燃气轮机、蒸汽轮机噪声治理信息

一、简述：燃气轮机隔声罩是燃气-蒸汽联合循环发电厂（CCPP）噪声控制的重要设备，除了要具有消声降噪的基本功能，还要考虑通风排热、快速拆卸、照明、控制等功能。　　燃气轮机是燃气-蒸汽联合循环发电厂的主要设备，是一种以空气及燃气为工质、靠连续燃烧燃料做功的旋转式热力发动机。具有整体循环效率高、对环境污染小、启停快捷、自动化程度高等优点，是我国21世纪能源动力系统的主要发展方向。　　燃气轮机运行时会产生高强度噪声，严重影响电厂工作环境，危害人体健康。燃气轮机配置隔声罩是解决其噪声问题的有效手段。　　1. V94.3A型燃气轮机隔声罩　　V94.3A型燃气-蒸汽联合循环发电厂系西门子重型燃气轮机系列产品之一，单机功率可达270 MW，是我国首次引进并逐步实现制造国产化的大型设备。发电厂为“一拖一”即一台燃气轮机拖动一台蒸汽轮机的配置方案，燃气轮机、发电机、蒸汽轮机在厂房内依次串列排布。燃气轮机发电站厂房尺寸：长约52米；宽约38米；高约22米。表面积约为4667平方米。　　1.1 声源及噪声控制要求　　V94.3A型燃气轮机可视为半径为1.6米，长为12米的圆柱体，轴心距地面高度5.5米。燃气轮机一端是高大的矩形进气管道，另一端与排气扩散段连接。两侧是钢结构检修平台。紧贴着燃气轮机的是辅助设备燃气模块，有数个供气管道与之连接。　　燃气轮机声功率级见下表：

　　厂房内噪声控制标准：75dBA；　　要求缝隙率：0.1%；　　测点位置：隔声罩外1米处，高1.5米。　　1.2 燃气轮机隔声罩设计简介　　燃气轮机整体可视为巨大的圆柱形发声体，将其完全封闭起来是有效的噪声控制手段。确定隔声罩的整体尺寸是要注意：水平方向上要预留检修通道，竖直方向上要低于厂房行车高度。考虑到燃气轮机附近燃气模块的也存在噪声问题，可将其也封闭起来一起治理。最后，隔声罩整体尺寸可以确定了：宽7.5米；高12米；长12米。表面积约为505平方米。

　　图2 燃气轮机隔声罩　　燃气轮机隔声罩的设计需要从以下几个方面考虑：　　1. 隔声设计，选择合适的隔声板、隔声门和配套消声器，使隔声罩能满足噪声控制要求。　　2. 通风设计，燃气轮机是个巨大的热源，增加隔声罩要考虑安装通风系统，将热量排到室外。通风系统需配置系统运行状态监控的电气控制设备。　　3. 通风噪声控制，安装了通风系统，要考虑风机噪声对环境的影响。　　4. 电气照明，保证维护人员在罩内正常检修，罩内需配置照明及紧急照明系统。　　5. 防爆，隔声罩内为2区爆炸性区域，隔声罩内和通风系统使用的电气设备需要防爆功能。　　6. 快速拆卸，为方便燃气轮机维护，隔声罩须有可重复、快速拆卸的功能。　　7. 节点设计，隔声罩要考虑怎么与两端设备的连接配合，如何减小连接间隙。　　8. 钢结构设计，校核隔声罩钢结构的刚度、强度、稳定性，选择合适的型钢。　　V94.3A型燃气轮机隔声罩是个综合的　　噪声控制系统，是声学、通风、电气、控制、力学等学科在工程应用的交集。　　本文在此将详细介绍燃气轮机隔声罩的隔声设计。　　2. 隔声设计　　隔声罩作为一个整体，隔声量的计算要将影响其隔声量的所有部件都考虑进来：复合隔声板、隔声门、进排气消声器。这些隔声量不同的构件组合在一起，其隔声量为总的入射声能对各组成部分传透声能之和的比值的分贝数。可见隔声罩的声学设计是一个选择合适的隔声部件的过程。　　隔声罩声学计算次序：预选某一型号的隔声板、隔声门、消声器等部件，先计算隔声罩内的噪声声压级，然后计算隔声罩隔声量，最后计算控制点噪声声压级。如不满足要求，重新选择隔声板等设备，并按上述顺序计算，直到满足要求为止。　　2.1 隔声部件　　隔声罩的传声损失为　　IL=10lg[(α1+τ1)/τ1]　　当隔声罩吸声系数α1=0时传声损失IL=０，因此罩内要有良好的吸声处理。　　隔声板采用热镀锌钢板内填充岩棉的夹层结构，外层为1.5mm热镀锌钢板，内层为1.0mm热镀锌穿孔板（穿孔率：23%），中间填充40kg/m3岩棉作吸声填料；并用无纺玻璃纤维毡作护面（见图3）。　　隔声板的吸声系数与传声损失：

　　图3 隔声板结构图　　为减小隔声板配合的间隙漏声，隔声板侧面配合处设计成台阶状，连接时安有密封胶条。　　根据隔声板隔声等级，选择与之匹配的隔声门，选用Rw≥30的简易隔声门。隔声门带有一个600mm×600mm的安全隔声玻璃观察窗。　　隔声罩配置消声器的插入损失要与隔声板传声损失相当。选用1200mm长片式消声器。　　该消声器阻力系数为：1.8；　　插入损失如下：