變電站降噪治理新聞?wù){(diào)查：待“消音”的變電站
“低頻的嗡嗡聲像是要穿透腦袋”，“嚴(yán)重時，能聽到玻璃窗顫動的聲音”，跟震顫結(jié)伴而來的，是一種聲音，一種低悶的噪音———變電站噪聲問題，亦是城市化前進(jìn)步伐相隨而來的回響，亟須環(huán)境部門、電網(wǎng)企業(yè)、設(shè)備制造商和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)協(xié)力面對和解決。
隨著城市化進(jìn)程的加快，我國三大經(jīng)濟(jì)圈輻射地區(qū)出現(xiàn)了土地資源緊缺的現(xiàn)象，電力走廊受到擠壓，無論是城市變電站還是郊區(qū)變電站，陸續(xù)出現(xiàn)了選址困難、部分在役站噪聲對周邊產(chǎn)生干涉的問題。目前我國的輸變電噪聲影響及控制實(shí)際生產(chǎn)力水平如何？城市變電站噪聲的系統(tǒng)性控制及常態(tài)化治理該如何推進(jìn)？今后變電站噪聲及振動控制的發(fā)展趨勢是什么？12月上旬，本報記者就此進(jìn)行了走訪調(diào)查。
“不安靜”的變電站
目前大部分城市變電站存在亟須解決的噪聲問題，或面臨法律法規(guī)的限值要求、或須滿足群眾對于生活環(huán)境的敏感訴求。這就從主客觀上需要電網(wǎng)企業(yè)采取更為行之有效的措施解決變電站噪聲問題。
初冬的北京，天黑得越來越早，車流洶涌的高架、霓虹閃爍的街角，都湮沒在城市的聲浪下。傍晚時分，記者跟隨國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院的專家來到了位于朝陽區(qū)東三環(huán)的某220千伏變電站。
記者在現(xiàn)場看到，這座變電站一側(cè)臨街，其他三面則被居民樓房緊緊環(huán)繞。記者目測，該變電站最近處距離居民窗戶僅有20米左右。“隨著北京城市發(fā)展，CBD區(qū)域寸土寸金，居民樓越建越密，漸漸把變電站都環(huán)繞起來了。”該站值守人員告訴記者，變電站承擔(dān)著附近商戶和居民區(qū)的供電任務(wù)，建設(shè)年代遠(yuǎn)比周邊小區(qū)要早得多，但后續(xù)遷入的居民并不認(rèn)可。
站在該變電站樓頂?shù)氖彝馄脚_，記者看到，變壓器四周和靠近冷卻器的一側(cè)都設(shè)置了5米左右高度的白色聲屏障。走近細(xì)看，聲屏障上面密密麻麻“布滿了小點(diǎn)”。
“面對居民的呼聲,去年變電站進(jìn)行了改造。包括聲屏障、支撐架和施工費(fèi)用共計80余萬元。”國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院工程師樊超說，“嗡嗡”的噪聲被聲屏障“內(nèi)吸外隔”，解決了困擾變電站周圍居民多年的噪聲問題。
目前，隨著城市化進(jìn)程的加快，無論是城市變電站還是郊區(qū)變電站，周邊土地資源都日趨緊張，變電站周邊建筑與人口密度逐步上升，變電站相鄰區(qū)域聲環(huán)境功能區(qū)類別迅速由3類區(qū)排放限值要求轉(zhuǎn)變?yōu)?類區(qū)限值甚至1類區(qū)限值，噪聲排放限值要求的提高對于變電站的噪聲控制是個巨大的考驗(yàn)。與此同時，2014版《環(huán)境保護(hù)法》已修訂通過，并將于2015年1月1日起施行。該環(huán)保法被喻為史上最嚴(yán)環(huán)保法，將敦促電網(wǎng)企業(yè)向著對環(huán)保問題零容忍的目標(biāo)邁進(jìn)。
國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院工程師聶京凱告訴記者，目前在國內(nèi)，不管是在變電站的設(shè)計還是建設(shè)過程中，均以變壓器、電抗器等設(shè)備的電氣性能作為優(yōu)先考慮因素，而變電站的噪聲主要以中低頻噪聲為主，這種中低頻噪聲波長大，衰減慢，對普通居民建筑物穿透力強(qiáng)，再加上噪聲控制工程設(shè)計、施工、應(yīng)用功能材料良莠不齊，實(shí)施的降噪效果往往與預(yù)期相差甚遠(yuǎn)。此外，目前完全滿足變電站服役要求的低頻吸聲材料選擇余地很小，這也客觀造成了變電站噪聲控制工程無米下鍋的尷尬局面。
此外，聶京凱強(qiáng)調(diào)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也并不是能夠保證變電站和諧運(yùn)行的充分準(zhǔn)則，滿足所在地居民實(shí)際感受，適度的提高排放、材料、驗(yàn)收等標(biāo)準(zhǔn)，排除將來超標(biāo)的可能，降低二次治理的成本，才是噪聲治理的關(guān)鍵所在。
治理的困境
我國變電站降噪治理面臨材料體系不完善、降噪材料基本性能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏及檢測能力不配套，針對地區(qū)氣候特點(diǎn)及變電站服役特點(diǎn)的降噪材料匱乏，缺乏可直接應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用性、規(guī)范性的降噪材料、裝置等。
記者在國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院的“電網(wǎng)環(huán)境保護(hù)與安全防護(hù)新材料新技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”中，看到了各式各樣奇形怪狀的“房間”，有些墻面鋪滿縱橫排列的尖劈，有些墻面鑲嵌著大大小小的半圓，有些屋子里還堆滿了器械、管道和屏幕。
工程師肖偉民邊帶領(lǐng)記者參觀，邊向記者介紹這些“房間”的具體用途，它們分別是消聲室、混響室、隔聲室、振動試驗(yàn)平臺等。“在這些實(shí)驗(yàn)室中，通過各類測試可以掌握必要的噪聲頻譜數(shù)據(jù)、變電站結(jié)構(gòu)關(guān)鍵特征數(shù)據(jù)、典型材料的服役耐久性等。在調(diào)研基礎(chǔ)上，確定材料開發(fā)目標(biāo)，開發(fā)新型降噪材料、降噪結(jié)構(gòu)，并完成材料的全面性能測試。”肖偉民說。
“一方面，電網(wǎng)領(lǐng)域沒有完善的針對變電站降噪材料、構(gòu)件、裝置的檢驗(yàn)和評判標(biāo)準(zhǔn)可供依據(jù)。另一方面，對于材料、裝置等的后續(xù)服役耐久性關(guān)注也嚴(yán)重不足。隨著服役時間的延長，降噪材料、裝置往往由于耐候性差而逐漸失效，使得變電站面臨超標(biāo)的危險。”聶京凱說。目前，我國城市變電站噪聲主要由變壓器、電抗器、電容器、母線、風(fēng)機(jī)冷卻設(shè)備產(chǎn)生，其中主變、電抗器是主要聲源之一。“主變的噪聲水平差距較大，ABB、西門子等產(chǎn)品整體噪聲較國產(chǎn)產(chǎn)品要低，而東芝、日立等產(chǎn)品噪聲水平基本與國產(chǎn)產(chǎn)品相當(dāng)，噪聲排放的差距主要是由于硅鋼片取向質(zhì)量、制造工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計上存在的差異造成的。”聶京凱告訴記者，隨著負(fù)荷的增加以及服役時間的延長，設(shè)備噪聲水平還會增高。
“國產(chǎn)變壓器價格透明，利潤微薄，且噪聲要求在招標(biāo)中也不是主要技術(shù)指標(biāo)，沒有強(qiáng)制的約束作為驅(qū)動，廠家也心有余而力不足，充分體現(xiàn)了高端電工裝備制造企業(yè)的無奈。”樊超一席話，站在消聲實(shí)驗(yàn)室里的大家愈發(fā)安靜了。
降噪將成常態(tài)化
今后變電站降噪治理將從量體裁衣式的方式，逐步改變?yōu)槌梢露ㄖ剖降臉?biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方式，實(shí)施集約化管理，發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢，提高電網(wǎng)工程的建設(shè)和管理效率，使其能夠滿足大規(guī)模電網(wǎng)噪聲控制的要求。
北京西南部豐臺區(qū)境內(nèi)永定河畔，郁樹翠煙，記者走進(jìn)園博園110千伏變電站看到，這座小巧整潔的小樓安然靜謐，與不遠(yuǎn)處的盧溝古橋遙相呼應(yīng)。
園博園變電站屬于新建變電站，國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院通過“系統(tǒng)化設(shè)計”、“多場耦合仿真模擬技術(shù)”和“微孔纖維復(fù)合吸聲板”等噪聲控制手段的綜合運(yùn)用，使該變電站建成即滿足Ⅰ類聲環(huán)境功能區(qū)的排放限值要求。據(jù)監(jiān)測，該站晝間站界噪聲排放僅為43.61分貝，是名副其實(shí)的低噪聲綠色示范站。
園博園變電站噪聲控制工程的主要特色就是應(yīng)用了國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院的一項最新研究成果———微孔纖維復(fù)合吸聲板。“與傳統(tǒng)材料相比，新材料的低頻吸聲性能提高2～3倍以上，在強(qiáng)度、耐候性方面也有無可比擬的優(yōu)勢。此外，新材料為環(huán)境友好型材料，與目前廣泛使用的巖棉、玻璃棉等降噪材料相比，不會產(chǎn)生無機(jī)粉塵污染環(huán)境，具有回收再利用的環(huán)保特性。”樊超一邊舉著一塊白色的微孔纖維吸聲板小樣，一邊向記者介紹。
談到今后變電站降噪的發(fā)展趨勢，聶京凱認(rèn)為，隨著近年來各網(wǎng)省公司噪聲治理經(jīng)費(fèi)投入的逐年提升，城市變電站噪聲的系統(tǒng)性控制也將成為常態(tài)化。
“具體來說，噪聲問題應(yīng)從新建站及在役站分別對待。新建站應(yīng)從規(guī)劃、選址、降噪設(shè)計、降噪材料和裝置的選配、降噪方案實(shí)施等綜合考慮；而在役站應(yīng)從噪聲評估、站點(diǎn)實(shí)堪、降噪設(shè)計、降噪材料和裝置的選配、降噪方案實(shí)施等綜合考慮。”聶京凱告訴記者，目前變電站降噪措施缺乏系統(tǒng)性的規(guī)劃，而且在治理方案上往往不考慮綜合因素，僅做到頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳，不能綜合兼顧材料選用、結(jié)構(gòu)匹配，改造成本也沒有達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的效果。
在聶京凱看來，在變電站噪聲控制領(lǐng)域，輔助降噪措施還將長期存在，且輔助降噪用材料、裝置性能將不斷得到完善和提高。而針對變電站輔助降噪的各種技術(shù)短板，變壓器、電抗器等設(shè)備本體降噪材料的發(fā)展和應(yīng)用將成為變電站發(fā)展的主流技術(shù)，“十三五”期間，本體降噪材料將得到充分發(fā)展和應(yīng)用。于此同時，新一代有源降噪技術(shù)、基于聲振信號的評估和在線監(jiān)測技術(shù)、系統(tǒng)性降噪技術(shù)研究將逐步開展，各類降噪材料、裝置相關(guān)測試、評價標(biāo)準(zhǔn)體系也會日益完善。綜上所述，無論是輔助降噪、本體降噪、聲振傳感，均依賴材料科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步。
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