通過頻譜分析了解冷卻塔噪聲污染特性

1、通過頻譜分析了解冷卻塔噪聲污染特性在對冷卻塔噪聲污染的個案調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)很多冷卻塔的案例在噪聲污染得到治理后，噪聲排放符合相關(guān)排放標(biāo)準要求，在受影響者的室內(nèi)所得到的監(jiān)測結(jié)果也符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準的要求，但受影響者仍受到噪聲污染困擾。這說明目前的冷卻塔噪聲的評價指標(biāo)不能準確反映冷卻塔噪聲的污染【1】。為了能夠準確的了解冷卻塔噪聲的污染特性，我們應(yīng)該尋找一種更為科學(xué)的分析方法。近幾年，隨著噪聲監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，使我們可以用頻譜分析的辦法來對冷卻塔的噪聲污染特征進行分析。本文試圖從兩個方面來探討這個問題。一、為何A聲級不能完全的反應(yīng)冷卻塔的噪聲污染特征；二、通過頻譜分析，我們可以得1 計權(quán)網(wǎng)絡(luò)及A聲

2、級目前我國所采用的環(huán)境噪聲有關(guān)標(biāo)準中，主要評價量基本上都是等效連續(xù)A聲級或稱等效A聲級。在了解A聲級以前，我們先應(yīng)該了解計權(quán)聲級和計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。所謂計權(quán)聲級，就是對不同頻率的聲壓級經(jīng)某一特定的加權(quán)修正后，再疊加計算而得到噪聲的總聲壓級【2】。計權(quán)網(wǎng)絡(luò)是近似以人耳對純音的響度級頻率特性而設(shè)計的，通常采用的有四種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)：A、B、C、D。A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)頻響曲線相當(dāng)于40phon等響曲線的倒置曲線，在中、低頻段有較大衰減；B計權(quán)網(wǎng)絡(luò)頻響曲線相當(dāng)于70phon等響曲線的倒置曲線，在低頻段有一定衰減；C計權(quán)網(wǎng)絡(luò)頻響曲線相當(dāng)于100phon等響曲線的倒置曲線，在所有頻率均同等程度通過，C代表了總聲壓級；D計權(quán)網(wǎng)絡(luò)

3、、L計權(quán)網(wǎng)絡(luò)用于航空噪聲評價。計權(quán)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性見圖1。圖1 計權(quán)網(wǎng)絡(luò)頻率特性時間上連續(xù)、頻譜較均勻、無顯著純音成分的寬頻帶噪聲的A聲級，與人耳的主觀反映有良好的相關(guān)性。A聲級測值越大，聽起來也會感覺越響。A聲級是目前廣泛應(yīng)用的一個噪聲評價量，已成為國際標(biāo)準化組織和絕大多數(shù)國家用作評價噪聲的主要指標(biāo)【3】。等效連續(xù)A聲級定義：等效于在相同的時間間隔T內(nèi)與不穩(wěn)定噪聲能量相等的連續(xù)穩(wěn)定噪聲的A聲級。在同樣的采樣時間間隔下：通過圖1計權(quán)網(wǎng)絡(luò)特性曲線圖，我們可以看出，A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)曲線在200Hz以下頻段，其所取的衰減量逐步增大。例如，在20Hz處，衰減量取值為-50dB。也就是說，A聲級在等效計算過程中

4、，對低頻噪聲的等效值有了一個較大的削減。這與A聲級計權(quán)網(wǎng)絡(luò)曲線有直接關(guān)系。A聲級與人耳的主觀反應(yīng)有良好的相關(guān)性，這個相關(guān)性更多的與響度相關(guān)。而對于低頻段的噪聲，其不易引起人耳的反應(yīng)，但是卻容易引起人的煩躁和不安。而A聲級，在等效計算過程中，所以，A聲級并不能全面的反映噪聲的特性，尤其對于冷卻塔這種呈寬頻特性的噪聲。其忽略了低頻噪聲對人耳以外的感官的影響，而這恰恰是目前冷卻塔噪聲污染不能得到真實反映的問題所在。為此，我們應(yīng)該引入一種新的評價機制，可以全面的反應(yīng)冷卻塔的噪聲污染特征。在此，我們提出了頻譜分析的方法。2 用頻譜分析方法監(jiān)測的冷卻塔噪聲污染案例所謂頻譜分析，就是使用噪聲頻譜監(jiān)測儀器，監(jiān)

5、測從16Hz16kHz的各頻段的聲級值，描繪出噪聲頻譜曲線，并以此進行分析的方法【4】。為了檢驗頻譜分析在冷卻塔噪聲污染特征分析中的實際效用，課題組選取了一個冷卻塔案例，對其進行了頻譜監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，從不同角度進行對比分析。通過頻譜分析，可以得出很多A聲級所無法反映出的結(jié)論。2.1 案例情況及監(jiān)測結(jié)果2.1.1 冷卻塔簡況配套冷卻塔為SC-500H-4-1，共4臺，流量均為500m3/h，電機功率為15Kw，風(fēng)扇直徑為3658mm。，建設(shè)單位設(shè)置了冷卻塔專用隔聲房，并在四周種植了景觀竹子，既減少了噪聲的影響，又美化了景觀。2.1.2 現(xiàn)場監(jiān)測情況課題組于2012年7月10日對現(xiàn)場進行了監(jiān)測

6、，監(jiān)測儀器為AWA6228型多功能聲級計，監(jiān)測點分別為1#冷卻塔隔聲房外3.6米處（靠東曉路處）、2#冷卻塔隔聲房外3.6米處（遠離東曉路處）、3#距離樓頂天面4米處，監(jiān)測工況分開啟和關(guān)停，現(xiàn)場照片見圖1。冷卻塔所在位置主要受東曉路機動車噪聲的影響，冷卻塔開啟和關(guān)停時各倍頻帶聲壓級見表1。圖1 冷卻塔現(xiàn)場照片2.2 監(jiān)測結(jié)果分析針對所得出的監(jiān)測結(jié)果，我們進行了以下對比。、3個監(jiān)測點在開啟和關(guān)停時頻譜對比；、1#測點冷卻塔開啟和關(guān)閉時頻譜對比；、2#測點冷卻塔開啟和關(guān)閉頻譜對比；、3#測點冷卻塔開啟和關(guān)閉頻譜對比。（1）開啟和關(guān)停對比冷卻塔正常運行和關(guān)停時3個監(jiān)測點倍頻帶聲壓級分布曲線分別見圖2

7、和圖3。圖2 配套冷卻塔關(guān)停時倍頻帶聲壓級分布曲線圖3 配套冷卻塔開啟時倍頻帶聲壓級分布曲線圖2為冷卻塔關(guān)停時，所測的1#、2#和3#測點的噪聲頻譜圖。此時的測值，可以反應(yīng)出3個不同點位的噪聲背景值特征。其中，紅線為靠路邊測點的頻譜曲線，綠線為不靠路邊測點的頻譜曲線，紫線為出風(fēng)口斜上方測點的頻譜曲線。通過圖2可以看出，靠路邊的1#測點的各頻段的聲級值普遍高于2#和3#測點，主要是受機動車噪聲的影響。在低、中頻段，差值較大。2#和3#測點均位于機動車噪聲的聲影區(qū)內(nèi)，其頻譜曲線較為接近。圖3為冷卻塔開啟時，所測的1#、2#和3#測點的噪聲頻譜圖。此時的測值，可以反應(yīng)出3個不同點位的噪聲疊加值特征。

8、通過圖3可以看出，冷卻塔開啟后，在中低頻段的聲級值有了較大幅度的提高。 1#、2#和3#測點在中低頻段的曲線基本相近。主要差別在于1#測點的高頻部分，明顯高于1#和2#測點。根據(jù)圖2和圖3的頻譜曲線，我們可以知道。冷卻塔開啟后，在中低頻段的能量很豐富，對測值帶來了較大的變化。（2）1#測點冷卻塔開啟和關(guān)閉對比圖4 1#監(jiān)測點倍頻帶聲壓級分布曲線通過圖4，我們可以看出，冷卻塔在開啟和關(guān)停兩種情況下，在1#測點（靠近路邊）處，在低頻段有較明顯的差別，特別是16Hz處，差值達到20dB。在250Hz以上，頻譜曲線基本相同。（3）2#測點冷卻塔開啟和關(guān)閉對比圖5 2#監(jiān)測點倍頻帶聲壓級分布曲線從圖5可

9、以看出，冷卻塔在關(guān)停和開啟前后中低頻段倍頻帶聲壓級增加明顯，說明該冷卻塔以中低頻段噪聲為主，聲壓級增量范圍為0.412.4dB，其中2#監(jiān)測點倍頻帶中心頻率為16HZ時倍頻帶聲壓級超出背景值12.4dB。由于2#測點位于機動車噪聲聲影區(qū)范圍內(nèi)，更能確切的反應(yīng)出冷卻塔噪聲的頻段分布。我們可以看出，在16Hz500Hz是冷卻塔噪聲的主要能量區(qū)間。3 結(jié)論通過對上述案例進行的頻譜分析，我們可以看出通過頻譜分析，可以掌握冷卻塔噪聲的污染特征。本案例為治理過的冷卻塔噪聲污染案例，加裝了隔音房。通過加裝這種隔音房，在1kHz以上頻段，幾乎沒有增值。而在500Hz以下頻段，冷卻塔開啟后，其噪聲增量還是比較大。這也說明了，隔音房對冷卻塔的低頻噪聲沒有起到很明顯的削減作用。而通過1#和2#測點的不同頻譜特性，我們也可以了解，監(jiān)測點位的選取對能否準確的了解背景噪聲以及噪聲污染的特征有著重要的作用。在對冷卻塔噪聲進行對比監(jiān)測時，我們應(yīng)該選取遠離其他噪聲污染源的點位。通過頻譜分析，我們也可以簡單的看出，冷卻塔開啟和關(guān)閉前后的最大增值分布情況。頻譜分析方法，可以有效的彌補A聲級在評價噪聲污染特性方面的不足，為冷卻塔噪聲污染的分析和治理，提供科學(xué)的指引。參考文獻【1】 馬大猷.聲學(xué)手冊.科學(xué)出版社.1987.【2】 馬大猷.噪聲振動與控制工程手冊.機械工業(yè)出