自然通风逆流湿式冷却塔噪音的传播规律及降噪研究

论文摘要

随着人们生活水平的提高,人们对于生活环境的要求越来越高,噪音污染也逐渐受到人们的重视。在电厂中,噪音也成为重要的污染源之一,冷却塔淋水噪音成为重要的噪音源,由于有些电厂的位置比较特殊,冷却塔距离居民区较近,冷却塔噪音已经严重的影响了居民的日常生活,因此冷却塔降噪有很强的现实意义。在目前冷却塔降噪研究的基础上,本文以自然通风逆流湿式冷却塔为研究对象,建立了以淋水量和进风口高度等为主要参变量的雨区噪音产生和传播的数学模型,亦建立了工程实际中冷却塔外部区域噪音的衰减模型。并且采用了新的降噪方法——导风板降噪,并利用数值模拟的方法模拟了各种情况下冷却塔雨区及外部区域的噪音分布情况。本文以某300MW火电机组的冷却塔为例,首先对无导风板情况下无侧风和进风速度分别为中、高风速时的冷却塔噪音传播进行了数值计算;又对冷却塔加导风板后,不同的导风板数量和安装角度在风速为零、中、高风速工况下进行了数值计算,得到了不同工况下的噪音分布值。此外,作者还现场实地测量了冷却塔的噪音分布情况。计算表明,无导风板情况下,当无侧风时,冷却塔噪音传播形成了以冷却塔的中心为圆心,冷却塔径向距离为半径的圆状分布,冷却塔的噪音沿径向分布比较均匀;沿高度方向,随着高度增加,冷却塔的噪音值有所增加,这些与实际测量的情况基本一致。当有侧风时,冷却塔的噪音传播分布不规律,在风比较集中的地方噪音也较集中,而且随着风速的增加,沿高度方向的冷却塔噪音值先增大后减小。冷却塔的周向加导风板后,无侧风时几乎对噪音分布没有影响;有侧风时,由于导风板对于进风的引导作用和出风的阻挡作用,在冷却塔的雨区形成了漩涡流,噪音沿进风的传播方向分布。冷却塔整个雨区噪音分布不均匀,在出风口处噪音集中,噪音值较高。36块导风板时,对导风板角度分别为30、45、60、90度进风速度分别为中风速和高风速的情况下噪音值的分布进行模拟,90度角时噪音值和无导风板时几乎一致,其余安装角度下噪音值出现了降低。此外导风板的安装改变了倍频程噪音在各频率段的分布情况,也实现了降噪的目的。在导风板角度同为30度时,对导风板的数量为12、36、90时的噪音分布进行比较,90块板时降噪效果最好,12块板时最差,36块板时居中,说明随着导风板数量增加,降噪效果明显。本文为了反映冷却塔在加导风板后是否对冷却塔运行的经济性产生影响,作者取进风量作为衡量标准,对不同情况下的进风量进行简单计算。通过对计算结果的比较,加导风板后所有情况的进风量大于未加导风板时的通风量;随着导风板安装角度的增加进风量增加;随着进风速度的增加,进风量增加。不同的导风板数量时,数量依次为12、36、90时,进风量先增大后减小。说明降噪最佳和运行经济性的最佳二者不可兼得。针对以上分析,本文初步提出了一些改进措施。本课题的研究成果对冷却塔降噪的研究提供了理论依据,并对工程实际中的冷却塔的降噪提供了新思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号表
• 1 前言
• 1.1 冷却塔的简介及构造
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 工程实际中冷却塔降噪措施
• 1.4 本文的工作
• 2 冷却塔噪音的实地测量数据与分析
• 2.1 300MW机组冷却塔噪音值测量
• 2.2 125MW机组冷却塔噪音值测量
• 2.3 结论
• 3 冷却塔噪音计算及降噪计算
• 3.1 声波简介
• 3.2 冷却塔的噪音
• 3.2.1 噪音的评价
• 3.2.2 环境噪音国家标准
• 3.2.3 冷却塔噪音的特点
• 3.3 冷却塔噪音的形成及传播计算
• 3.3.1 冷却塔噪音在雨区的形成及传播计算
• 3.3.2 工程实际中冷却塔噪音在自然环境中的衰减
• 3.4 工程实际中常见降噪方法的理论计算
• 3.4.1 阻隔降噪
• 3.4.2 吸声降噪
• 4 数值计算方法
• 4.1 控制方程的建立
• 4.2 控制方程的离散
• 4.3 计算区域和网格划分
• 4.4 边界条件和迭代控制
• 4.5 数值模拟软件的输入
• 4.6 计算结果的处理
• 5 应用研究
• 5.1 研究对象
• 5.2 无导风板时冷却塔流场的模拟
• 5.2.1 无侧风时冷却塔流场的模拟
• 5.2.2 有侧风时冷却塔流场的模拟
• 5.3 导风板数量相同时冷却塔流场的模拟
• 5.3.1 中风速时不同导风板角度流场的模拟
• 5.3.2 高风速时不同导风板角度流场的模拟
• 5.3.3 基于导风板各种作用的最终降噪效果
• 5.4 有导风板不同风速时高度方向上的噪音分布
• 5.5 不同导风板数量时冷却塔流场的模拟
• 5.6 冷却塔冷却作用与降噪作用相祸合时的研究
• 5.6.1 冷却塔阻力系数的计算
• 5.6.2 冷却塔通风量的理论计算
• 5.6.3 无侧风时塔通风量的理论计算
• 5.6.4 有侧风时通风量的数值计算
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表