液化空气站噪声影响预测与控制技术研究

发布时间：2020-05-29 03:13

【摘要】：空气是由多种成分构成的混合气体,使用等焓和等熵膨胀,将热量从空气中抽取,使其降温,直到降低至冷凝温度后开始液化,从而将不同成分的氮、氧、二氧化碳等气体逐一分离。液化空气站在这些工艺过程中需要空气过滤设备、空气压缩膨胀设备、附属冷却装置等。随着我国工业的高速发展,高纯度空气产品需求量不断上升,因而液化空气站近年来在我国各个发达城市广泛蔓延开来。本文介绍了液化空气站的概念,分析了大型液化空气站内噪声源的类型及特性,对液化空气站内具代表性的冷却塔、自洁式空气过滤器、空分厂房等噪声源进行了噪声影响预测,根据预测结果进行声源的噪声控制试验研究,使液化空气站厂界敏感点噪声达到了《声环境质量标准》(GB3096-2008)及《工业企业厂界噪声排放标准(GB12348-2008)》中的3类标准的要求。主要有以下内容和结论:(1)分析与研究国内外对液化空气站中主要噪声源的治理方法。得知强制湿式机械通风冷却塔的噪声原因由以下导致:风机进排气、填料淋水、冷却塔水泵运行、电动机运转等。其噪声主要有空气动力性噪声构成,频带呈现中低频特性。空气过滤器噪声主要由空气动力性噪声、风机壳体振动相关的固体声,频带呈中低频噪声,尤其是低频噪声治理是其难点。空压机组噪声主要来源为风机进排气噪声、“喘振”、“液击”等构成,其低频噪声穿透力强,是治理的难点。本文通过实地测量分析得出冷却塔进出风口1m靠近南厂界方向噪声分别为79.7 dB(A)、85.1dB(A),自洁式空气过滤器扩散口噪声为84.5 dB(A)。对其噪声频谱进行分析后得出,两类噪声主要特征为中低频噪声,并进行噪声源噪声影响预测与控制试验研究。(2)本研究选取位于3类声环境功能区的液化空气站内的自洁式空气过滤系统、冷却系统噪声源为研究对象,利用《环境影响评价技术导则声环境》(HJ2.4-2009)中的噪声衰减预测模式以及应用能量叠加法的面声源预测模型,根据噪声源的类型、特性及位置选取不同预测模型进行预测,以液化空气站厂界外5m处宿舍楼为敏感点,预测各声源的噪声水平、垂直距离衰减的叠加噪声影响。结果显示冷却塔机组进风面噪声衰减预测中利用环评导则和能量叠加法最终得到的预测值与实测值的误差分别在2.6 dB(A)、1.3 dB(A)范围内,本研究中将冷却塔机组进风口看作面声源并利用能量叠加法进行噪声衰减预测得到的预测值更符合实际情况,根据预测冷却塔机组、自洁式空气过滤系统所需的降噪量分别为16.5 dB(A)、2.3 dB(A)。(3)根据预测结果分别进行了自洁式空气过滤器、冷却塔机组的降噪试验,试验对自洁式空气过滤器安装整体吸隔声罩、在进风口安装阻抗复合消声器,降噪试验完成后自洁式空气过滤器进风口噪声降低16.1dB(A),试验前后进风风速增加0.2m/s,增加阻力损失为7.93Pa,风速及阻力损失控制在合理范围内;试验在冷却塔进、出风口安装阻抗复合消声器,试验完成后冷却塔机组噪声降低22.1dB(A),阻力损失为9.39Pa,满足预测所需降噪量,各楼层测点噪声均满足《声环境质量标准》(GB3096-2008)中3类区的噪声限值标准。(4)液化空气站内空分厂房的噪声及振动对厂界噪声影响较大。本研究选取位于3类区的液化空气站中空分机房为研究对象,利用环评导则中的室内声源等效室外声源声功率级的方法对机房内声源噪声对隔壁楼层噪声影响进行预测分析,分析得出1楼室内噪声超标主要受空气声、固体声的共同影响,2、3楼噪声超标全部由机房内设备振动引起固体传声导致。(5)根据分析结果进行了空分机房隔振和降噪试验,试验采用混凝土基座、弹簧减振器和橡胶减振垫结合的复合隔振结构对空压机机组进行隔振处理、在压缩主机下安装双层橡胶减振垫、在机房内吊挂吸声体并更换隔声门、隔声窗,试验完成后办公楼1层内昼间噪声从65.1dB(A)降至48.6dB(A),各楼层的噪声均达到《社会生活环境噪声排放标准》(GB22337-2008)表2、表3中3类区的要求。
【图文】：

冷却塔,工作原理,冷却塔噪声

图 1.1 冷却塔工作原理Figure 1.1 Cooling Tower Working Principle循环水冷却系统冷却塔广泛的应用在空气液化工艺中，一般置于在液化空气区边缘，其工艺如图 1.1 所示。冷却塔运行时噪声相对较高，其在工作过程中生大量的噪声[29]。针对冷却塔噪声影响预测的研究已经较深入，比如 Krittikat[30]等通过建立冷噪声预测模型，且在一定的软件模拟仿真基础上，讨论了热电厂冷却塔噪声律和预防情况。Sergei[31]等在进行方面的研究时，综合应用了运动介质相关理析了发电厂水冷式冷却塔噪声的频率进行了分析，且论述了其传播规律。裴、陈幸幸[33]、刘华[34]等学者在进行此方面的研究时，应用了 Cadna/A 软件，在的数字模拟分析基础上讨论了双曲通风冷却塔工作中的噪声规律，且根据所果对冷却塔治理前和治理后的噪声污染水平做了对比，所得结果具有较高的价值。熊宏亮[35]等则应用了 SoundPLAN 软件进行了此方面的研究，其深入讨自然通风冷却塔工作中的噪声，同时还应用模型进行了冷却塔噪声的影响预前此方面的预测方法主要包括专家咨询法和类比法、模式预测法等，其中应

技术路线图,液化空气,噪声衰减,相关噪声

价指南》相关标准中提出的方法进行了噪声衰减规律研究。预测分析了面声源的传播规律，再根据预测进行冷却塔、自洁式空气过滤器、空压机机房的噪声控制试验，根据控制结果表明，这样处理之后敏感目标噪声显著降低，符合相关噪声控制标准。论文分析了液化空气站内冷却塔、自洁式空气过滤器等声源的噪声特性，同时对垂直距离衰减的效果做了具体分析，并同时分析确定了影响最为明显的噪声源以。而在此方面的分析过程中，考虑到降噪效果和散热以及成本等因素，而设计出合理的降噪和减振工艺的，这样可以为避免治理无法达标的问题提供一定的参考。经过处理之后，，相应的敏感目标的噪声强度明显降低，且符合相关噪声排放限值标准。本文在研究过程中深入讨论了空压机机房的噪声特性，且分析了各种距离相关的噪声与振动影响情况，同时对声源减振和噪声衰减的规律进行了研究，提出了相应的应对措施，然后依据《社会生活环境噪声排放标准》对处理后的结果做了评价。所得结果证实了该方案的可行性，并为国内液化空气站噪声和振动控制提供了借鉴与参考。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB53

【参考文献】