一、引言
2015年1月1日起實(shí)施的新《環(huán)保法》、《環(huán)境影響評價(jià)導(dǎo)則》和《建設(shè)項(xiàng)目竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范(輸變電工程)》、2016年9月1日新修訂的《環(huán)境影響評價(jià)法》、2017年10月1日新修訂的《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》對輸變電工程環(huán)境保護(hù)提出了更多更高的要求,變電站噪聲達(dá)標(biāo)是不可逾越的法律底線。同時,隨著居民環(huán)保意識的不斷增強(qiáng),變電站噪聲擾民的糾紛和投訴不斷增多,環(huán)保部門也在不斷強(qiáng)化監(jiān)管力度。變電站噪聲問題已成為電力企業(yè)必須面對并迅速著手解決的急迫問題。
二、聲屏障的噪聲治理原理
變電站的噪聲主要來自于主變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線及金具設(shè)備等。運(yùn)行變電站噪聲治理主要分為對噪聲源設(shè)備的改造、更換和噪聲傳播途徑中的降噪處理兩大類,本文研究噪聲傳播途徑中的降噪方案。聲音在無障礙情況下傳播,點(diǎn)聲源衰減公式為:
根據(jù)公式(1),可得出距離聲源點(diǎn)越遠(yuǎn),聲音的衰減越大。因此,增加測量點(diǎn)與噪聲源的距離,是降低測量點(diǎn)噪聲的重要措施。
目前噪聲治理的原理主要有隔聲法、消聲法、吸聲法、有源降噪法、阻尼減振法等,聲屏障是綜合運(yùn)用隔聲法、吸聲法、消聲法等原理,設(shè)計(jì)出的一種十分有效的降噪設(shè)施。當(dāng)變電站設(shè)備發(fā)出的噪聲遇到聲屏障時,將會產(chǎn)生透射、反射以及繞射現(xiàn)象。部分聲波直接穿過聲屏障稱為透射,部分聲波在聲屏障表面被反射回來,部分聲波通過聲屏障頂部到達(dá)受聲點(diǎn)稱為繞射,聲屏障的功能就是盡量減少透射聲和繞射聲。聲屏障降噪的基本原理如圖1,當(dāng)聲波到達(dá)聲屏障表面時,將越過聲屏障頂部而產(chǎn)生繞射,在聲屏障背面形成“聲影區(qū)”,“聲影區(qū)”面積越大降噪效果越好。
從公式(2)及圖2可以看出,聲屏障繞射發(fā)生的衰減只與菲涅爾指數(shù)N有關(guān),當(dāng)A+B-d越大、λ(聲波波長)越小,則繞射衰減越大,聲屏障的降噪效果也就越好。工程應(yīng)用中,λ聲波波長難以改變,但可以增加聲屏障的高度,從而增加A+B-d,實(shí)現(xiàn)降低測量點(diǎn)的噪音。
三、噪聲治理方案
變電站噪聲治理是綜合運(yùn)用隔聲、吸聲、消聲和阻尼減振降噪的原理,通過方案設(shè)計(jì)和工程實(shí)施,以達(dá)到降低變電站廠界和站外敏感設(shè)施噪聲的目的。
1
圍墻外擴(kuò)方案
按照GB12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》測點(diǎn)布設(shè)在工業(yè)企業(yè)廠界外側(cè),現(xiàn)場測量時一般將測點(diǎn)布置在圍墻外1米、高1.2米或圍墻外1米、高于圍墻0.5米的位置[2]。因此,可將圍墻外移以增大測點(diǎn)到噪聲源的距離,起到降低測點(diǎn)的噪聲的作用。該方案的優(yōu)點(diǎn):可以有效降低廠界處的噪聲值,容易通過環(huán)保驗(yàn)收,實(shí)施成本較小。缺點(diǎn):一是將涉及重新征用土地,辦理征地手續(xù)難度較大,處于城市中的變電站存在無地可用的情況。二是不能降低變電站站外敏感點(diǎn)的噪聲。
2
圍墻隔聲屏障方案
在圍墻內(nèi)側(cè)安裝聲屏障,聲屏障綜合應(yīng)用吸聲、隔聲和阻尼減震原理設(shè)計(jì)制造。優(yōu)點(diǎn):因測點(diǎn)位在圍墻外1米、高1.2米的位置或圍墻外1米、高于圍墻0.5米的位置[2],增加聲屏障的高度即可有效降低測點(diǎn)的噪聲。缺點(diǎn):聲屏障不能無限增高,因此該方案對站外敏感點(diǎn)(居民建造物)治理效果不太好。工程實(shí)際應(yīng)用中,采用不同材質(zhì)的隔聲、吸聲板組裝成聲屏障,吸聲和隔聲板的性能、參數(shù)等需滿足設(shè)計(jì)要求。
3
設(shè)備加裝吸隔聲箱體方案
在噪聲源(變壓器或高壓電抗器)周圍設(shè)置了隔聲箱體結(jié)構(gòu),箱體壁面上加裝吸聲板和隔聲板,將設(shè)備噪聲阻擋、吸收在箱體內(nèi)。優(yōu)點(diǎn):可有效大幅降低噪聲向箱體外傳播,起到降低噪聲源噪聲的作用,還能有效降低站外敏感點(diǎn)(居民建筑物)的噪聲。缺點(diǎn):箱體聲屏障將降低主變或高抗周圍空氣的流動速度,將造成設(shè)備散熱能力降低。工程實(shí)際應(yīng)用中,為解決設(shè)備周圍空氣流動性不足問題,通常在箱體側(cè)面安裝消聲器和排風(fēng)扇,用排風(fēng)扇將空氣通過消聲器排出箱體。工程中采用不同材質(zhì)的隔聲、吸聲板組裝成吸隔聲箱體,吸聲和隔聲板的性能、參數(shù)等需滿足設(shè)計(jì)要求。
綜上所述,三個治理方案都具有降噪效果、經(jīng)濟(jì)性和可操作性,三個方案各有優(yōu)劣,卻互為補(bǔ)充,因此綜合運(yùn)用擴(kuò)建圍墻邊界、圍墻聲屏障和設(shè)備加裝吸隔聲箱體三個方案開展變電站噪聲治理,將能起到很好的噪聲治理效果。
四、工程應(yīng)用效果
某500千伏變電站站界噪聲超標(biāo),噪聲源主要為變壓器和高壓電抗器,經(jīng)現(xiàn)場測量見表1,廠界晝間最高72.3dB(A),夜間最高66.4dB(A),均超過環(huán)境影響評價(jià)確定的《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-2008)2類標(biāo)準(zhǔn),即晝間60dB(A)和夜間50dB(A)的噪聲排放限值。
圖3變電站平面示意圖
治理方案為:1號觀測點(diǎn)噪聲超標(biāo)較小,因圍墻內(nèi)外均難以加裝聲屏障,因此將1號觀測點(diǎn)整面圍墻外擴(kuò)。2號觀測點(diǎn)超標(biāo)最嚴(yán)重,原因是噪聲源(高壓電抗器)在旁邊,治理方案是在高抗加裝隔聲箱體,旁邊的圍墻加裝聲屏障。其余噪聲超標(biāo)點(diǎn)的圍墻均加裝聲屏障。施工完成后噪聲監(jiān)測結(jié)果晝間最高56.2 dB(A),夜間最高48.3 dB(A),詳見表2,均滿足《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-2008)2類標(biāo)準(zhǔn)要求。
圍墻隔聲屏障高壓、電抗器隔聲箱體
工程實(shí)踐證明,圍墻隔聲屏障、設(shè)備加裝吸隔聲箱體和外擴(kuò)圍墻相結(jié)合的變電站噪聲治理方案非常有效,可在變電站噪聲治理工程中大量應(yīng)用。