大型湿式玻璃钢冷却塔的噪声控制
作者：晶杰冷却塔 时间：2021-05-18 16:34 阅读：
概述蒸发式湿式玻璃钢冷却塔是最广泛的工业冷却技术之一。 “最大的化工厂。为评估玻璃钢冷却塔的噪声产生机理和噪声排放参数，广东冷却塔厂家在2013年至2020年之间进行了多次分析。1.广东冷却塔厂家对设计和技术相同的玻璃钢冷却塔噪声进行了调查，并且广东冷却塔厂家也有目的地根据噪声模型进行的计算，噪声源的主导顺序如下：进气口，风扇，水循环泵和风扇电机。有许多主要和次要解决方案可以减少源的噪声排放，但是其应用可以具有技术和成本约束。在广东冷却塔厂家的案例中，工厂的管理部门拒绝了所有可能改变玻璃钢冷却塔运行的技术干预措施，因为该设施已经在额定制冷量以上运行。在这种大小的噪声源的情况下，仅保留了通过传播进行干预的可能性。然而，由于玻璃钢冷却塔最初未安装瀑布降噪装置，因此降低水的碰撞噪声至关重要。
几个化学过程的效率取决于温度，压力和除热效率。在当前情况下，冷却技术是开放式蒸发湿式冷却系统；因此，冷却剂与环境接触。在玻璃钢冷却塔中，传热所需的气流是由风扇产生的。冷却剂以液滴形式接触空气。在传热过程中，一部分水会蒸发，另一部分水会通过传热而冷却。
为避免排出的蒸汽被蒸汽饱和，应将其放置在尽可能高的位置。在引流塔上，风扇位于出口气流中。空气的排出位置和进气位置之间的距离应尽可能大（至少与进入表面的高度一样大）。此外，风扇烟囱可以形成最佳的气流，从而获得最佳的气流参数。
2。噪声源
2.1。典型噪声源以下讨论的冷却技术的典型噪声源如下：•风扇和气流（机械和空气动力噪声），•风扇电机（机械噪声）•密封水循环泵（机械噪声），•水滴落入水盆（水团的冲击噪声）。噪声的发射方式在很大程度上取决于塔的结构，因为在涂覆材料的情况下，较小的比重（例如FRP），流过涂层的声能也将更为显着。对于钢筋混凝土结构，涂层的隔音效果非常好，以至于穿过混凝土结构的声能几乎可以忽略不计。
2.2风扇风扇产生的噪音成分分为机械和空气动力学两类。在正确构造和运行风扇的情况下，与空气动力学噪声分量相比，机械噪声分量可以忽略不计。除了产生纯净声音的旋转噪声和转子与机壳的相互作用之外，空气动力学噪声的成分还包括涡旋噪声和湍流引起的噪声，这些噪声会产生宽带噪声[3]。 [11] 2.3。冷却剂当然，存储在玻璃钢冷却塔盆中的冷却剂本身并不是噪声源。噪音本身是由落在水盆水面上的水滴产生的。在撞击过程中，运动能在很短的时间内被转化，并且该能量的很大一部分将以声能，热能和永久转化能的形式损失。原因是水基本上是不可压缩的，因此碰撞将类似于理想的非柔性碰撞的物理参数。噪声的发射受水滴的大小和质量，水滴的下落高度和下落速度的影响。基于运动能量的已知相关性，速度对运动能量的影响更为显着。因此，有望通过降低速度来降低噪音排放。
3. 目前是我国领先的化学原料制造公司之一。它的所在地的化工厂，生产重点是异氰酸酯和PVC。整个工业区近4 km2，位于之间。在工业区中有20多个摊位单独的设施（PVC，MDI，TDI，VCM，氯，硝酸，铵等），昼夜不停地运转，有成千上万个单独的噪声源，这些设施彼此之间有着紧密的技术关系，因此实际上
3.2。硝酸工厂的玻璃钢冷却塔玻璃钢冷却塔位于密集建设的生产和开发区的西北部，周围是的居住区。到工业区的距离玻璃钢冷却塔约400ma。混凝土结构，与普通水盆分隔的两个单元格。塔高12m。进气口在两侧，一侧总面积约为150平方米。冷却风扇是直径为30英尺的8叶片风扇。旋转部件位于塔的屋顶高度。风扇组是2m高的轻型喇叭形扩散器（没有明显的声音衰减）。在风扇组之间有2个带有变频驱动器的风扇电动机。在温暖的季节，风扇以标称速度运转。在寒冷季节，风扇的转速可能会降低，但它们永远不会停止工作，因为水的损失会增加，风扇叶片可能会冻结。在冬季和夏季，冷却剂的数量是恒定的。出色地。水循环泵位于地面以下的半开放式竖井中，紧邻玻璃钢冷却塔。4。分析4.1。分析方法为评估开放式湿式玻璃钢冷却塔的噪声产生机理和噪声排放参数，广东冷却塔厂家有在设计和技术相同的玻璃钢冷却塔附近进行了仪器分析。由于的生产区域到处都是植物和噪声源，且噪声排放量很大，因此在靠近噪声源的地方进行分析，以使测量值不受周围噪声源发出的噪声的影响。为了达到设定的目标，必须实施一个复杂的噪声分析仪器系统，该系统的各个单元通过相互支持来支持客观意见
基于听力的主观分析：•识别典型的噪声源和声音辐射方向，•确定噪声源附近的音调和时间函数，•探索具有关键辐射方向的噪声源。频率分析：•记录并分析频谱附近的频谱噪声源；•比较评估点处产生的频谱；•识别具有典型噪声发射（例如窄带性质）的噪声源。噪声测量：•在评估点处调查环境噪声污染，•在参考测量点处调查影响声音传播的影响；•测量噪声源在声源附近发出的声压级；•提供几何参数和辐射特性；•通过测量和计算确定声功率级。软件噪声模型（IMMI）：•基于闭环建立详细模型接近度要素和源数据，•校准噪声模型并在参考点记录测量结果，•模拟声音在水平和垂直栅格中的传播，•确定噪声源在评估点的优势，•建模和分析降噪的影响解决方案：玻璃钢冷却塔在一年中的大部分时间里都按照技术要求，在严格设置的技术体系中基本上根据冷却需求运行。因此，只有在寒冷季节（冷却需求减少）和工厂每年关闭期间才有可能对机械单元进行有目的的操作。为了实现广东冷却塔厂家的目标，必须对玻璃钢冷却塔的噪声源进行调查4.2风扇的测量结果在测量风扇的噪声排放时，广东冷却塔厂家的目的是确定声功率在不同旋转频率下如何变化。在不同的玻璃钢冷却塔上进行了一系列调查，在此期间，完全关闭的风扇逐渐以最大速度旋转（使用变频驱动器）。在测量期间，广东冷却塔厂家在多个采样点上同时进行了100ms的采样时间的记录测量点（风扇上方，进气口前面和参考点处）在不同的玻璃钢冷却塔上以不同的距离（但在相同的运行条件下）执行的测量结果表征了相同的声功率级。被测风扇的总声功率级（标称速度）为：LAWmax = 102±1 dB / 64 m2。
风扇发动机的声级为：LAW = 91±1 dB。被测玻璃钢冷却塔的风扇由于使用变频驱动器，因此可以测量两个玻璃钢冷却塔在不同转速下的声压级变化。根据测量结果，转速降低10％时的噪声衰减度为ΔL= 3dB，而转速降低约50％时的噪声衰减度为ΔL= 6dB。排气侧和进气侧之间的声压级（在最大转速下）为13dB。当然，部分差异是由于以下事实：在进气侧，传播受风扇下方的工艺单元（例如除偏器）阻碍，配水系统，交换面等）；此外，噪声源位于距测量点较远的一侧。4.3。进气口的测量结果根据进气口的测量结果，可以说是整个空气表面的总声功率级不论玻璃钢冷却塔的进气口为：LAW = 97±1 dB / 137 m2
4.4。玻璃钢冷却塔水泵的测量结果在不同的水循环泵（在相同的运行条件下）进行的测量结果与上述结果的相关性不大，因此此处计算出的声功率级的不确定性明显更高：LAW = 92±3 dB / 27 m2.4.5。频率分析根据频谱分析，可以说风扇发出的噪音的特征音调频率取决于转速和叶片数量。在50Hz驱动频率下，旋转部件的转速为120RPM，这意味着每秒2整圈。因此-由于转子装有8叶片-广东冷却塔厂家必须计算每秒总共通过16叶片，即16Hz基本频率，并且32Hz谐波频率也出现在频谱中。空气动力噪声产生80-200Hz之间的大量声能。根据在进气口进行的噪声测量，可以说水滴撞击产生的噪声是宽带的。大部分声音能量出现在高音（3.15-16kHz）范围内。尽管如此，频谱还是出现了一些低频1/3倍频程频段，因为玻璃钢冷却塔的内部空间很可能会被这些频率所感应.4.6。主要噪声源通过使用测量结果，标准计算方法和噪声使用IMMI软件传播模型，可以确定噪声源的支配顺序和噪声衰减需求。将模型进行的声音传播计算结果与测量点处记录的声压水平进行比较。在迭代过程中，广东冷却塔厂家逐步校准和完善噪声模型。校准记录在噪声源附近的测量结果后，可以计算出评估点处的声压级。噪声在噪声源和感知点之间的传播受到气象因素的极大影响。气象因素对声音传播的影响总是使这种调查的结果不确定。在优势分析中，可以使用软件传播模型消除气象条件对声音传播的影响，因为噪声映射软件总是使用最佳的声音传播参数，可以模拟各个方向的极端但逼真的天气情况。因此，软件计算方法可以在一定程度上消除测量方法中的误差，由于不可重复的工作条件和测量条件而导致的误差。基于软件模型进行的计算，关键噪声源的主导顺序评估点（就噪声污染而言）如下：第一进气口：LAeqi≈45 dB（评估点）第二风机：LAeqi≈40 dB（ep3）泵：LAeqi≈25 dB（ep4th）风机：LAeqi≈10 dB（评估时）由于有利于声音的传播，被评估玻璃钢冷却塔在评估点处造成的噪声污染非常严重，以至于如果它在工厂中单独运行（即，将关闭所有其他噪声源），它仍然会造成噪音污染超过限制5.降噪5.1.Pr降噪原则降噪控制的方法原理和降噪解决方案的优先顺序（带有示例）如下：•主要：降低源处的噪声（发射）•次要：传播过程中的声音衰减（传输）•第三层：
当然，减少玻璃钢冷却塔发出的噪声的最有效方法是初步的声学设计和尺寸设计，因为可以通过选择适当的噪声源距离和方向来最大程度地降低噪声。随后的降噪实际上是一个不利的解决方案，因为降噪不仅比投资过程中选择更安静的技术要昂贵，而且还可能增加运营和维护成本。[3]显而易见，但是按照这种思路应该强调的是，定期的定期维护也是减少噪音的最有效方法之一。设备的正确操作和维护将噪声的排放保持在良好的限制范围内。与降噪解决方案相关的基本问题众所周知：总购置成本，降噪程度（在某些条件下） ，维护要求和成本（至少10年以上），它如何影响玻璃钢冷却塔的运行（例如压降）以及在不进行重大改造的情况下是可以实现的。5.2。降噪措施降噪措施声源发出的能量（声功率级），直接在产生噪声的机制（排放）过程中介入。这样的解决方案可能是：•空气动力学的复杂性或替换性的噪音，•通过变频驱动器来调节转速，•降低水滴的撞击声。当然，广东冷却塔厂家必须排除现有冷却系统的技术变化，因为实现更高效的冷却技术将过于昂贵（并且本演示文稿中所调查的设施根本不会被认为过时）。技术是不可能的，对现有技术进行改造可以减少对环境的影响;与此同时，减少对环境的影响可能会伴随着冷却性能的下降，这可能需要更高功率的风扇，因此需要更大的能耗。因此，除了要考虑到BAT的降噪因素外，还应始终以复杂的方式调查每种干预措施的预期环境影响。主要解决方案的简化分析如下：优点：•制冷性能仅略有变化或根本没有降低，•在许多情况下，可以提高能源效率，•可以在更长的时间内节省成本，•玻璃钢冷却塔的几何形状和环境不会改变。缺点：•发明选择有限，•通常可以实现的降噪效果比后期解决方案要少，•如果是复杂解决方案，则需要干预•在更复杂的解决方案中，发生故障的机会会大大增加，•维护任务的数量及其成本将增加。•5.3。风扇的更换风扇的噪声排放是涡流噪声和湍流引起的噪声，可通过空气动力学优化的叶片轮廓和空气动力学插件来降低这些噪声。 [4]正确的空气动力学设计（或随后的优化）直接干预了产生噪声的位置，而没有降低风扇效率。风扇罩内进行干预的直接好处是，由于风扇罩内的噪声较小，因此通过壳体辐射的噪声也较小。原则上，广东冷却塔厂家可以设定一个目标，即提高玻璃钢冷却塔的效率，同时降低其噪音，减少水蒸气的形成，并通过提高能效和降低维护成本最终节省资金。
最常用的一次降噪解决方案之一是制造的SX系列风扇（在这种情况下，可以使用30英尺6叶片版本）。由于叶片的独特设计，根据制造商的目录，叶片的噪音小于8dB（A）。同时，根据制造商的说法，如果将其与较小的风扇速度结合使用，则与标准冷却风扇相比，SX系列可将噪音降低多达20dB（A）。比较当前Cofimco 9144-8-36N的数据/G2.0T风扇和推荐的Howden 30-SX 6叶片风扇，更换风扇后预期的降噪效果为：ΔL≈9 dB，但是，在更换风扇的情况下，此类 SX风扇通常需要更高的风扇与普通型风扇相比，它的外壳要高，即需要重新组装和升高外壳（但不能确定现有的风扇外壳在结构上是否足以承受额外的负担）。此外，如果风扇外壳装有扩散器，则还需要检查是否可以在扩散器下方插入另一个外壳部分。除风扇外，很有可能必须更换电动机和驱动轴同样，因为它们会使新风扇的旋转速度比当前风扇慢，但轴上的功率会更高。此外，还必须检查变频驱动器或电气开关设备是否符合更高的功率要求。或者，也可以使用变频驱动器使发动机旋转得更慢，但在这种情况下，应检查发动机以查看其是否能够在较低的转速下承受更高的功率。风扇叶片不是简单的技术干预。预计将需要更换和修改许多相关设备，这意味着新风扇的成本可能非常昂贵.5.4。变频驱动器变频驱动器（VFD）控制风扇的速度电动机和风扇叶轮的转速（以及输送的空气量）。在噪声保护方面，速度控制特别有效，因为基于流的噪声分量的声功率与典型速度的功率成正比，因此，当转速减半时，预期的噪声降低为不是3dB，而是6dB！这时，输送的空气量约为总容量的60％。 [2]在7月和8月期间，玻璃钢冷却塔的风扇一直以最高速度运转（在匈牙利），因此实际上可以实现产生最高环境噪声排放的运行条件。同时，在夜间可以充分降低环境温度，因此以较低的转速操作玻璃钢冷却塔的风扇就足够了。由于夜间的环境噪声污染限值更严格，为10dB，因此即使在晚上也将大大超过限值。根据广东冷却塔厂家的分析，夏季变频器的频率（从标称50Hz）降低到不超过43Hz在夜间，最大的降噪可能只有：ΔL≈2 dB，因此，只有在夜间温度降至20°C以下时才能实现显着的降噪。 VFD的使用有其自身的风险，因此其用于噪声保护的方法基本上取决于是否可以从环境的角度上达到期望的结果.5.5。瀑布降噪噪声排放的主要组成部分是造成的撞击噪声。当水滴落入盆地时被水滴所吸引。这种噪声基本上取决于水滴的质量及其撞击速度，不用说，通过改变水滴的大小，落下的水滴的质量也会减少，这样发出的声能将减少。同时，减小水滴的尺寸还可以减少每单位时间流过的水量，并且这种方式也降低了玻璃钢冷却塔的冷却能力。因此，为了实现有效的热传递，应沿着给定横截面的进气口将最大量的冷却剂与冷却空气接触。也就是说，在这方面减小水滴的尺寸是不合适的。
水滴撞击产生的噪音主要是由于碰撞是不可弯曲的，因为碰撞体无法压缩。如果碰撞变成弹性的（即，至少一个碰撞体发生了弹性变形），则很大一部分运动能量将不会转化为声能。通过使用瀑布式降噪垫，下落的水滴会与柔软的表面而不是冷却剂的表面，因此碰撞变得有弹性，并且散发的声能将根据垫子的厚度（在某些情况下为层数）而降低。垫取决于当前的液滴噪声，并且基本上取决于液滴的液滴高度和所施加的垫的层数。根据制造商的数据，预期的噪声抑制率是[5] [6] [7]：ΔL≈4-9 dB。基本上，瀑布降噪垫必须浮在水面上，因为只有在下落的水滴不直接接触水表面（通过材料除外）的情况下，才能实现所需的降噪效果，这可以使材料最初漂浮在冷却剂的表面上， 5.6。二次降噪措施在无法通过改变现有技术来修改或更换噪声源或降低声功率的情况下，可以采用降噪垫或支撑结构。减少环境噪声的有效方法是防止声音的传播。这种解决方案可能是：•使用吸收式消音器，•产生声响。 Ver板，•建筑隔音墙。使用次级降噪解决方案时，通常假定随后的技术传播干扰会导致压降，从而降低玻璃钢冷却塔的冷却能力和能效。因此，这些解决方案只有当塔足够大以补偿随后的降噪解决方案所产生的压降时，才可以确定地使用“热压”。次要解决方案的简化分析如下：优点•不会直接干扰玻璃钢冷却塔技术，•可以逐步实施，•有更多解决方案选择，•有时可用的降噪比缺点•成本降低（根据降噪要求而成倍增加）•一般会导致压力下降•玻璃钢冷却塔的冷却能力和能源效率会降低•接近机械单元可能会更困难，•维护任务和成本将增加，•玻璃钢冷却塔的几何形状和环境将发生变化。5.7。吸收式消音器吸收式消音器在很宽的频率范围内有效。低频吸声受内置吸声材料的有限厚度限制，而高频则受声波弯曲能力下降的限制。吸音消音器的吸声程度取决于百叶窗之间的自由横截面尺寸和吸音插件的长度。百叶窗之间的间隙越小，广东冷却塔厂家可以实现的降噪效果就越大。百叶窗式消音器的工作原理是，声能在流动剂路径中的百叶窗中吸收，因此广东冷却塔厂家通常必须假定此解决方案会导致压力下降。[3] 5.8。百叶窗式进气口在在设计空气入口和出口时，至关重要的是，冷却剂不要离开塔架的内部空间，并且阳光不能到达水盆的表面，也不能加热冷却剂（这样可以减少藻类的形成） ）.
为此，建议使用垂直漂移消除器，该消除器会在一定程度上影响流速，并针对强制或引流玻璃钢冷却塔分别设置尺寸。除水器的水分离效率与压降大致成正比；因此，选择不当的除水器会导致明显的压降，从而降低冷却性能，效率和风扇的使用寿命。5.9。隔音墙在广东冷却塔厂家的情况下，为确保最大的冷却性能，使用解决方案至关重要，可以在降低压降的同时最大程度地降低噪音。因此，在本研究中，通过传播进行干预的可能性仅限于声音屏蔽，如果设计合理，则可以减少风扇和进气口发出的噪音。屏障的质量和高度，以及其与噪声源和接收器的距离。为使效果有效，屏障必须阻挡噪声源最高点之间的视线，并且屏障必须长且连续，以防止声音绕过末端。但是，与隔离墙的放置有关的流动原理是，在玻璃钢冷却塔的两侧均具有进气口的情况下，防护层与玻璃钢冷却塔之间的距离必须大于进气口的高度（对于仅在一侧具有进气口的玻璃钢冷却塔，距离应增加一倍）。应选择壁的结构，以使壁结构的隔音效果必须比预期的减小效果大得多，因为尺寸设计本质上是为了衍射而不是透射。所使用的墙块或墙体结构的吸声和隔音要求如下：•声源侧的吸声量至少为：α≥0.8•空气传播的声衰减度至少为RW≥25 dB隔音墙的设计基本上取决于要保护免受噪声影响的区域以及评估要点的位置。风扇发出的声能也可以通过隔音墙减少。可以在玻璃钢冷却塔的边缘（静态上最坚固）建造一个隔音墙，但是–考虑到风扇的声功率，噪声源的大小和位置–所需的墙高会很大（至少7m），由于风压，不建议在塔的边缘。因此，建议的解决方案是构造合适高度的风扇堆栈而不是现有的扩散器，或者直接构造围绕现有的扩散器，内表面具有吸音设计的圆形（或多边形）屏障，以及所需的附加支撑结构。