界处噪声对比表
测点
编号
测试值
测点位置
运行工况
降噪前
降噪后
测点4


西北侧厂界外1m处
2台冷却塔运行，1台冷却塔未运行
测点5


北侧厂界外1m处
测点6


东北侧厂界外1m处
Reference：
[1] GB 3096-2008，声环境质量标准[S].
[2] GB 12348-2008，工业企业厂界环境噪声排放标准[S].
[3] 马大猷. 噪声与振动控制工程手册[M] 北京：机械工业出版社 2002
[4] 吕玉恒等. 噪声控制与建筑声学设备和材料选用手册[M] 北京：化学工业出版社 2011
 
-全文完-