声学模拟预测在某电厂噪声源检测分析中的应用实践

1、声学模拟预测在某电厂噪声源检测分析中的应用实践摘 要 中大型火电厂具有噪声源多、声源特性复杂等 特点，要科学准确的分析出噪声源的辐射情况，具有一定的 难度，而若不加分析或分析不准则会导致盲目治理。本文以 某火电厂为例，委托专业资质单位，对全厂设备设施进行现 场专业噪声检测， 搭建声学模型， 模拟预测噪声源辐射状态， 筛选分析出对厂内职业危险场所和场外敏感点有超标贡献 的噪声源分布，并进行贡献量排序，为后续制定噪声控制方 案、消除噪声对职业危害的影响奠定依据。本文应用的技术 方法，可为此类工业场所的噪声检测与分析工作提供参考和 借鉴。关键词 电厂；声学；模拟预测；检测分析中图分类号 TM6 文献

2、标识码 A 文章编号 2095-6363 （2017）17-0208-02随着我国经济快速平稳发展与环保意识的提高，工业企 业环境噪声问题也越来越突出。近年来，工业企业噪声污染 问题引起的厂内职业危险和厂外敏感点影响受到关注，随之 而来的噪声检测分析与噪声控制问题也日益增多。但是，像 火电厂这样的工业场所引起的噪声污染问题与其他噪声污 染问题的不同之处主要有：噪声源数量及种类繁多、声源空间情况复杂、环境影响因素多样等。因此，此类项目在声场分析、辐射衰减、声源贡献、降噪设计等方面具有一定的难度，依靠简单的手工声学计算分析与常规项目经验辅助，已经满足不了此类大型项目的技术支撑，需要采取计算机声学

3、模拟软件来进行有针对性地声学模拟分析。1 现场噪声检测范围1）厂外敏感点处布置了9 个具有代表性的测点，检测结果是 9 个测点均超出声环境质量标准 （GB3096-2008 ） 2 类标准夜间限值要求 （环保要求按照 2 类标准治理） ，最高 超 13.8dB ，最低超 0.6dB ，平均超 10dB。2）根据此厂 3 台 200MW 火电机组特性， 厂区检测的主 要噪声源设备设施包括：汽机房、锅炉房、送/引风机、冷却塔、电除尘、变压器、空压机房、脱硫岛、输煤系统、灰库 等，共计实测 40 处声源设备 247 个（处）声源点，声源噪 声在65dB87dB之间。2 声学模型搭建2.1 声学模拟软

4、件介绍 电厂声源众多，传播途径复杂，计算时需考虑每个声源 的噪声特点、围护结构、传播路径、影响区域等因素。为了 更准确精准的分析和量化各声源对噪声敏感点的影响，我们 在本项目中采用声学软件 SoundPLAN 进行模拟分析计算所 有噪声源的影响状态。该软件采用的是几何声学模拟分析法 中的声线追踪法和镜像虚声源法，软件中室外声场的模拟基 于国际标准ISO9613-1和ISO9613-2，我国已将此标准等 效为国家标准，即 GB/T17247.1-2000 和 GB/T17247.2-1998 该软件不仅对室外声场可以进行模拟计算，而且它的专家系 统可以给出每个噪声源对每一个噪声敏感点的具体贡献值

5、， 因此可以给出每个声源的优化控制目标值作为治理依据。2.2 计算原理 每一张噪声地图的计算都是由单个点的计算所组成，对 于单个接收点来说计算过程是非常重要的。所有源强在计算 中都是独立的，所有源强的贡献值采用以下公式叠加得出单 个接收点的结果：每一个声源贡献值：Li=LW-C1-C2-CnLi ：接收点的声压级。LW :声功率。C1-C2-Cn :不同传播方向的系数。2.3 声学模拟对地形的考虑 此电厂位于山谷低洼处，各设备布置位置不在一个水平面上，也就是说“声在低处，听在高处”的情况较为普遍，对电厂的噪声辐射非常不利，以往投入不少资金进行治理但 是是局部的、不系统的，效果不理想。地形的起伏

6、变化与室 外声场计算有着很大的关系，建模时需要先将真实的地形特 征输入模型中；根据现场测试及现有资料将建筑物及各类屏 障在空间定位，准确输入建筑物的几何参数、气象条件、地 面衰减、建筑物外表面及声屏障的反射系数等计算噪声衰减 时所需的必要因素，确定环境敏感点的位置及高度，设定声 场计算的范围及高度，建立工业污染源实际的三维几何模 型。2.4 模型搭建结果为确保准确性，建模时将上述 247 个（处）噪声源细分 为 1 467 个，使用软件分析了每个声源对敏感点的贡献值， 并对照声源设备进行贡献大小的统计排序，能够很清晰的看 到声源设备的分布及噪声影响大小。分析结果中包含了建筑 物、设备的屏障作用

7、和反射作用，气象条件，地形、地势和 地面的影响。2.5 声源的量化方法SoundPLAN 软件中声源的类型有 4 种，分别是点声源、 线声源、面声源及声源建筑。露天布置的尺寸较小的声源一 般可考虑成点声源，例如除尘风机的风口等；输送带及输送 管道等尺寸较长的声源应建为线声源；对于面积较大且位置 较高的声源一般建成面声源，例如冷却塔等；声源建筑是可 以很方便的在建筑外立面及顶面建立点、线、面声源的特殊 建筑， 最适用于模拟建筑维护结构的门、 窗、孔洞等的漏声， 如主厂房，各类泵房等；大型风机（送风机、引风机）相连 接的巨大风管建成声源建筑。声源的输入对于预测结果有着至关重要的作用。所以无 论是在

8、现场测试还是仅靠工艺流程图和设备参数表分析，都 要仔 ?辨别，判断声源的各发生部位及类型， 将复杂声源拆分 或简化成多个声源分别进行测试和声功率的估算。声压是指声波通过媒质时，由于振动所产生的压强改变 量，表示声压大小的指标称为声压级，声压级是被测声源辐 射声压平方的时间均值与基准声压平方之比取以10 为底的对数再乘以 20，通常可以用仪器直接测量。声功率指声源在单位时间内向外辐射的声能，能够真实 反应声音的能量。声功率级（ dB ）声源声功率级的确定是软件分析中非常重要的一个环 节，直接影响着分析结果。可由现场实测 A 声级反算得出： （dB）式中 S 为包络面面积。计算时，根据声源的位置、

9、特性 及测试距离不同，包络面的面积也不同，需将现场实测声源按上述划分为点声源、线声源、面声源及声源建筑后分别计 算声源声功率级。3 模拟预测与声源贡献量分析3.1 模型的量化校准 为使模型搭建比较准确，本该在敏感点处布置更多测 点，由于现场实际情况比较特殊，部分敏感点噪声值不便于 采集。因而根据采集的实测噪声值，从中摘选出上述 9 个有 代表性的测点。模型搭建后，在模型中输入噪声参数，声源 模型的噪声传播到同一测点后导出其预测值，通过比对预测 值和实测值来校核模型搭建准确性和声源特性的合理性。经 过校核，厂界外 9 个测点的实测值与预测值差值平均值在 1dB 以内，最大差值小于 3dB ，说明

10、模型搭建科学合理，模 拟结果比较准确。3.2 模拟预测结果 考虑到电厂附近敏感点民宅的高度主要为一到三层的 房子，声学预测将结合一层住宅和三层住宅的高度进行模 拟。噪声地图对于一层敏感点住宅相当于离地 1.5m 高，对 于三层住宅相当于敏感点离地 4.5m 高。根据声学模型预测 分析，计算得出了厂界外敏感点的噪声超标情况，厂界外选 取的 10 个敏感点有 9 个点超标，最高超 18.2dB 、最低超7.3dB ，平均超 12dB根据检测及分析结果，无论是选取的厂界外9 个实测点（敏感点），还是经厂内声源实测值建立声学模型计算得出 的 10 个厂界外预测点，均不同程度存在噪声超标情况，且 多数超

11、标 10dB 以上，检测分析数据吻合，结果真实、准确。3.3 对职业健康危害控制的实用意义 通过此模型预测各声源点噪声的贡献大小，为后续治理 方案的可行性及科学性提供充分依据。根据声音产生及传播 特性，目前具有较为成熟的噪声治理有 3 种途径：控制噪声 源、传播途径上降低噪声和噪声接受点防护。就该厂界噪声 治理而言，前两种途径可行，即一是 ?纳 ?源进行治理，主要 是对发声设备采取减振降噪，或降低设备在运行过程中产生 的电磁、机械噪声；二是在噪声传播过程途径上采取“吸、 隔、消”等技术措施，切断或降低声源传播途径，是目前主 要采取的降噪治理措施。通过上述两项途径中的加装隔音 墙、隔音门窗、消声器、封堵、包扎、使用阻尼弹簧隔振器 等具体措施进行治理， 治理后主要声源设备噪声能降低 25dB 左右，在噪声达标的同时， 因设备本身产生的噪声大幅降低， 设备周边的噪声对工作人员的影响大幅减少，工作人员在从 事职业的过程当中，免于噪声对身体各方面的影响和危害， 大大改善劳动作业环境，消除噪声职业危害。4 结论 本文以某火电厂为例，将声学模拟预测在噪声源检测分 析中的应用进行阐