新聞主題	防治柴油發(fā)電機組噪音的方法

 

摘要：柴油發(fā)電機組其產(chǎn)生噪聲大概分為機械噪音、空氣動(dòng)力噪音和電磁噪音等幾大類(lèi)。其中機械噪音就是柴油發(fā)電機組在運行時(shí)，機械部件產(chǎn)生的摩擦、振動(dòng)、撞擊產(chǎn)生的噪音；空氣動(dòng)力噪音是氣流產(chǎn)生的頻率混雜、毫無(wú)規則、振幅不均勻的噪音；電磁噪音是由電機氣隙磁場(chǎng)作用域電機鐵芯產(chǎn)生的激振力所激發(fā)，氣隙磁場(chǎng)中高次諧波相互作用產(chǎn)生周期性的電磁力，導致發(fā)電機定子鐵心周期性徑向變化從而產(chǎn)生電磁噪聲。

 

一、噪聲治理的方法

 

      噪聲治理的方法有很多，基本上分為吸聲、隔聲、減振、阻尼、有源降噪等方法。圖1為隔音降噪機房的工程實(shí)際案例。

1、吸聲

      采用多孔材料，但一些薄板材料比如薄木板、鐵板同樣能起到吸收低頻的作用，通常在發(fā)電機房會(huì )采用薄板共振的方式吸收低頻。

2、隔聲

      通常用于柴油發(fā)電機組噪聲的傳播路徑上降低噪聲聲能，隔聲性能取決于材料的質(zhì)量密度。但并不是簡(jiǎn)單的材料堆砌就能起到好的降噪效果，比如厚度相同發(fā)兩塊鋼板并起來(lái)，隔聲量?jì)H提高6分貝；因此聲學(xué)工程師的使命之一是研究使用不同組合的輕質(zhì)材料，使得隔聲量大幅提升。

3、減振

      通常用于降低柴油發(fā)電機組噪聲源由于振動(dòng)而引發(fā)的噪聲傳遞。通常金屬彈簧對中低頻有比較良好的減振效果，橡膠減振墊對高頻有比較好的減振效果。所以二者通常結合一起使用，從而有效降低全頻段的噪聲振動(dòng)。

4、阻尼

      通常用于柴油發(fā)電機組噪聲源表面振動(dòng)而激發(fā)的振動(dòng)輻射噪聲，安裝阻尼材料將有效抑制振動(dòng)的幅度，從而將降低噪聲聲能。

5、有源降噪

      有源降噪的原理是采集柴油發(fā)電機組噪聲源的聲頻信號，通過(guò)中央處理器運算激發(fā)信號發(fā)聲器產(chǎn)生一列振幅相同相位相反的聲波，與噪聲源的聲波相互抵消從而達到降噪的目的。

6、消聲器

      消聲器具體結構如圖2所示。通常用于柴油發(fā)電機組的排煙管降噪，當氣流通過(guò)消聲器時(shí)，聲波與消聲器內表面材質(zhì)接觸，引發(fā)多孔材料內的空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，從而將聲能轉化為熱能消耗掉。消聲器分為阻性消聲器、抗性消聲器，阻抗復合式消聲器等。用途較廣的時(shí)阻性消聲器，其降噪性能與風(fēng)速、消聲器截面積、長(cháng)度、填充吸聲棉的吸聲系數等因素有關(guān)。

 

圖1  柴油發(fā)電機組隔音降噪工程案例

圖2  柴油發(fā)動(dòng)機消聲器內部組成

 

二、隔聲材料的性能

 

      墻面的隔音和吸聲材料組成如圖3所示，樓板天花的隔音和吸音材料組成如圖4所示。

1、材質(zhì)

      隔音和吸音材料是一種用于減少外界聲音并吸收房間內聲音的一類(lèi)材料。這些材料可以通過(guò)反射，分散和減少聲波的能力來(lái)隔離或吸收聲音。

（1）隔音材料通常由高密度，低振動(dòng)和高剛性的材料制成，如聚合物，橡膠，玻璃，木材，巖棉和禮品纖維等。

（2）吸音材料則通常由多孔性材料制成，如海綿，聚酯纖維，羊毛和氟碳聚合物等。這些材料具有吸收聲波的特性，并將能量轉化為微弱的熱能。

2、質(zhì)量定律

      設有一列平面波入射到一塊無(wú)限大均質(zhì)薄板上。這是一個(gè)兩維聲場(chǎng)問(wèn)題。現在引入兩個(gè)簡(jiǎn)化條件：

（1）隔板很薄，可假設板兩邊法線(xiàn)方向媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振速相等，并等于板的振速；

（2）隔音板的特性阻抗遠大于媒質(zhì)的特性阻抗。對于空氣中的薄板，這兩條是完全符合的。

3、吻合效應

      吻合效應的產(chǎn)生是由于均質(zhì)薄板都具有一定的彈性，在聲波的激發(fā)下會(huì )產(chǎn)生受迫彎曲振動(dòng)，在板內以彎曲波形式沿著(zhù)板前進(jìn)。當人射聲波達到某一頻率時(shí)，板中彎曲波的波長(cháng)入B在入射聲波方向的投影正好等于空氣中聲波波長(cháng)久時(shí)，板上的兩波發(fā)生了共振，產(chǎn)生了波的吻合，此時(shí)板的運動(dòng)與空氣中聲波的運動(dòng)達到高度耦合，使聲波無(wú)阻礙地透過(guò)薄板而輻射至另一側，形成隔聲量曲線(xiàn)上的低谷，這個(gè)現象稱(chēng)為“吻合效應”。

 

圖3  發(fā)電機房墻面隔音材料安裝圖

圖4  天花吊頂隔音材料安裝圖

 

三、具體施工措施

 

      單個(gè)設備的發(fā)電機房設計如圖5所示，三臺以上設備的發(fā)電機房設計如圖6所示。

1、出入門(mén)消音

      每個(gè)發(fā)電機房至少有一個(gè)以上出入門(mén)，從消音角度看，機房大門(mén)不應設置過(guò)多，一般情況下設置一個(gè)大門(mén)，一個(gè)小門(mén)，面積盡可能不超過(guò)3平方米，結構方面以金屬為框架，內部附設高強度隔音材料，外部為金屬鐵板，消音門(mén)與墻壁及門(mén)框上下可使用橡膠圈使其緊密配合。

2、進(jìn)風(fēng)系統消音

      因為柴油發(fā)電機組在工作時(shí)，必須要有足夠的朝氣才能維持正常的運行，一般發(fā)電機房的進(jìn)氣系統應設置在發(fā)電機組風(fēng)扇排風(fēng)口的正對面，依據我們的經(jīng)驗，進(jìn)風(fēng)采用強制進(jìn)風(fēng)方式，進(jìn)風(fēng)經(jīng)過(guò)消音風(fēng)槽被鼓風(fēng)機抽入發(fā)電機房?jì)取?/span>

3、排氣系統的消音

      大部分的柴油發(fā)電機都是采用水箱風(fēng)扇進(jìn)行冷卻，必須將水箱散熱器的熱量排出機房外，為避免噪音傳出發(fā)電機房外，必須對排風(fēng)系統設置排風(fēng)消音。

4、排風(fēng)系統消音

      柴油機排風(fēng)經(jīng)排氣消音風(fēng)槽進(jìn)行消音后排出機房外仍有較高的噪音，排風(fēng)必須經(jīng)過(guò)機房外設置的消音風(fēng)槽進(jìn)行消音，從而將噪音降到最低限度，該消音風(fēng)槽外部為磚墻結構，內部為吸音板。

5、排煙系統消聲

      柴油發(fā)電機工作所排放的廢氣產(chǎn)生一定的噪音，可以在發(fā)電機組的廢氣排放系統增設一個(gè)消音箱，同時(shí)對于排氣消聲管道均采用防火巖棉材料予以包扎，既可以減少發(fā)電機組熱量散發(fā)到機房?jì)?，又可以降低發(fā)電機組的工作震動(dòng)，從而達到衰減噪音的目的。

 

圖5  單臺柴油發(fā)電機組消音降噪工程圖紙

圖6  多臺柴油發(fā)電機組隔音降噪工程圖紙

 

總結：

       通常一臺柴油發(fā)電機組，機房?jì)鹊脑肼暱蛇_105~108dB(A)。在不經(jīng)過(guò)治理的情況下，機房外環(huán)境噪聲為70~80dB（A）或更高，相同功率參數的國產(chǎn)機組噪聲則更大些。目前我國在考核環(huán)境噪聲是否達標時(shí)采用《城市區域環(huán)境噪聲標準》或《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界噪聲標準》，在標準中對應不同區域有不同的噪聲限值。一般在城區多為一類(lèi)區，限值標準晝間為55dB（A），夜間為45dB（A）；在郊區多為二類(lèi)區域，相應的限值標準晝間為60dB（A），夜間50dB（A）。

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