基于soundplan的燃機進風口聲屏障設計研究

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文章出處：技術資訊網責任編輯admin 閱讀量：發表時間：2021-02-23 10:23

近年來隨著越來越多的燃氣火電廠在城市中投入運營，隨之而來的噪聲污染也越來越突現出來。由于城市區域規劃緊湊，燃氣電廠經常建設在居民區、教育或商業建筑附近，致使電廠噪聲問題也日漸嚴重。燃機進風口為燃氣輪機結構組成的一部分，同時也是電廠內的主要聲源，因此燃機進風口的噪聲控制也是電廠噪聲控制的重點，由于燃機進風情況對燃機發電效率影響較大，因此燃機進風口的噪聲控制也是電廠噪聲的治理難點之一。
1 燃機進風口組成及噪聲頻譜
1.1 燃機進氣系統：
燃機進氣系統是過濾器和導引大氣進入壓氣機入口的裝置。該系統由防雨百葉、過濾器、進風消聲器、進氣彎頭和進氣道組成。
如圖1所示：

燃機進氣系統的作用是將空氣引導進入壓氣機，通過過濾器將大氣中的灰塵顆粒物的雜質過濾掉，保證進入壓氣機的空氣質量。過濾器位于進氣系統的前端，由過濾組件、維護通道和人孔組成。喉部的進氣消聲器用來減弱壓氣機運行時產生的噪聲、以及空氣通過彎頭和通道的空氣噪聲。進氣彎頭和進氣通道都對吸入空氣有引導作用，使空氣沿一定方向，平穩均勻的進入壓氣機。
1.2 燃機進風口噪聲分析
燃機進風口噪聲由兩部分組成一部分為燃機進風系統殼體向外輻射的噪聲，一部分是燃機新風口向外輻射的噪聲。
燃機進風口常用設計風速為2~3m/s，在進氣通道內由于進氣通道的截面面積是不斷變化的，所以通道內氣流流速不是恒定不變的。在截面較小的地方，氣流流速較高，氣流噪聲相對較大；同時燃機、壓氣機噪聲也通過燃機進風口傳遞出來，影響周邊環境。
雖然燃機進風口喉部已安裝進風消聲器，對壓氣機及發電機的工作噪聲有一定的衰減作用，但是在9F級燃機進風口外1m處測量仍在84~87dB（A）之間，詳細噪聲頻譜如下：

如上圖所示整個噪聲頻譜呈現中低頻特性。
2 soundplan介紹
2.1 soundplan相關標準介紹
在soundplan中工業設計集成了HJ2.4--2009 China標準，即中華人民共和國國家環境保護標準之環境影響評價技術導則聲環境。該標準由環境保護部于2009年12月23日發布，2010年4月1日正式實施。
該標準涵蓋了聲環境評價工作等級、聲環境評價范圍和基本要求、聲環境現狀調查和評價、聲環境影響預測、聲環境影響評價、噪聲防治對策、規劃環境影響評價中聲環境影響評價要求等內容。
其中在第八章聲環境影響預測及附錄A噪聲預測模式分別對聲源的衰減方法、聲屏障頂部繞射損失的計算方法、預測時所采用的聲學數據等均做了相關規定。
本節內容結合本論文燃機進風口聲源的特點將有針對性的介紹面聲源的衰減方式及聲屏障頂部繞射損失計算方法。
2.2 面聲源的幾何發散衰減
一個大型機械設備的振動表面，車間透聲的墻壁，均可以認為是面聲源。如果已知面聲源單位面積聲功率為LW，各面積元噪聲的相位是隨機的，面聲源可看作由無數點聲源連續分布組合而成，其合成聲級可按能量疊加法求出。
2.3聲屏障頂部繞射損失的計算
在聲環境影響評價技術導則中對聲屏障引起的衰減是基于聲程差來計算的。導則規定無限長聲屏障僅考慮聲屏障的頂部繞射衰減，衰減公式如下:

3 燃機進風口模型建立及模擬
3.1項目概況
本論文模型是基于某9F級燃氣電廠（包含一套二托一、一套一托一機組）建立的。機組燃機進風口高位布置，位于燃機房低跨屋面。燃機房低跨屋面頂標高為15.8m，燃機房高跨屋面頂標高為33.0m。二托一燃機房與一托一燃機房之間為汽機房，它們分別位于汽機房的左側和右側。汽機房頂標高為36.0m。
燃機進風口位于燃機房低跨屋面，其截面尺寸為18×13.46（寬×高）。
其中燃機房燃機進風口朝向廠界方向，廠界外即為環境敏感點--居民區。一拖一燃機房低跨距離廠界47m，二拖一燃機房低跨距離廠界80m。
本項目環評要求廠界二類標準。
3.2模型建立
模型建立及計算遵循的標準為HJ2.4--2009 China；
燃機進風口截面面積為242.28平米，相對于廠界可以看作是面聲源。
燃機房、汽機房均為建筑物。

計算時設置1.5m高計算面；然后又分別在47m、80m（分別為到廠界和敏感點的距離）的地方設置了20m高的截面計算面。
3.3燃機進風口無措施時噪聲分布圖

由噪聲預測圖可以看出在無降噪措施時，燃機進風口指向的方向上，在距離燃機房47m和80m的位置，噪聲值均超過60dB（A）。與環評達標要求相比，屬超標情況，需考慮采取降噪措施。
3.4燃機進風口聲屏障設計
本項目機組為9F級燃機機組，根據燃機廠家要求聲屏障位置要距離燃機進風口至少10m，本項目聲屏障距離燃機進風口11m，高度為18m，L型布置，詳見下圖：