基于soundplan的燃机进风口声屏障设计研究

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文章出处：技术资讯网责任编辑admin 阅读量：发表时间：2021-02-23 10:23

近年来随着越来越多的燃气火电厂在城市中投入运营，随之而来的噪声污染也越来越突现出来。由于城市区域规划紧凑，燃气电厂经常建设在居民区、教育或商业建筑附近，致使电厂噪声问题也日渐严重。燃机进风口为燃气轮机结构组成的一部分，同时也是电厂内的主要声源，因此燃机进风口的噪声控制也是电厂噪声控制的重点，由于燃机进风情况对燃机发电效率影响较大，因此燃机进风口的噪声控制也是电厂噪声的治理难点之一。
1 燃机进风口组成及噪声频谱
1.1 燃机进气系统：
燃机进气系统是过滤器和导引大气进入压气机入口的装置。该系统由防雨百叶、过滤器、进风消声器、进气弯头和进气道组成。
如图1所示：

燃机进气系统的作用是将空气引导进入压气机，通过过滤器将大气中的灰尘颗粒物的杂质过滤掉，保证进入压气机的空气质量。过滤器位于进气系统的前端，由过滤组件、维护通道和人孔组成。喉部的进气消声器用来减弱压气机运行时产生的噪声、以及空气通过弯头和通道的空气噪声。进气弯头和进气通道都对吸入空气有引导作用，使空气沿一定方向，平稳均匀的进入压气机。
1.2 燃机进风口噪声分析
燃机进风口噪声由两部分组成一部分为燃机进风系统壳体向外辐射的噪声，一部分是燃机新风口向外辐射的噪声。
燃机进风口常用设计风速为2~3m/s，在进气通道内由于进气通道的截面面积是不断变化的，所以通道内气流流速不是恒定不变的。在截面较小的地方，气流流速较高，气流噪声相对较大；同时燃机、压气机噪声也通过燃机进风口传递出来，影响周边环境。
虽然燃机进风口喉部已安装进风消声器，对压气机及发电机的工作噪声有一定的衰减作用，但是在9F级燃机进风口外1m处测量仍在84~87dB（A）之间，详细噪声频谱如下：

如上图所示整个噪声频谱呈现中低频特性。
2 soundplan介绍
2.1 soundplan相关标准介绍
在soundplan中工业设计集成了HJ2.4--2009 China标准，即中华人民共和国国家环境保护标准之环境影响评价技术导则声环境。该标准由环境保护部于2009年12月23日发布，2010年4月1日正式实施。
该标准涵盖了声环境评价工作等级、声环境评价范围和基本要求、声环境现状调查和评价、声环境影响预测、声环境影响评价、噪声防治对策、规划环境影响评价中声环境影响评价要求等内容。
其中在第八章声环境影响预测及附录A噪声预测模式分别对声源的衰减方法、声屏障顶部绕射损失的计算方法、预测时所采用的声学数据等均做了相关规定。
本节内容结合本论文燃机进风口声源的特点将有针对性的介绍面声源的衰减方式及声屏障顶部绕射损失计算方法。
2.2 面声源的几何发散衰减
一个大型机械设备的振动表面，车间透声的墙壁，均可以认为是面声源。如果已知面声源单位面积声功率为LW，各面积元噪声的相位是随机的，面声源可看作由无数点声源连续分布组合而成，其合成声级可按能量叠加法求出。
2.3声屏障顶部绕射损失的计算
在声环境影响评价技术导则中对声屏障引起的衰减是基于声程差来计算的。导则规定无限长声屏障仅考虑声屏障的顶部绕射衰减，衰减公式如下:

3 燃机进风口模型建立及模拟
3.1项目概况
本论文模型是基于某9F级燃气电厂（包含一套二托一、一套一托一机组）建立的。机组燃机进风口高位布置，位于燃机房低跨屋面。燃机房低跨屋面顶标高为15.8m，燃机房高跨屋面顶标高为33.0m。二托一燃机房与一托一燃机房之间为汽机房，它们分别位于汽机房的左侧和右侧。汽机房顶标高为36.0m。
燃机进风口位于燃机房低跨屋面，其截面尺寸为18×13.46（宽×高）。
其中燃机房燃机进风口朝向厂界方向，厂界外即为环境敏感点--居民区。一拖一燃机房低跨距离厂界47m，二拖一燃机房低跨距离厂界80m。
本项目环评要求厂界二类标准。
3.2模型建立
模型建立及计算遵循的标准为HJ2.4--2009 China；
燃机进风口截面面积为242.28平米，相对于厂界可以看作是面声源。
燃机房、汽机房均为建筑物。

计算时设置1.5m高计算面；然后又分别在47m、80m（分别为到厂界和敏感点的距离）的地方设置了20m高的截面计算面。
3.3燃机进风口无措施时噪声分布图

由噪声预测图可以看出在无降噪措施时，燃机进风口指向的方向上，在距离燃机房47m和80m的位置，噪声值均超过60dB（A）。与环评达标要求相比，属超标情况，需考虑采取降噪措施。
3.4燃机进风口声屏障设计
本项目机组为9F级燃机机组，根据燃机厂家要求声屏障位置要距离燃机进风口至少10m，本项目声屏障距离燃机进风口11m，高度为18m，L型布置，详见下图：