大型濕式玻璃鋼冷卻塔的噪聲控制,濕式玻璃鋼陽極管

概述蒸發(fā)式濕式 FRP 冷卻塔是應用最廣泛的工業(yè)冷卻技術之一。 "最大的化工廠。為了評估玻璃鋼冷卻塔的噪聲產(chǎn)生機理和噪聲排放參數(shù)，廣東冷卻塔制造商在2013年至2020年間進行了多次分析。

1.廣東冷卻塔制造商調(diào)查同樣設計和工藝的玻璃鋼冷卻塔的噪聲，廣東冷卻塔廠家也特意按照噪聲模型進行了計算，噪聲源的主導順序為：進風口、風機、循環(huán)水泵、風機電機。有許多主要和次要解決方案可以從源頭減少噪聲排放，但它們的應用可能受到技術和成本限制。在廣東冷卻塔制造商的案例中，工廠管理層拒絕了所有可能改變運營的技術干預玻璃鋼冷卻塔，因為該設施已經(jīng)在額定冷卻能力以上運行。具有這種大小的噪聲源，只剩下通過傳播進行干預的可能性。然而，由于玻璃鋼冷卻塔最初并沒有安裝瀑布式降噪裝置，因此降低水的沖擊噪聲至關重要。

幾種化學過程的效率取決于溫度、壓力和除熱效率.在本案例中，冷卻技術是一種開放式蒸發(fā)濕式冷卻系統(tǒng)；環(huán)境接觸。在玻璃鋼冷卻塔中，傳熱所需的氣流由風機產(chǎn)生。冷卻劑以液滴的形式接觸空氣。傳熱時，一部分水蒸發(fā)，另一部分水因傳熱而冷卻

為避免排汽被蒸汽飽和，應盡量放高。在送風塔上，風機位于出風口。該距離應盡可能大（至少與進入表面的高度一樣大）。此外，風扇煙囪產(chǎn)生最佳氣流，從而產(chǎn)生最佳氣流參數(shù)。

2.噪聲源

2.1．典型噪聲源下面討論的冷卻技術的典型噪聲源如下： ? 風扇和氣流（機械和空氣動力學噪聲）， ? 風扇電機（機械噪聲）， ? 密封水循環(huán)泵（機械噪聲）， ? 水滴入水盆（水團的撞擊聲）。噪聲的發(fā)射方式在很大程度上取決于塔的結(jié)構(gòu)，因為在比重較小的涂層材料（例如 FRP）的情況下，穿過涂層的聲波能量也將更加顯著。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，涂層的隔音效果非常好，通過混凝土結(jié)構(gòu)的聲能幾乎可以忽略不計。

2.2 風機噪聲成分分為機械類和氣動類。如果風扇構(gòu)造和操作得當，機械噪聲分量與空氣動力噪聲分量相比可以忽略不計。除了產(chǎn)生干凈聲音的旋轉(zhuǎn)噪聲和轉(zhuǎn)子-機殼相互作用之外，空氣動力噪聲的成分還包括渦流噪聲和湍流引起的噪聲，它們會產(chǎn)生寬帶噪聲 [3]. [11] 2.3.冷卻液當然，儲存在玻璃鋼冷卻塔水槽中的冷卻液本身并不是噪音的來源。噪音本身是由水滴落在盆地水面上產(chǎn)生的。在撞擊過程中，運動能量在極短的時間內(nèi)被轉(zhuǎn)換，而這種能量的很大一部分會以聲能、熱能和永久轉(zhuǎn)換能的形式損失。原因是水基本上是不可壓縮的，因此碰撞將類似于理想的剛性碰撞的物理參數(shù)。噪音的排放受水滴的大小和質(zhì)量、水滴高度和水滴速度的影響。根據(jù)已知的動能相關性，速度對動能的影響更為顯著。因此，期望通過降低速度來減少噪聲排放。

3.目前是我國領先的化工原料制造企業(yè)之一。其所在的化工廠主要生產(chǎn)異氰酸酯和聚氯乙烯。整個近4平方公里的工業(yè)區(qū)位于兩者之間。在一個擁有20多個攤位獨立設施（PVC、MDI、TDI、VCM、氯氣、硝酸、銨鹽等），日以繼夜運轉(zhuǎn)的工業(yè)區(qū)內(nèi)，有數(shù)千個獨立的噪聲源，這些設施相互隔離other 它們之間有著密切的技術關系，所以其實

3.2。硝酸廠玻璃鋼冷卻塔位于密集建設的生產(chǎn)開發(fā)區(qū)西北部，周邊為居民區(qū)。玻璃鋼冷卻塔距離工業(yè)區(qū)約400ma?；炷两Y(jié)構(gòu)，兩個單元與公共水盆分開。塔高12m。進氣口在兩側(cè)，一側(cè)總面積約150平方米。冷卻風扇是直徑為30英尺的8葉風扇。旋轉(zhuǎn)部分位于塔頂高度。風扇組是 2m 高光喇叭形擴散器（沒有明顯的聲音衰減）。在風扇組之間有 2 個帶變頻驅(qū)動的風扇電機。在溫暖的月份，風扇以標稱速度運行。在寒冷的季節(jié)，風扇轉(zhuǎn)速可能會降低，但它們永遠不會停止工作，因為失水會增加，風扇葉片可能會結(jié)冰。冷卻液量在冬季和夏季是恒定的。出色的。水循環(huán)泵位于地下半開式豎井內(nèi)，靠近玻璃鋼冷卻塔。 4.分析 4.1。分析方法為評價敞開式濕式玻璃鋼冷卻塔的噪聲產(chǎn)生機理和噪聲排放參數(shù)，廣東冷卻塔廠家在相同設計和工藝的玻璃鋼冷卻塔附近進行了儀器分析。由于生產(chǎn)區(qū)域植物多、噪聲源多，噪聲排放量大，因此在靠近噪聲源的地方進行分析，使測量值不受周圍噪聲源發(fā)出的噪聲的影響。為了實現(xiàn)既定目標，需要實施復雜的噪聲分析儀器系統(tǒng)，各個單元相互支持，支持客觀意見

基于聽覺的主觀分析： ? 典型噪聲的識別源和聲音輻射方向， ? 確定噪聲源附近的音調(diào)和時間函數(shù)， ? 探索具有臨界輻射方向的噪聲源。頻率分析： ? 記錄和分析頻譜附近的頻譜噪聲源； ? 在評估點比較生成的光譜； ? 識別具有典型噪聲排放的噪聲源（例如窄帶特性）。噪聲測量： ? 在評估點調(diào)查環(huán)境噪聲污染， ? 在參考測量點調(diào)查影響聲音傳播的影響； ? 測量聲源附近噪聲源發(fā)出的聲壓級； ? 提供幾何參數(shù)和輻射特性； ? 通過測量和計算確定聲功率級。軟件噪聲建模 (IMMI)： ? 基于閉環(huán)接近元件和源數(shù)據(jù)構(gòu)建詳細模型， ? 校準噪聲模型并記錄參考點的測量值， ? 模擬水平和垂直網(wǎng)格中的聲音傳播， ? 確定噪聲源的優(yōu)勢評價要點， ? 降噪影響建模分析解決方案：玻璃鋼冷卻塔全年大部分時間按技術要求運行，基本上是在嚴格設定的技術體系中按冷卻需求運行。因此，只有在寒冷季節(jié)（減少冷卻需求）和每年的工廠停工期間，才有可能對機械裝置進行有目的的操作。為了達到廣東冷卻塔廠家的目的，必須對玻璃鋼冷卻塔的噪聲源進行調(diào)查 4.2 風機的測量結(jié)果廣東冷卻塔廠家在測量風機噪聲排放時，目的是確定聲功率如何變化在不同的旋轉(zhuǎn)頻率。對不同的玻璃纖維冷卻塔進行了一系列調(diào)查，在此期間風扇以最大速度逐漸關閉（使用變頻驅(qū)動）。測量期間，廣東冷卻塔廠家在不同距離的不同玻璃鋼冷卻塔上的多個采樣點（風機上方、進風口前、參考點）以100ms的采樣時間同時記錄（然而，在相同操作條件下執(zhí)行的測量）表征相同的聲功率級。被測風機的總聲功率級（標稱轉(zhuǎn)速）為：LAWmax = 102±1 dB / 64 m2。

風扇馬達的聲級為：LAW = 91±1 dB。由于被測玻璃鋼冷卻塔的風機采用變頻驅(qū)動，因此可以測量出兩臺玻璃鋼冷卻塔在不同轉(zhuǎn)速下的聲壓級變化。根據(jù)測量結(jié)果，當車速降低10%時，噪聲衰減度為ΔL=3dB，當車速降低約50%時，噪聲衰減度為ΔL=6dB。排氣側(cè)和進氣側(cè)之間的聲壓級（在最大轉(zhuǎn)速下）為 13dB。當然，部分差異是由于在進氣側(cè)，傳播受到風扇下方的處理單元（例如消偏器、配水系統(tǒng)、交換表面等）的阻礙；而且，噪聲源位于離測量點較遠的一側(cè)。 4.3.進風口的測量結(jié)果根據(jù)進風口的測量結(jié)果，可以說玻璃鋼冷卻塔不考慮進風口，整個空氣表面的總聲功率級為：LAW = 97±1 dB / 137 平方米

4.4.

玻璃鋼冷卻塔水泵測量結(jié)果不同水循環(huán)泵（相同工況下）的測量與上述結(jié)果相關性不大，因此此處計算的聲功率級不確定性明顯較高：法則 = 92±3 dB / 27 m2.4.5。頻率分析根據(jù)頻譜分析，可以說風扇發(fā)出的噪聲的特征音頻率取決于轉(zhuǎn)速和葉片數(shù)量。在 50Hz 的驅(qū)動頻率下，旋轉(zhuǎn)部件以 120RPM 的速度旋轉(zhuǎn)，這意味著每秒旋轉(zhuǎn) 2 整圈。所以——由于轉(zhuǎn)子裝有 8 個葉片——你必須計算每秒共有 16 個葉片通過，這是 16Hz 的基頻，32Hz 的諧波頻率也出現(xiàn)在頻譜中?？諝鈩恿υ肼曉?80-200 赫茲之間產(chǎn)生大量聲能。根據(jù)在進氣口進行的噪聲測量，可以說水滴撞擊產(chǎn)生的噪聲是寬帶噪聲。大多數(shù)聲能出現(xiàn)在高音 (3.15-16kHz) 范圍內(nèi)。盡管如此，頻譜仍顯示出一些低頻 1/3 倍頻程，因為玻璃纖維冷卻塔的內(nèi)部很可能會被這些頻率感應。 4.6.主要噪聲源通過使用測量、標準計算方法和使用 IMMI 軟件的噪聲傳播模型，可以確定噪聲源的主要順序和噪聲衰減要求。將模型進行的聲音傳播計算與測量點記錄的聲壓級進行比較。在迭代過程中，廣東冷卻塔廠家逐步對噪聲模型進行標定和改進。在校準噪聲源附近記錄的測量值后，可以計算評估點的聲壓級。噪聲在噪聲源與傳感點之間的傳播受氣象因素影響較大。氣象因素對聲音傳播的影響一直使此類調(diào)查的結(jié)果不確定。在優(yōu)勢分析中，可以使用軟件傳播模型來消除氣象條件對聲音傳播的影響，因為噪聲映射軟件總是使用最佳的聲音傳播參數(shù)，可以全方位模擬極端但真實的天氣條件。因此，軟件計算方法可以在一定程度上消除測量方法中的誤差，由于不可重復的工作條件和測量條件而引起的誤差。根據(jù)軟件模型計算，主要噪聲源的主要順序評價點（噪聲污染方面）如下：第一進風口：LAeqi≈45 dB（評價點）第二風機：LAeqi≈40 dB（ ep3) pump : LAeqi ≈ 25 dB (ep4th) Fan: LAeqi ≈ 10 dB (評估時) 由于有利于傳聲，被評估的FRP冷卻塔在評估點造成的噪聲污染嚴重到如果在工廠單獨運行（即關閉所有其他噪聲源），仍會造成噪聲污染超標 5. 降噪 5.1.Pr 降噪方法原則 Principles of Noise Reduction Control and Prioritization of Noise Reduction Control and Prioritization of Noise Reduction Control and Prioritization降噪解決方案（附示例）如下： ? 初級：源頭降噪（傳輸） ? 次級：傳播過程中的聲音衰減（傳輸） ? 第三層：

當然，要降低玻璃鋼冷卻塔發(fā)出的噪音，最有效的方法還是前期的聲學設計和尺寸設計，因為選擇噪聲源的適當距離和方向。后續(xù)的降噪其實是一個吃虧的解決方案，因為降噪不僅在投資過程中比選擇更安靜的技術更昂貴，而且還可能增加運營和維護成本。 [3] 顯而易見，但按照這種思路，應該強調(diào)定期定期維護也是降低噪音的最有效方法之一。設備的正確操作和維護將使噪音排放保持在良好的范圍內(nèi)。與降噪解決方案相關的基本問題是眾所周知的：總購置成本、降噪程度（在特定條件下）、維護要求和成本（至少 10 年以上）、它如何影響 FRP 冷卻塔的運行（例如壓力drop) 無需重大修改即可實現(xiàn)。 5.2.降噪措施降噪措施聲源發(fā)出的能量（聲功率級）直接干預產(chǎn)生噪聲的機制（發(fā)射）過程。這些解決方案可能是： ? 空氣動力學復雜性或替代噪聲， ? 用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的變頻驅(qū)動器， ? 減少水滴的影響。當然，必須排除對現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)進行技術更改的可能性，因為實施更高效的冷卻技術成本太高（并且本演示文稿中調(diào)查的安裝根本不會被視為過時）。技術是不可能的，改造現(xiàn)有技術可以減少對環(huán)境的影響；同時，減少對環(huán)境的影響可能伴隨著冷卻性能的下降，這可能需要更大功率的風扇，因此需要更大的能源消耗。因此，除了 BAT 的去噪因子之外，還應始終以復雜的方式調(diào)查每種干預措施的預期環(huán)境影響。主要解決方案的簡化分析如下：優(yōu)點： ? 冷卻性能變化很小或根本沒有變化， ? 在許多情況下，可以提高能源效率， ? 可以在更長的時間內(nèi)實現(xiàn)成本節(jié)約， ? 的幾何形狀玻璃鋼冷卻塔外形和環(huán)境不會改變。缺點： ? 發(fā)明選擇有限， ? 通?？梢詫崿F(xiàn)比后解決方案更少的降噪， ? 在復雜解決方案的情況下需要干預 ? 在更復雜的解決方案中，失敗的機會大大增加， ? 維護任務的數(shù)量他們的成本會增加。 ? 5.3。風扇更換風扇的噪音排放是渦流噪音和湍流引起的噪音，可以通過空氣動力學優(yōu)化的葉片輪廓和空氣動力學插件來減少。 [4] 適當?shù)目諝鈩恿W設計（或后續(xù)優(yōu)化）直接干預產(chǎn)生噪音的地方，而不會降低風扇效率。在風扇外殼內(nèi)部進行干預的一個直接好處是，由于風扇外殼內(nèi)部的噪音較小，因此通過外殼輻射的噪音也較少。原則上，廣東的冷卻塔制造商可以設定一個目標，提高玻璃鋼冷卻塔的效率，同時降低噪音，減少水蒸氣的形成，最終通過提高能源效率和降低維護成本來節(jié)省資金。

最常用的主要降噪解決方案之一是制造的 SX 系列風扇（在這種情況下，可提供 30 英尺 6 葉片版本）。由于葉片的獨特設計，根據(jù)制造商的目錄，葉片的噪音小于 8dB(A)。據(jù)制造商稱，與此同時，與標準冷卻風扇相比，SX 系列與更小的風扇速度相結(jié)合可將噪音降低多達 20dB(A)。目前可風可9144-8-36N/G2.0T風機與推薦的Howden 30-SX 6葉風機數(shù)據(jù)對比，更換風機后的預期降噪效果為：ΔL≈9 dB，但在案例中更換風扇，這種類型的 SX 風扇通常需要比普通類型更高的風扇外殼，即外殼需要重新組裝和升高（但不確定現(xiàn)有風扇外殼的結(jié)構(gòu)是否足夠堅固以承受額外的負載）。此外，如果風扇外殼裝有擴散器，您還需要檢查是否可以在擴散器下方插入另一個外殼部分。除了風扇之外，很有可能還必須更換電機和驅(qū)動軸，因為它們會使新風扇的轉(zhuǎn)速比當前的風扇慢，但軸上的功率會更大。此外，必須檢查變頻驅(qū)動器或電氣開關設備是否符合更高的功率要求。或者，可以使用變頻驅(qū)動器來降低發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，但在這種情況下，應檢查發(fā)動機是否可以在較低的轉(zhuǎn)速下處理較高的功率。風扇葉片不是簡單的技術干預。預計許多相關設備將需要更換和修改，這意味著新風扇的成本可能非常昂貴。5.4。變頻驅(qū)動器變頻驅(qū)動器 (VFD) 控制風扇電機的速度和風扇葉輪的速度（以及它輸送的空氣量）。速度控制在噪聲保護方面特別有效，由于基于流量的噪聲分量的聲功率與典型速度下的功率成正比，因此當轉(zhuǎn)速減半時，預期的降噪不是 3dB，但是6分貝！此時送風量約為總?cè)萘康?0%。 [2] 7月和8月期間，玻璃鋼冷卻塔的風機一直以最大速度運轉(zhuǎn)（在匈牙利），因此實際上達到了產(chǎn)生最高環(huán)境噪聲排放的運行條件。同時，夜間可以充分降低環(huán)境溫度，所以玻璃鋼冷卻塔的風機以較低的轉(zhuǎn)速運行就足夠了。由于夜間10分貝的環(huán)境噪聲污染限值更加嚴格，即使在夜間也會明顯超標。據(jù)廣東冷卻塔廠家分析，夏季逆變器的頻率（從標稱的50Hz）降低到夜間不超過43Hz，最大降噪可能只有：ΔL≈2 dB，因此，只有在氣溫降至 20°C 的夜晚只有通過以下措施才能顯著降低噪音。使用 VFD 有其自身的風險，因此其噪音防護方法基本上取決于能否從環(huán)境角度實現(xiàn)預期的結(jié)果。 5.5.瀑布降噪噪聲排放的主要成分是由此產(chǎn)生的沖擊噪聲。當水滴落入盆中時被水滴吸引。這種噪音主要取決于水滴的質(zhì)量及其沖擊速度，不言而喻，通過改變水滴的大小，落下的水滴的質(zhì)量也會降低，從而降低發(fā)出的聲能。同時，減小水滴尺寸也可以減少單位時間內(nèi)的水流量，這樣也降低了玻璃鋼冷卻塔的冷卻能力。因此，為了有效的熱傳遞，應該使最大量的冷卻劑沿著給定橫截面的進氣口與冷卻空氣接觸。也就是說，在這方面減小水滴的大小是不合適的。

水滴撞擊產(chǎn)生的噪音主要是因為碰撞是不靈活的，因為碰撞的物體不能被壓縮。如果碰撞變得彈性（即，至少一個碰撞體發(fā)生彈性變形），則很大一部分運動能量將不會轉(zhuǎn)換為聲能。通過使用瀑布式降噪墊，落下的水滴撞擊柔軟的表面而不是冷卻劑，因此碰撞變得有彈性并且發(fā)出的聲能會根據(jù)墊的厚度（在某些情況下還包括層數(shù)）而變化并且更低。焊盤取決于當前的液滴噪聲并且基本上取決于液滴的液滴高度和所應用的焊盤層數(shù)。根據(jù)制造商的數(shù)據(jù)，預期的噪聲抑制率為[5] [6] [7]：ΔL ≈ 4-9 dB。基本上，瀑布降噪墊必須漂浮在水面上，因為只有落下的水滴不直接接觸水面（通過材料除外）才能達到理想的降噪效果，這可以讓材料最初漂浮在水面上冷卻表面。在代理的表面上， 5.6。二級降噪措施在無法通過改變現(xiàn)有技術改造或更換噪聲源或降低聲功率的情況下，可采用降噪墊或支撐結(jié)構(gòu)。減少環(huán)境噪聲的有效方法是阻止聲音的傳播。這些解決方案可能是： ? 使用吸收式消音器， ? 發(fā)出聲音。 Ver 面板， ? 建筑隔音墻。當使用二次降噪解決方案時，通常假設后續(xù)的技術傳播干擾會導致壓降，從而降低 FRP 冷卻塔的冷卻能力和能源效率。因此，這些解決方案只有在塔足夠大以補償后續(xù)降噪解決方案造成的壓降時，才可以肯定地使用“熱壓”。二級解決方案的簡化分析如下：優(yōu)點 ? 不直接干擾 FRP 冷卻塔技術， ? 可以逐步實施， ? 提供更多的解決方案選擇， ? 有時可以提供降噪比缺點 ? 降低成本（取決于噪聲降低要求成倍增加） ? 通常會導致壓降 ? FRP 冷卻塔的冷卻能力和能效將降低 ? 接近機械單元可能更加困難， ? 維護任務和成本將增加， ? 幾何形狀和玻璃鋼冷卻塔的使用環(huán)境會千變?nèi)f化。 5.7.吸收式消音器吸收式消音器在很寬的頻率范圍內(nèi)都有效。低頻的吸聲受到內(nèi)置吸音材料厚度的限制，而高頻則受到彎曲聲波能力降低的限制。吸音消音器的吸音程度取決于百葉窗之間的自由截面尺寸和吸音嵌件的長度。百葉窗之間的間隙越小，降噪效果就越好。百葉窗式消音器的工作原理是聲能被流動介質(zhì)路徑中的百葉窗吸收，因此冷卻塔制造商通常必須假設這種解決方案會導致壓降。 [3] 5.8。百葉窗式進氣口在設計進氣口和出氣口時，冷卻劑不會離開塔的內(nèi)部并且陽光不會到達水盆表面并加熱冷卻劑（減少藻類生長）形成）是至關重要的.

為此，建議使用立式除水器，它會在一定程度上影響流量，并根據(jù)強制或分流 FRP 冷卻塔單獨確定尺寸。脫水器的水分離效率大致與壓降成正比；因此，選擇不當?shù)拿撍鲿е嘛@著的壓降，從而降低冷卻性能、效率和風扇壽命。 5.9.就冷卻塔制造商而言，為確保最大的冷卻性能，使用能夠在降低壓降的同時將噪音降至最低的解決方案至關重要。因此，在本研究中，傳播干預的可能性僅限于隔音，如果設計得當，可以減少風扇和進氣口發(fā)出的噪音。屏障的質(zhì)量和高度，以及它與噪聲源和接收器的距離。為使效果有效，屏障必須阻擋噪聲源最高點之間的視線，并且屏障必須長而連續(xù)，以防止聲音繞過兩端。但是，與設置隔離墻有關的流動原理是，對于兩側(cè)進風口的玻璃鋼冷卻塔，保護層與玻璃鋼冷卻塔之間的距離必須大于進風口的高度（僅單側(cè)進風的玻璃鋼冷卻塔，距離應加倍）。墻體結(jié)構(gòu)的選擇應使墻體結(jié)構(gòu)的隔音效果必須遠大于預期的降低，因為尺寸標注主要是為了衍射而不是透射。所用墻塊或墻體結(jié)構(gòu)的吸聲隔聲要求如下：聲源側(cè)吸聲至少：α≥0.8 空氣傳播聲衰減度至少RW≥25 dB 設計隔音墻的設置基本上取決于要防止噪音的區(qū)域和評估點的位置。風扇發(fā)出的聲能也可以通過隔音墻來降低。可以在 FRP 冷卻塔的邊緣建造隔音墻（靜態(tài)最強），但是——考慮到風扇的聲功率、噪聲源的大小和位置——所需的墻高將很重要（至少7m），由于風壓，不建議在塔邊。因此，建議的解決方案是建造一個合適高度的風扇煙囪來代替現(xiàn)有的擴散器，或者直接在現(xiàn)有的擴散器周圍建造一個圓形（或多邊形）的內(nèi)表面吸音設計的屏障，以及所需的額外支撐結(jié)構(gòu)。