CN107084628A - 双曲线型冷却塔消声系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双曲线型冷却塔消声系统，由装饰吸声模块、观察采光模块、安装支撑结构、模块安装紧固结构及维护通道组成，所述的装饰吸声模块规格统一，由钢结构框架、内侧吸声面、外侧隔声装饰面、弹性隔振胶条及顶部安装吊环组成；所述的观察采光模块由钢结构框架、内隔振安装构件、隔声玻璃、外隔振定位构件组成，外形规格及配置与装饰吸声模块一致；所述的安装支撑结构由承力钢结构、混凝土基座、防水隔墙组成；所述的模块安装紧固结构由底部放置装饰吸声模块的槽形型钢、上部装饰吸声模块安装卡扣式可调紧固件的L形型钢、中部支撑装饰吸声模块的支撑型钢组成，槽形型钢靠里侧安装紧固螺栓，底部设置泄水孔。
Description
技术领域
本发明涉及噪声控制的技术领域，特别是涉及一种能消除大型双曲线自然通风逆流湿式冷却塔噪声空气传播的双曲线型冷却塔消声系统。
背景技术
双曲线自然通风湿式逆流冷却塔是目前电厂的一种冷却塔形式，自然通风逆流湿式冷却塔噪声属于中高频、高强、稳态噪声，来源于塔中相当于暴雨强度数十倍的高密度落水对池水的大面积连续性直接撞击。由于其声源庞大、声功率级强，频带宽、传播距离远，影响范围达数百米。在电厂中，自然通风逆流湿式冷却塔淋水噪声成为重要的噪声源。由于有些电厂的位置比较特殊，冷却塔距离居民区较近，冷却塔噪声已经严重的影响了居民的日常生活。
自然通风冷却塔靠塔内外的空气密度差或自然风力形成的空气对流作用进行通风的冷却塔。为了保证自然通风冷却塔进风风量，冷却塔进风口一般都较高，进风有效面积大。如果要达到屏蔽效果，隔声屏障应当高于冷却塔进风口高度，为了防止对风压造成的损失，进风的路径愈短愈好。隔声屏障的高度与冷却塔进风口之间的距离形成一对相互制约的矛盾体。隔声屏障愈高，屏蔽效果愈好，隔声屏障与冷却塔进风口之间的距离愈远，绕射声波愈多，屏蔽效果愈差。同时，愈高的隔声屏障，对隔声屏障结构抗风压提出来愈高的要求，工程造价也就愈高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塔外声波阻隔，设置阶梯式隔声屏，缩短进风气流路径，减少风压损失，可以有效消除双曲线型冷却塔的从进风口传播的落水噪声，使用模块式造价低、施工速度快、耐候性好、景观效果好经济实用的冷却塔消声系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种双曲线型冷却塔消声系统，由装饰吸声模块、观察采光模块、安装支撑结构、模块安装紧固结构及维护通道组成，所述的装饰吸声模块规格统一，由钢结构框架、内侧吸声面、外侧隔声装饰面、弹性隔振胶条及顶部安装吊环组成；所述的观察采光模块由钢结构框架、内隔振安装构件、隔声玻璃、外隔振定位构件组成，外形规格及配置与装饰吸声模块一致；所述的安装支撑结构由承力钢结构、混凝土基座、防水隔墙组成；所述的模块安装紧固结构由底部放置装饰吸声模块的槽形型钢、上部装饰吸声模块安装卡扣式可调紧固件的L形型钢、中部支撑装饰吸声模块的支撑型钢组成，槽形型钢靠里侧安装紧固螺栓，底部设置泄水孔。
由于双曲线型冷却塔消声系统隔声屏障有较高的水平高度，迎风面积大。所以，隔声屏障的抗风荷载能力就成为消声系统设计的重中之重。根据隔声屏障的抗震性能及当地最大风荷载、雪荷载建立模型计算，确定隔声屏障的钢结构及基础设计方案。支撑钢结构的主立柱为H型钢，立柱下部设置法兰底板及加劲肋，设置混凝土浇筑基座，混凝土地面使用化学螺栓植筋，法兰底板与混凝土基座紧固连接。H型钢之间使用其他型钢水平横向、纵向及斜叉可靠焊接，之间设置加强节点钢板，保证支撑钢结构的抗风荷载能力。钢结构表面作二道防锈底漆、二道面漆防腐涂装。
模块安装紧固结构安装在承力钢结构上，多块装饰吸声模块垂直安装在冷却塔外形成以冷却塔为中心的弧形隔声屏障，弧形隔声屏障有多层，外层设置在防水隔墙上，内层设置在冷却塔进风口顶端外，二层弧形隔声屏障之间水平重叠，形成外低内高形的阶梯式多层弧形隔声屏障；双曲线型冷却塔是目前国内电厂应用最为广泛的一种冷却塔形式，但其热力性能受环境因素影响较大，尤其是环境侧风的作用使塔周向进风极不均匀，减小了塔内通风量，严重降低了其冷却效率。由于冷却塔落水噪声的频谱以中高频成分为主，通过设置阶梯式排列的隔声吸声体的办法可以削弱绕射声波对受声点的影响，所以采用阶梯式排列的隔声吸声体隔断并吸收冷却塔声源到达受声点的直达声波可以取得良好的降噪效果。既可缩短进风气流路径，避免侧风带来的不利影响，可以稳定进气气流流速，最大限度的减少气流压力损失。
冷却塔落水噪声的影响范围：落水噪声的声源为内置的一片圆形水面，腔体内声波通过进风口向外传播，所以可将进风口视为声源边缘，其庞大特殊的弧面出声口使“附近区域”内的声波并不立即按“点声源”的距离衰减规律衰减，在这个由近及远的“附近区域”内存在着一个按环状柱面波向外扩散，随着传播距离的增加，由于能量分散开来，声压级不断下降。声源直接辐射的声压与离声源的距离成反比。地面上的声源（即所谓的半自由声场），离声源一米，距离增加每一倍，噪声声级下降3dB(A)。如果以进风口集水池边外1m最大噪声声级为88dB(A)，在不考虑空气及地面吸声的因素情况下，随着距离的增加，噪声声级衰减量可按如下估算：
在进风口边缘外3 m（加2 m）最大噪声声级为85dB(A)；
在进风口边缘外7m（加4 m）最大噪声声级为82dB(A)；
在进风口边缘外15m（加8m）最大噪声声级为79dB(A)；
在进风口边缘外31m（加16m）最大噪声声级为76dB(A)；
在进风口边缘外63m（加32m）最大噪声声级为73dB(A)；
在进风口边缘外127m（加64m）最大噪声声级为70dB(A)；
在进风口边缘外255m（加128m）最大噪声声级为67dB(A)。
以上估算是以距离噪声敏感点最近的进风口传播的噪声影响。由于大型双曲线冷却塔底部进风口直径约100m，在进风口半径的端点处传播的噪声影响，相对最近的进风口增加了50m的衰减距离。如果设置了声屏障，对噪声敏感点而言，衰减就更大了。目前，在冷却塔进风口外地面设置高度高于冷却塔进风口的隔声屏障，以阻隔冷却塔噪声的传播途径，将居民区置于隔声屏障的声影区。
如果噪声敏感点仅是冷却塔外的某个方向，冷却塔侧面进风口距离该方向的噪声敏感点越远，噪声的影响越小，消声的要求也相应减少。根据等效消声原则，阶梯式弧形隔声屏障的层数根据消声的要求而相应减少。可以在满足消声量的同时，减少工程量，节约工程投资。在冷却塔进风口逐步远离噪声敏感点的位置，阶梯式弧形隔声屏障层数按照最内层、中间靠内层、次外层、次内层、中间靠外层、最外层的顺序递次减少。最内层弧形隔声屏障主要阻隔冷却塔水面落水噪声往进风口顶部进入上部空间传播，由于冷却塔落水噪声属于中高频，声波的绕射能力相对较弱。先减少最内层弧形隔声屏障对消声影响较小。减少中间靠内层，次内层、中间靠外层仍可以阻隔落水噪声的水平传播；减少次外层，最外层、中间靠外层仍可以阻隔落水噪声的水平传播；减少次内层，中间靠内层仍可以阻隔落水噪声的水平传播；减少中间靠外层，最外层仍可以阻隔落水噪声与地面的反射，破坏半自由声场的形成，可加大随距离增加噪声声级的衰减幅度。
所述的装饰吸声模块由钢结构框架、外侧装饰钢板，装饰钢板折边固定在钢结构框架侧面，装饰钢板内涂装隔音阻尼浆，形成隔声装饰面；内侧吸声面从内往外递次为吸声材料、防水透声薄膜、百叶式穿孔板；钢结构框架顶部内侧、底部分别设置弹性隔振胶条；垂直安装的装饰吸声模块之间预留10mm左右的间隙，使用结构胶封闭；装饰吸声模块由镀锌方管内框，外敷设装饰钢板，装饰钢板折边，用铆钉固定在镀锌方管内框形成。装饰吸声模块的外表面形成类似于铝塑板的装饰效果，装饰钢板造价低、耐候性强，颜色与环境色彩协调，有利于提高冷却塔消声系统的景观效果。
由于冷却塔消声系统系以冷却塔中心为圆心的多层同心圆造型，装饰吸声模块系平面结构，多块装饰吸声模块沿圆弧形布置，不妨碍其景观效果。但是，多层同心圆造型会产生各个同心圆造型的曲率不一致，越靠内层，曲率越大。为了提高施工效率，以内层的最大曲率所需要的槽形型钢内有效槽的宽度作为所有模块安装结构的槽形型钢。对曲率较小的通过槽形型钢靠里侧安装紧固螺栓对装饰吸声模块的紧固来保证安装的牢固性。使用槽形型钢及安装卡扣式可调紧固件，安装牢固快捷，有效提高安装工作效率，降低设置成本。
所述的观察采光模块的内隔振安装构件安装在钢结构框架里的内侧，隔声玻璃安装在内隔振安装构件上，外隔振定位构件安装隔声玻璃外，观察采光模块间隔安装在外层弧形隔声屏障中的防水隔墙上；在声屏障外就可以透过采光隔声玻璃观察了解设备工作情况，减少设备噪声对操作人员的影响，满足工作面的采光观察，以利于管理人员对冷却塔系统的操作、维护。模块安装结构安装在地面防水隔墙上，可以保证装饰吸声模块底部免受雨水腐蚀，同时，作为风冷却塔消声系统的防撞措施。
所述的维护通道系设置在外层弧形隔声屏障中部，维护通道正对的第二层弧形隔声屏障延伸至防水隔墙上，第二层弧形隔声屏障延伸部分的宽度大于维护通道宽度的三倍。设置维护通道作为操作人员的进出通道。宽度为通道框架宽度的三倍。起到隔声屏障作用，可以防止声波通过维护通道往外传播。
所述的百叶式穿孔板安装时系开口向下，面对声源方向。由于双曲线自然通风湿式逆流冷却塔的声源主要是落水声，声源方向在冷却塔下部的水池，开口向下的百叶式穿孔板有利于吸收落水声，同时，有效防止雨水对吸声材料的侵袭，保证装饰吸声模块的耐候性，延长使用寿命。
所述的弧形隔声屏障的包围面根据噪声敏感点的位置确定，弧形隔声屏障的层数、间距、二层弧形隔声屏障水平重叠比例部分根据消声降噪量要求确定。所述的弧形隔声屏障的包围面根据噪声敏感点的位置确定，二层弧形隔声屏障之间的间距、二层弧形隔声屏障水平重叠比例部分根据消声降噪量要求确定。根据冷却塔噪声影响区域，可以设置完整圆形的消声结构，也可设置部分圆弧形消声结构。二层弧形隔声屏障之间的间距越小，二层弧形隔声屏障水平重叠比例越多，吸声材料越厚消声降噪量越大。
消声降噪量要求很高时，将二块装饰吸声模块的装饰钢板面相粘接，形成复合隔声吸声模块，安装在外层以内的弧形隔声屏障，形成双面吸声的消声插片。双面吸声可以减小隔声装饰面的反射声波，可极大地提高消声系统的消声量，满足消声降噪量很高的要求。
本发明相对现有技术的有益效果是：
1、外低内高形的阶梯式多层弧形隔声屏障，可以有效消除双曲线型冷却塔的从进风口传播的落水噪声；2、缩短进风气流路径，避免侧风带来的不利影响，稳定进气气流流速，最大限度的减少气流压力损失；3、装饰吸声模块、观察采光模块统一规格，可在加工厂内统一制作，使用模块紧固构件，提高现场安装工作效率，降低设置成本；4、装饰吸声模块装饰性好，耐候性好，有利于提高隔声结构的景观效果；5、方便消声系统及冷却塔维护。
下面结合附图和实施例对本发明进一步的说明。
附图说明
图1是本发明第一实施例的俯视图。
图2是侧面剖视构造图。
图3是装饰吸声模块、模块安装紧固结构正视图。
图4是图3的侧视图。
图5是观察采光模块正视图。
图6是图5的侧视图。
图7是维护通道正视图。
图8是图7的俯视图。
图9是本发明第二实施例的侧面剖视构造图。
图10是图9的局部放大图。
图中1.装饰吸声模块，11.钢结构框架，12.弹性隔振胶条，13.安装吊环，14.装饰钢板，15.隔音阻尼浆，16.吸声材料，17.防水透声薄膜，18.百叶式穿孔板，19.结构胶，2.观察采光模块，21.钢结构框架，22.内隔振安装构件，23.隔声玻璃，24.外隔振定位构件，3.安装支撑结构，31.承力钢结构，32.混凝土基座，33.防水隔墙，4.模块安装紧固结构，41.槽形型钢，42.卡扣式可调紧固件，43.L形型钢，44.支撑型钢，45.紧固螺栓，46.泄水孔，5.维护通道，6.冷却塔，61.冷却塔进风口，62.地面，63.噪声敏感点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点、更加清楚明白，使本领域普通技术人员易于实施。以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在图1、2所示的第一实施例中，双曲线型冷却塔消声系统，由装饰吸声模块（1）、观察采光模块（2）、安装支撑结构（3）、模块安装紧固结构（4）及维护通道（5）组成，所述的装饰吸声模块（1）规格统一，由钢结构框架（11）、内侧吸声面、外侧隔声装饰面、弹性隔振胶条（12）及顶部安装吊环（13）组成；所述的观察采光模块（2）由钢结构框架（21）、内隔振安装构件（22）、隔声玻璃（23）、外隔振定位构件组成（24），外形规格及配置与装饰吸声模块（1）一致；所述的安装支撑结构（3）由承力钢结构（31）、混凝土基座（32）、防水隔墙（32）组成；所述的模块安装紧固结构（4）由底部放置装饰吸声模块（1）的槽形型钢（41）、上部装饰吸声模块（1）安装卡扣式可调紧固件（42）的L形型钢（43）、中部支撑装饰吸声模块（1）的支撑型钢（44）组成，槽形型钢（41）靠里侧安装紧固螺栓（45），底部设置泄水孔（46）。
模块安装紧固结构（4）安装在承力钢结构（31）上，多块装饰吸声模块（1）垂直安装在冷却塔（6）外形成以冷却塔（6）为中心的弧形隔声屏障，弧形隔声屏障有多层，外层设置在防水隔墙（33）上，内层设置在冷却塔进风口（61）顶端外，二层弧形隔声屏障之间水平重叠，形成外低内高形的阶梯式多层弧形隔声屏障。
当噪声敏感点仅是冷却塔外的某个方向，在冷却塔进风口（61）逐步远离噪声敏感点（63）的位置，阶梯式弧形隔声屏障层数按照最内层、中间靠内层、次外层、次内层、中间靠外层、最外层的顺序递次减少。
图3、4所示的所述的装饰吸声模块（1）由钢结构框架（11）、外侧装饰钢板（14），装饰钢板（14）折边固定在钢结构框架（11）侧面，装饰钢板（14）内涂装隔音阻尼浆（15），形成隔声装饰面；内侧吸声面从内往外递次为吸声材料（16）、防水透声薄膜（17）、百叶式穿孔板（18）；钢结构框架（11）顶部内侧、底部分别设置弹性隔振胶条（12）；垂直安装的装饰吸声模块（1）之间预留10mm左右的间隙，使用结构胶（19）封闭。
图5、6所示的观察采光模块所述的观察采光模块（2）的内隔振安装构件（22）安装在钢结构框架（21）里的内侧，隔声玻璃（23）安装在内隔振安装构件（22）上，外隔振定位构件（24）安装隔声玻璃（23）外，观察采光模块（2）间隔安装在外层弧形隔声屏障中的防水隔墙（33）上。
所述的百叶式穿孔板（18）安装时系开口向下，面对声源方向。
图7、8所示的所述的维护通道（5）系设置在外层弧形隔声屏障中部，维护通道（5）正对的第二层弧形隔声屏障延伸至防水隔墙（33）上，第二层弧形隔声屏障延伸部分的宽度大于维护通道（5）宽度的三倍。
在图9、10所示的第二实施例中，消声降噪量要求很高时，将二块装饰吸声模块（1）的装饰钢板（14）面相粘接，形成复合隔声吸声模块，安装在外层以内的弧形隔声屏障，形成双面吸声的消声插片。
对双曲线型冷却塔设置消声系统，可按照如下步骤：
1、通过对双曲线型冷却塔噪声源分布情况及对敏感点实际影响的评估测量和分析得出噪声评价；
2、确定噪声控制方向及总降噪量；
3、制定双曲线型冷却塔噪声控制设计方案（包括：弧形隔声屏障的层数、高度、间距、二层弧形隔声屏障之间水平重叠比例、是否实施双面吸声的弧形隔声屏障方案等）；
4、现场调查，预测评估，确定设计方案；
5、施工方案确定，绘制施工图纸，节点设计图；
6、现场放样，混凝土基座（32）、防水隔墙施工（33）、安装支撑结构（3）施工；
7、装饰吸声模块（1）、观察采光模块（2）在加工厂内统一制作；
8、现场吊装装饰吸声模块（1），由内层至外层逐层安装。现将装饰吸声模块（1）底部放入槽形型钢（41），装饰吸声模块（1）顶部使用卡扣式可调紧固件（42）紧固，紧固螺栓（45）紧固装饰吸声模块（1）底部；
9、外层根据设计，间断安装观察采光模块（2），预留维护通道（5）；
10、吊装装饰吸声模块（1）、观察采光模块（2）之间的间隙使用结构胶（19）封闭。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等以及应用于非双曲线型冷却塔消声的其它场合。均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种双曲线型冷却塔消声系统，由装饰吸声模块、观察采光模块、安装支撑结构、模块安装紧固结构及维护通道组成；所述的装饰吸声模块规格统一，由钢结构框架、内侧吸声面、外侧隔声装饰面、弹性隔振胶条及顶部安装吊环组成；所述的观察采光模块由钢结构框架、内隔振安装构件、隔声玻璃、外隔振定位构件组成，外形规格及配置与装饰吸声模块一致；所述的安装支撑结构由承力钢结构、混凝土基座、防水隔墙组成；所述的模块安装紧固结构由底部放置装饰吸声模块的槽形型钢、上部装饰吸声模块安装卡扣式可调紧固件的L形型钢、中部支撑装饰吸声模块的支撑型钢组成，槽形型钢靠里侧安装紧固螺栓，底部设置泄水孔；其特征是：
所述的模块安装紧固结构安装在承力钢结构上，多块装饰吸声模块垂直安装在冷却塔外形成以冷却塔为中心的弧形隔声屏障，弧形隔声屏障有多层，外层设置在防水隔墙上，最内层设置在冷却塔进风口顶端外，二层弧形隔声屏障之间水平重叠，形成外低内高形的阶梯式多层弧形隔声屏障；
在冷却塔进风口逐步远离噪声敏感点的位置，阶梯式弧形隔声屏障层数按照最内层、中间靠内层、次外层、次内层、中间靠外层、最外层的顺序递次减少。
2.根据权利要求1所述的双曲线型冷却塔消声系统，其特征在于：所述的观察采光模块的内隔振安装构件安装在钢结构框架里的内侧，隔声玻璃安装在内隔振安装构件上，外隔振定位构件安装隔声玻璃外，观察采光模块间隔安装在外层弧形隔声屏障中的防水隔墙上。
3.根据权利要求1所述的双曲线型冷却塔消声系统，其特征在于：所述的维护通道系设置在外层弧形隔声屏障中部，维护通道正对的第二层弧形隔声屏障延伸至防水隔墙上，第二层弧形隔声屏障延伸部分的宽度大于维护通道宽度的三倍。
4.根据权利要求1所述的双曲线型冷却塔消声系统，其特征在于：所述的装饰吸声模块由钢结构框架、外侧装饰钢板，装饰钢板折边固定在钢结构框架侧面，装饰钢板内涂装隔音阻尼浆，形成隔声装饰面；内侧吸声面从内往外递次为吸声材料、防水透声薄膜、百叶式穿孔板；钢结构框架顶部内侧、底部分别设置弹性隔振胶条；垂直安装的装饰吸声模块之间预留10mm左右的间隙，使用结构胶封闭。
5.根据权利要求1所述的双曲线型冷却塔消声系统，其特征在于：所述的百叶式穿孔板安装时系开口向下，面对声源方向。
6.根据权利要求1所述的双曲线型冷却塔消声系统，其特征在于：所述的弧形隔声屏障的包围面根据噪声敏感点的位置确定，弧形隔声屏障的层数、间距、二层弧形隔声屏障水平重叠比例部分根据消声降噪量要求确定。
7.根据权利要求1所述的双曲线型冷却塔消声系统，其特征在于：消声降噪量要求很高时，将二块装饰吸声模块的装饰钢板面相粘接，形成复合隔声吸声模块，安装在外层以内的弧形隔声屏障，形成双面吸声的消声插片。
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