基于PDCA循环理论对电厂冷却塔噪声治理技术研究

刘沛瑶 段宇建 张妍 吴庆东

摘 要：冷却塔是火力发电厂的重要组成部分，其噪声源是影响厂界噪声的主要因素。本文调研了我国学者对电厂冷却塔噪声问题进行的研究，提出电厂应重视冷却塔噪声的问题，探究PDCA循环理论在电厂冷却塔噪声治理中的应用，提出适合解决办法及相关措施，以降低噪声对作业人员以及工艺设备带来的影响。

关键词：PDCA;电厂;噪声;管理

Abstract：Cooling tower is an important part of thermal power plant，and its noise source is the main factor affecting the noise of plant boundary.This paper investigated the research of Chinese scholars on the noise problem of cooling tower in power plant，proposed that power plant should pay attention to the noise problem of cooling tower，explored the application of PDCA cycle theory in the noise control of cooling tower in power plant，proposed suitable solutions and relevant measures to reduce the impact of noise on operators and process equipment.

Keywords：PDCA;Power plant;Noise;Management

随着科技进步以及工业化进程的加快，职业健康以及环境治理得到了越来越高的重视，其中噪声作为职业病危害因素以及环境危害因素，其不仅危害巨大，而且难以治理。电厂常利用冷却塔作为降温装置，其正常工作会带来巨大噪声污染问题，历来为人所诟病。国内外学者为改善这种情况，针对电厂噪声进行了大量研究。

Ellis R M[1]以自然通风逆流式冷却塔为研究对象，利用噪声辐射机理和冷却塔物理特性，提出完整噪声预测方法。Seutche J C[2]等利用SPSS20软件，采用多种分析方法，对噪声污染对工作人员以及环境的影响进行了研究。HMberle M[3]等通过对噪声投诉进行问卷调查及记录分析，对噪声源的性质、噪声特性以及气象条件等参数进行了调查和统计。曾春花[4]、倪季良[5]研究了设置隔声屏障对冷却塔噪声的阻隔效应，发现有效高度越高减噪效果越好实现。胡正伟[6]利用大型消声器来阻隔冷却塔噪声。李毅男[7]、刘丽华[8]探究新增消声通道对冷却塔噪声阻隔作用机理。

本文基于PDCA循环理论，利用典型电厂冷却塔噪声数据，探究PDCA循环理论在电厂冷却塔噪声治理中的应用，提出适合解决办法及相关措施，以降低噪声对作业人员以及工艺设备带来的影响。

1 PDCA循環理论

PDCA循环理论最早是由美国质量管理专家沃特·阿曼德·休哈特（Walter A. Shewhart）提出的，他将质量管理分为四个阶段：Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）和Act（处理）。PDCA理论不仅反映质量管理中的模式，也是全面质量管理中应遵循的科学程序。PDCA科学总结了质量管理中的活动规律，科学体现了全面管理程序，也是机构控制工作中应遵循的技术程序，体现了机构的系统技术控制过程。

PDCA循环的含义如下：

P（Plan）计划，是指制定组织管理体系方针和目标，组织的制度文件、作业文件、程序文件等，建立组织所需的过程;

D（Do）执行，根据组织既定的程序，构建执行的方案、计划，并根据所制订的方案、计划去执行的内容;

C（Check）检查，依据职业健康安全方针（包括其承诺）、目标和运行准则，对过程进行监视和测量，并报告结果;

A（Action）处理，是指对组织所制订的方案计划执行后的结果审查所采取的持续改进的过程，对于那些采取了纠正措施的不符合项，要实施跟踪并必要的话提交到下一PDCA循环中。

PDCA循环图如下：

PDCA循环是项目管理持续改进的一种有效措施，具有如下四个显著优点：

（1）循环往复，PDCA循环的四个过程不是运行一次就完成的，而是循环运行的。在完成一个循环并解决了部分问题后，可能还有问题需要解决，或者出现新的问题，然后进行下一个PDCA循环，如此反复。

（2）环环相扣，一个企业或组织的整体操作系统与它的各个子系统之间的关系是一个有机的逻辑组合，大大小小的环环相扣，交织在一起。

（3）阶梯上升，PDCA循环不是停留在一个水平上的循环，持续解决问题的过程就是逐步提高水平。

（4）持续改进，PDCA循环作为推进工作、发现问题和解决问题的有效工具PDCA循环的过程方法，促进管理水平的不断提高。

2 PDCA循环理论应用

目前，PDCA循环得到了广泛的应用，其被称之为最基本的质量管理方法，PDCA管理模式对我们提高日常的工作效率有很大帮助，它不仅可以应用于质量管理工作中，也适用于各项管理工作中。本文将其应用于电厂噪声治理中。

2.1 P（Plan）制定电厂噪声治理目标

根据《声环境质量标准》（GB 3096-2008），环境噪声控制限值如右表所示。

其中，0类是指特别需要安静的区域，如康复和疗养区等。1类是指主要功能是住房、医疗和保健、文化和教育，需要保持安静的区域。2类是指需要保持住宅宁静的地区。3类是指需要避免工业噪声对周围环境造成严重影响的地区。4类是指需要避免交通噪声对周围环境造成严重影响的地区，包括4a和4b类。4a型为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干道、城市次干道、城市铁路（地面段）和内河航道两侧的区域;4b型为铁路线路两侧的区域。

通过对我国多处电厂进行研究调查，可得出电厂周围多为居民住宅、工业生产厂区。根据《声环境质量标准》（GB3096-2008）标准对冷却塔噪声源强进行测量，得出冷却塔在机组满负荷运行的工况下，周围20m内噪声大于55dB。不符合1类声环境功能区噪声要求。

根据《工作场所有害因素职业接触限值第2部分：物理因素》（GBZ2.2-2007）标准中规定的工作场所噪声职业接触稳态噪声限值为85dB（A）。在调研中，大部分测定及电厂达标，但冷却塔附近1～2个测点不达标。

长期接触噪声会对人体健康的影响可分为特异性和非特异性。特异性为对听觉系统的损伤，非特异性损伤主要表现为长期接触噪声引起的头痛、头晕、耳鸣、心悸与睡眠障碍等神经衰弱综合症，为了职工健康，因此需进行部分整改。

2.2 D（Do）电厂冷却塔噪声治理优化方案设计

通过对上述工作中噪声进行现状调查，对噪声污染现状进展进行分析，并编制相关系统图。

研究发现造成电厂冷却塔噪声来源主要是塔体噪声、循环水泵噪声、水流噪声。

其中塔体噪声产生于塔内被塔体隔声，几乎不向外界传播，且噪声源产生于塔外，位置很高，且季节性很强，距离噪声接收人员较远，几乎不影响接收人员。

循环水泵噪声主要来源于冷却塔循环泵，对于火电厂冷却塔，循环水泵一般部分深埋地下，且修建有泵房或围墙，其产生噪声影响较小。

布水噪声包括喷头喷淋水滴产生的噪声、水滴撞击填料产生的噪声、水流经填料产生的流动噪声。这种噪声主要发生在塔内由于塔本身结构的隔声作用，基本不能向外界传播。

水流噪声中的落水噪声是冷却塔向外传播噪声的主要原因。运行中的冷却塔中有大量水滴落下并撞击集水池，水面产生巨大波动及噪声，其产生的噪声相当于暴风雨强度的数十倍。

分析症状的影响程度，可以得出主要原因：

（1）水滴直径过大引起源噪音;

（2）落水高度较高;

（3）通风风速不合理引起加速度噪声;

（4）传播距离不合理;

（5）循环水流量设计不合理;

（6）消声措施不到位。

针对以上要因，根据PDCA循环理论，采取措施如下所示。

（1）对冷却塔的出水口进行优化设计，控制循环水下落水滴的直径，使水滴直径减小，在冷却塔正常循环运作的情况下，实现源头控制噪声。

（2）在水滴降落一半高度布置降噪网，使用特殊编制网，使水滴阻尼运动体现低频率、低振幅特性，缓冲水滴降低速度。

（3）增大冷却塔中的通风速度，使水滴曳力增大，减小落水噪声。

（4）根据标准，对附近居民与发电厂位置进行测定，评估噪声传播距离是否合理。检查厂房布置，在现有条件允许情况下，尽可能将高噪声设备及厂房布置集中，并远离人员密集区。

（5）在地面增加缓冲仿真草坪，实现对水滴引流作用，从而在噪声降低的情况下增加循环水量。

2.3 C（Check）实施电厂冷却塔噪声治理后噪声监测效果

（1）依据设备控制效果，制定设备点测试标准。根据冷却塔噪声防控设备说明书，制定了冷却塔噪声检测标准，确保冷却塔噪声测试有章可循、有据可依，使噪声监测逐渐规范化。

（2）根据《声环境质量标准》（GB 3096-2008）以及冷却塔噪声测定标准，对电厂冷却塔周围环境进行进一步测定，以判定噪声治理效果是否合理。制定冷却塔噪声监测后，提高了噪声超限隐患发现率，降低了噪声污染发生率。

（3）对社会效益进行评估，聘请专家，对冷却塔现场及周围噪声环境进行评估，并对周围居民满意度进行调研，确保降低冷却塔噪声后，作业人员以及居民生活得到明显改善。

（4）对经济效益进行评估，对冷却塔采用措施后，循环冷却效率进行评估，是否增加了循环冷却效率，节省了经济成本，取得良好效果。

2.4 A（Action）巩固电厂冷却塔噪声治理措施及标准化

根据项目实施过程及经验总结成果，可编制公司级《发电厂冷却塔噪声指导书》，对应对措施进行总结归纳，对监测措施进行定量表征，以期为后续冷却塔噪声防治提供指导。

在对制定的发电厂冷却塔降噪方案计划执行后的结果，进行审查所采取的持续改进过程中，存在一些不符合项，要对其进行跟踪并提交到下一循环PDCA中。整体来说，经过PDCA阶段，可对整个公司组织结构进行优化，对噪声防治过程进行控制，对现有PDCA闭环式管理短板进行补足。

结语

将PDCA方法应用于电厂冷却塔的噪声分析，有效地提高了噪声控制的效率，获得了重要的管理经验。本文展示了PDCA方法在电厂噪声管理中的应用，它可以扩展到电厂的整个质量管理过程，以逐步改善管理，提高工作环境的质量，创造更舒适的环境。

参考文献：

[1]Ellis R M.Cooling tower noise generation and radiation[J].Journal of Sound & Vibration，1971，14（2）：171-182.

[2]Seutche J C，Nsouandele J L，Njingti N，Tamba J G，Bononia B.Geographical mapping and modelling of noise pollution from industrial motors：a case study of the Mbalmayo Thermal Powe Plant in Cameroon.[J]，Environmental Monitoring and Assessment，2019，191（12）.

[3]Haberle M，Dovener D，Schmid D.Inquiry on noise causing complaints in residential areas near chemical plants[J].1984，17（5）：329-344.

[4]曾春花，陳志刚.自然通风冷却塔设置隔声屏障降噪的实际应用[J].热力发电，2011，40（11）：100.

[5]倪季良.冷却塔的落水噪声及其防治措施[J].工业用水与废水，2003（03）：57-60.

[6]胡正伟.冷却塔噪声的控制技术[J].建筑施工，2015，37（06）：713-714.

[7]李毅男.火力发电厂自然通风冷却塔降噪设计[J].噪声与振动控制，2008，（03）：104-106.

[8]刘丽华，吕玉恒，王兵，等.多台大型冷却塔噪声综合治理[J].噪声与振动控制，2008，（04）：161-164.

作者简介：刘沛瑶（1994— ），女，汉族，山西晋中人，硕士，研究实习员，研究方向：职业卫生。