Features of Noise Emission from High-Capacity Mechanical-Draft Cooling Towers

Authors

  • Владимир [Vladimir] Борисович [B.] Тупов [Tupov]
  • Айнур [Ainur] Булатович [B.] Мухаметов [Mukhametov]

DOI:

https://doi.org/10.24160/1993-6982-2022-5-83-90

Keywords:

tiered noise emission, mechanical-draft cooling towers

Abstract

The article analyzes the features of noise emission from high-capacity mechanical-draft cooling towers. Dry cooling towers equipped high-speed fans of the FANS and AVG types, and wet cooling towers equipped with low-speed fans of the VG-104 type are considered. To analyze the noise impact produced by mechanical-draft cooling towers, a thermal power plant mathematical model was developed in the Acoustics Computerized Workplace computer program, and acoustic calculations were carried out. In performing acoustic calculations, a change in the power plant output from 116 to 464 MW was considered. The sound level (SL) and sound pressure level (SPL) dependences are constructed for different power plant outputs in using various types of mechanical-draft cooling towers, and the noise emission features from the used fans are analyzed. It has been found that in the case of using high-speed fans, the maximum values by which the sound levels exceed their standardized value can make 9–20 dBA depending on the power plant output. In the case of using low-speed fans, no excess of sanitary standards is observed at the design points over the entire power variation range. It has been shown that mechanical-draft cooling towers equipped with high-speed fans are noisier than those equipped with fans driven by low-speed motors (by 21-27 dBA depending on the plant power and type of the high-speed fan used). Matters of tiered noise emission from high-speed fans are considered. Maps with a height of 100 m with noise level isolines have been constructed, and the tiers of the considered cooling towers with the largest contribution of noise to the design points have been determined.

Author Biographies

Владимир [Vladimir] Борисович [B.] Тупов [Tupov]

Dr.Sci. (Techn.), Professor of Thermal Power Plants Dept., NRU MPEI, e-mail: TupovVB@mpei.ru

Айнур [Ainur] Булатович [B.] Мухаметов [Mukhametov]

Ph.D.-student of Thermal Power Plants Dept., NRU MPEI, e-mail: MukhametovAB@mpei.ru

References

1. Лавыгин В.М., Седлов А.С., Цанев С.В. Тепловые электрические станции. М.: Издат. дом МЭИ, 2009.
2. Пономаренко B.C., Арефьев Ю.И. Градирни промышленных и энергетических предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1998.
3. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.-Л.: Энергия, 1967.
4. Гладков В. А., Арефьев Ю. И., Пономаренко B.C. Вентиляторные градирни. М.: Стройиздат, 1976.
5. Márkus M., Muntag A. Noise Control of Large Wet Cooling Towers. Euronoise, 2018.
6. Li Y.N. Noise Reduction Design for Natural Draft Cooling Tower of Fossil Fuel Power Plant // Noise and Vibration Control. 2018. V. 28(3). Pp. 104—106.
7. Тупов В.Б. Факторы физического воздействия ТЭС на окружающую среду. М.: Изд-во МЭИ, 2012.
8. Справочник по технической акустике / под ред. М.Хекла, Х.А. Мюллера. Л.: Судостроение, 1980.
9. Григорьян Ф.Е., Перцовский Е.А. Расчет и проектирование глушителей шума энергоустановок. Л.: Энергия, 1980.
10. Li X., Sun F., Chen X., Liu C. Impact Mechanism of the Chip Muffler Layout Patterns on the Cooling Performance of Wet Cooling Towers (2019) // Appl. Thermal Eng. 2019. V. 161. P. 114058.
11. Hensley J.C. Cooling Tower Fundamentals. Overland Park: SPX Cooling Technol. Inc., 2009.
12. Тупов В.Б., Мухаметов А.Б. Зависимость уровня шума сухих вентиляторных градирен от мощности тепловых электрических станций // Наука. Исследования. Практика: Сб. статей Междунар. науч. конф. СПб.: ГНИИ «Нацразвитие», 2021.
13. Tupov V.B., Taratorin A.A., Mukhametov A.B. Comparing the Noise Characteristics of Different Types of Cooling Towers // Akustika. 2021. V. 39. Pp. 42—45.
14. ГОСТ 31295.2—2005 (ИСО 9613-2:1996). Шум. Затухание звука при распространении на местности. Ч. 2. Общий метод расчета.
15. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200—03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.
16. СанПиН 1.2.3685—21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания.
17. Юдин Е.Я. Борьба с шумом на производстве. М.: Машиностроение, 1985.
18. Баженова Л.А. Источники шума аэродинамического происхождения в воздуходувных машинах // Акустический журнал. 2018. Т. 64. № 3. С. 369—378.
19. Хорошев Г.А., Петров Ю.И., Егоров Н.Ф. Борьба с шумом вентиляторов. М.: Энергоиздат, 1981.
20. Тупов В.Б., Тараторин А.А., Скворцов В.С. Влияние региональных климатических факторов на снижение уровня шума от энергетического оборудования // Теплоэнергетика. 2018. № 11. С. 72—77.
21. Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. М.: Логос, 2010
---
Для цитирования: Тупов В.Б., Мухаметов А.Б. Особенности излучения шума от вентиляторных градирен большой мощности // Вестник МЭИ. 2022. № 5. С. 83—90. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-5-83-90
---
Статья публикуется в авторской редакции
#
1. Lavygin V.M., Sedlov A.S., Tsanev S.V. Teplovye Elektricheskie Stantsii. M.: Izdat. Dom MEI, 2009. (in Russian).
2. Ponomarenko V.C., Aref'ev Yu.I. Gradirni Promyshlennykh i Energeticheskikh Predpriyatiy. M.: Energoatomizdat, 1998. (in Russian).
3. Ryzhkin V.Ya. Teplovye Elektricheskie Stantsii. M.-L.: Energiya, 1967. (in Russian).
4. Gladkov V. A., Aref'ev Yu. I., Ponomarenko V.C. Ventilyatornye Gradirni. M.: Stroyizdat, 1976. (in Russian).
5. Márkus M., Muntag A. Noise Control of Large Wet Cooling Towers. Euronoise, 2018.
6. Li Y.N. Noise Reduction Design for Natural Draft Cooling Tower of Fossil Fuel Power Plant. Noise and Vibration Control. 2018;28(3):104—106.
7. Tupov V.B. Faktory Fizicheskogo Vozdeystviya TES na Okruzhayushchuyu Sredu. M.: Izd-vo MEI, 2012. (in Russian).
8. Spravochnik po Tekhnicheskoy Akustike. Pod Red. M. Khekla, Kh.A. Myullera. L.: Sudostroenie, 1980. (in Russian).
9. Grigor'yan F.E., Pertsovskiy E.A. Raschet i Proektirovanie Glushiteley Shuma Energoustanovok. L.: Energiya, 1980. (in Russian).
10. Li X., Sun F., Chen X., Liu C. Impact Mechanism of the Chip Muffler Layout Patterns on the Cooling Performance of Wet Cooling Towers (2019). Appl. Thermal Eng. 2019;161:114058.
11. Hensley J.C. Cooling Tower Fundamentals. Overland Park: SPX Cooling Technol. Inc., 2009.
12. Tupov V.B., Mukhametov A.B. Zavisimost' Urovnya Shuma Sukhikh Ventilyatornykh Gradiren ot Moshchnosti Teplovykh Elektricheskikh Stantsiy. Nauka. Issledovaniya. Praktika: Sb. Statey Mezhdunar. Nauch. Konf. SPb.: GNII «Natsrazvitie», 2021. (in Russian).
13. Tupov V.B., Taratorin A.A., Mukhametov A.B. Comparing the Noise Characteristics of Different Types of Cooling Towers. Akustika. 2021;39:42—45.
14. GOST 31295.2—2005 (ISO 9613-2:1996). Shum. Zatukhanie Zvuka pri Rasprostranenii na Mestnosti. Ch. 2. Obshchiy Metod Rascheta. (in Russian).
15. SanPiN 2.2.1/2.1.1.1200—03. Sanitarno-zashchitnye Zony i Sanitarnaya Klassifikatsiya Predpriyatiy, Sooruzheniy i Inykh Obektov. (in Russian).
16. SanPiN 1.2.3685—21. Gigienicheskie Normativy i Trebovaniya k Obespecheniyu Bezopasnosti i (ili) Bezvrednosti dlya Cheloveka Faktorov Sredy Obitaniya. (in Russian).
17. Yudin E.Ya. Bor'ba s Shumom na Proizvodstve. M.: Mashinostroenie, 1985. (in Russian).
18. Bazhenova L.A. Istochniki Shuma Aerodinamicheskogo Proiskhozhdeniya v Vozdukhoduvnykh Mashinakh. Akusticheskiy Zhurnal. 2018;64;3:369—378. (in Russian).
19. Khoroshev G.A., Petrov Yu.I., Egorov N.F. Bor'ba s Shumom Ventilyatorov. M.: Energoizdat, 1981. (in Russian).
20. Tupov V.B., Taratorin A.A., Skvortsov V.S. Vliyanie Regional'nykh Klimaticheskikh Faktorov na Snizhenie Urovnya Shuma ot Energeticheskogo Oborudovaniya. Teploenergetika. 2018;11:72—77. (in Russian).
21. Ivanov N.I. Inzhenernaya Akustika. Teoriya i Praktika Bor'by s Shumom. M.: Logos, 2010. (in Russian)
---
For citation: Tupov V.B., Mukhametov A.B. Features of Noise Emission from High-Capacity Mechanical-Draft Cooling Towers. Bulletin of MPEI. 2022;5:83—90. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-5-83-90
---
The article is published in the author's edition

Published

2022-04-19

Issue

Section

Energy Systems and Complexes (2.4.5)