1、前 言
随着工业的发展，机械通风冷却塔如今广泛应用于电力、钢铁、石油化工等工业企业中。由于冷却塔运行期间需要热交换，大部分冷却塔都是露天布置。冷却塔的大功率风机、落水等都会产生高噪声，将不可避免的对周边环境产生影响。
2、机械通风冷却塔的降噪特性
从工作原理上，机械通风冷却塔的主要噪声可分为两大类：
（1）轴流风机的噪声。噪声主要来源于冷却塔顶部轴流风机叶片高速转动产生的空气动力性噪声，该部分噪声主要与风机叶片转动的速度成正比。同时，由于现场安装的误差，以及转动系统的不平
衡导致风机电机和传动部件也产生一定的旋转机械噪声，电机也会产生一定的电磁噪声和机械噪声。风机噪声通常在86~95dB(A)之间。
风机产生的空气动力性噪声：
这部分噪声主要由旋转噪声和涡流噪声组成，其频率表达式分别为：
f──旋转噪声的基频
n──叶轮转数
z──叶片数
fi──涡流噪声的基频
K──斯脱路哈数
V──气体与叶片的相对速度(m/s)
D──气体入射方向的物体厚度(m)
此部分噪声分为进风噪声和排风噪声两部分，其中排风噪声通过顶部风口直接向外传播，进风噪声则透过填料层向下传播，并最终通过进风口向外传播。
图1 机械塔风机噪声（排风口45度方向1米处）频谱图
（2）淋水噪声。淋水噪声主要为下落的循环冷却水溅落到底部蓄水池产生的水流冲击噪声，噪声大小与淋水密度、落水高度成正比，也与塔内的通风速度有关，淋水噪声通常在83~88dB(A)之间。
图2 机械冷却塔淋水（风机关闭）噪声频谱图
图3 机械冷却塔淋水（风机开启）噪声频谱图
从以上频谱图可以看出，机械通风冷却塔的风机噪声中低频突出，而淋水噪声主要是中高频成分。由“图3”可以看出风机开启时，风机噪声部分透过冷却塔填料层后也通过进风口反向传播，因此进风口噪声中低频部分同样突出。
3、机械通风冷却塔的降噪思路
机械通风冷却塔的降噪思路主要从声源和传播途径处着手治理。
声源上治理可采取以下几种措施：一、采用超静音风叶；二、风机动力系统进行隔振处理；三、蓄水池内加装落水消声材料。
传播途径上可采取多种措施，例如冷却塔整体加装隔声罩，冷却塔的进风口加装进风消声器，排风口加装排风消声器，冷却塔加装声屏障等措施。
3.1采用超静音风叶
风机噪声是机械通风冷却塔最主要的噪声源，风机噪声与叶片速度的6次方成正比，因此为了降低风机噪声，需降低风机的转速，但同时要确保风机的风量不降低，从而保证冷却塔的性能。
超静音风机的设计选型时一般需要考虑以下因素：风机的风量（不降低或者有所增大）；风机的转速；
风机的叶型及数量；风机减速比的选配；风机的支撑结构；电机的驱动功率。
采用超静音风叶可以获得很好的降噪效果，一般可取的8~12dB(A)的降噪量。
图4 超静音风叶工程案例图片
3.2风机系统隔振处理
对风机动力系统进行隔振处理，隔振效率≥90%，减振系统产生的扭角≤0.03°。
冷却塔风机系统在运转时会产生较大的振动，振动向塔体传递，诱发塔体向外辐射结构噪声。结构噪声的频率低，治理难度大，因此从源头上对风机系统进行隔振处理可以有效降低结构噪声的辐射。隔振系统设计时，除了要保证隔振效率，还应控制风机系统自身的振动幅度，确保风机稳定运转。
图5 机械塔风机隔振系统
（图片来源于网络）
3.3落水消声
落水噪声主要由于从高空下落的冷却水与集水池中的水撞击而产生噪声。整个过程是高处的冷却水在重力的作用下势能转化为动能，当下落与集水池里的水撞击时，其中一部分动能便转化为声能进行传播，产生宽频带的水击噪声。
根据淋水噪声的产生原理，在蓄水池底部加装消声装置，形式为：斜板式落水消声、蜂窝式落水消声、PVC管阵加金属丝网（尼龙网）落水消声等。
目前较为常用的落水消声装置为PVC填料蜂窝式落水消声装置，降噪效果好，且结构轻便，不会对水质产生影响。
图6 蜂窝式落水消声装置
3.4冷却塔加装隔声罩和消声器
当冷却塔紧靠厂界或者敏感点，噪声超标量高，冷却塔一般需整体加装隔声罩，隔声罩整体对冷却塔进行封闭，在传播途径上将噪声进行阻断。
隔声罩切断了冷却塔的进风和排风通道，因此隔声罩须配套进风消声器和排风消声器,并配备隔声门便于人员检修。
消声器通常采用插片式和阵列式，片厚和间距根据冷却塔的风量、风速以及所需降噪量来设计。
图7 冷却塔进风消声器（片式）
图8 冷却塔排风消声器（阵列式）
3.5冷却塔加装声屏障
考虑到安装空间和造价问题，声屏障也是冷却塔降噪的一种有效措施。根据声屏障的降噪原理和冷却塔的噪声频谱分析，若声屏障的高度、位置、范围设置合理，声屏障也可以获得良好的降噪效果，且不影响冷却塔的通风。
图9 冷却塔声屏障
3.6降噪措施整体效果分析
表1 降噪措施效果分析
4、结 论
本文详细阐述了机械通风冷却塔的噪声特性，并提出了现有冷却塔噪声治理的几种有效措施，包含低噪声风叶、风机系统隔振处理、落水消声、设置隔声罩并配合进排风消声器、加装声屏障等措施。同时，也为其它项目的冷却塔噪声治理提供借鉴。我公司在噪声治理已经有30多年治理经验，在电厂、钢厂、化工厂等领域具有多项冷却塔治理成功案例，欢迎大家来实地参观交流。
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