機房設計與設備安裝

發(fā)電機房隔音降噪工程施工案例

 

廣東某大酒店位于地下層的柴油發(fā)電機房要求做噪聲治理，達到國標GB 12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標準》的要求，界外噪聲為60dB（A）。機房?jì)刃枰贾?臺功率為550kVA左右的柴油發(fā)電機組，雖然機房?jì)瓤臻g充足，但進(jìn)、排風(fēng)井緊挨在一起，無(wú)法采用軸向通風(fēng)方式，很難滿(mǎn)足發(fā)電機組正常進(jìn)、排風(fēng)的要求。

 

一、噪聲來(lái)源

 

柴油發(fā)電機組噪聲來(lái)源于各機械部件的運行噪聲、風(fēng)扇的排風(fēng)噪聲、進(jìn)排氣系統的噪聲，從噪聲的頻譜分析分為低、中、高頻三種，對我們安裝廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)就是確定柴油發(fā)電機在正常使用時(shí)室內噪音不大于110 dB。噪聲成分主要有以下幾種：

a.周期性的排氣所引起的低頻脈動(dòng)噪聲

b.排氣管道內的氣柱共振噪聲

c.氣缸的亥姆霍茲共振噪聲

d.高速氣流通過(guò)排氣門(mén)環(huán)隙及曲折的管道時(shí)所產(chǎn)生的噴注噪聲

e.渦流噪聲以及排氣系統在管內壓力波激勵下所產(chǎn)生的再生噪聲形成了連續性高頻噪聲譜頻率均在10Hz以上隨氣流速度增加頻率顯著(zhù)提高排氣噪聲是發(fā)動(dòng)機空氣動(dòng)力噪聲的主要部分其噪聲一般要比發(fā)動(dòng)機整機高10-15dB A是首先要進(jìn)行降噪控制的部分。

 

二、機房消聲降噪設計

 

1、機房外墻體為2mm以上厚，隔斷機組的噪聲傳至室外；

2、機房設計用防火消音門(mén)，以形成聲閘效應隔斷機組的噪聲通過(guò)開(kāi)門(mén)傳至室外；

3、排風(fēng)設計：

排風(fēng)噪聲主要是風(fēng)扇噪聲，排風(fēng)通道也直接與外界相通，空氣流速很大，氣流噪聲風(fēng)扇噪聲和機械噪聲經(jīng)此通道輻射出去；在機組的進(jìn)風(fēng)通道設高效消音箱，消音箱內為狹長(cháng)的通道，內壁為微穿孔結構，內設高效吸音材料，微穿孔結構和高效吸音材料形成無(wú)數空氣活塞，空氣流經(jīng)該通道時(shí)，其震動(dòng)能量經(jīng)空氣活塞變?yōu)闊崮芤驯粯O大地衰減，同時(shí)消音箱內的凈通風(fēng)面積已充分考慮到了機組正常運行機房換氣所需的面積，確保機組的功率輸出；排風(fēng)系統根據用戶(hù)的機房實(shí)際和要求，通過(guò)軟連接和導風(fēng)罩后，機組排出的熱風(fēng)匯流，經(jīng)消音箱和擴張腔后排往室外；

本項目在排風(fēng)消音室內安裝復合阻抗式消聲器，消聲器有效消聲長(cháng)度2.0m。將北面外作為排風(fēng)百葉。

4、進(jìn)風(fēng)噪設計：

發(fā)電機組在進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)時(shí)產(chǎn)生噪聲屬于氣流噪聲，也是發(fā)電機組的主要噪聲源之一，氣流噪聲主要是由于氣體流動(dòng)形成湍流，或氣流高速流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)而形成。降低氣流噪聲主要是靠安裝各種類(lèi)型的消聲器及使用消聲室（緩沖室）。消聲器是一種可使氣流通過(guò)而能降低噪聲的裝置。

發(fā)電機組的進(jìn)風(fēng)噪聲主要是氣流湍動(dòng)而形成的。在機組滿(mǎn)負載時(shí)最高可達85dB。排風(fēng)噪聲是機組的散熱風(fēng)扇擾動(dòng)空氣使空氣相互撞擊振動(dòng)所產(chǎn)生，最高可達105dB（A），噪聲聲級最大的頻率通常也是風(fēng)扇擾動(dòng)空氣的頻率。

側頻率f公式為：

f=mz / 60

f =頻率（Hz）

m = 發(fā)動(dòng)機轉速（rpm/min）

z =風(fēng)扇葉片數

進(jìn)風(fēng)消音箱的凈通風(fēng)面積，應保證風(fēng)速小于5m/s （機組的排風(fēng)量與燃氣量消耗相加后除于凈通道面積），才能保證在不降低功率的基礎下，確保達到噪聲效果。本項目進(jìn)風(fēng)百葉有效面積只有16平方，康明斯柴油發(fā)電機組需求進(jìn)風(fēng)量為33.61m3/s，風(fēng)速為2.1m/s，自然通風(fēng)就可以滿(mǎn)足要求，可以直接加裝百葉，但是為了降噪效果，華為進(jìn)風(fēng)設計為復合阻抗式消聲器加裝電動(dòng)百葉（此電動(dòng)百葉開(kāi)啟與柴油發(fā)電聯(lián)動(dòng)，百葉開(kāi)啟后10秒后啟動(dòng)柴油發(fā)電機）

5、排氣（煙）管設計

排氣噪聲是發(fā)動(dòng)機噪聲中能量最大成分最多的部分它的基頻是發(fā)動(dòng)機的發(fā)火頻率在整個(gè)的排氣噪聲頻譜中應呈現出基頻及其高次諧波的延伸。

在排氣管路上設有工業(yè)型消音器及住宅型消音器，工業(yè)型消聲器是利用多孔吸聲材料以一定方式布置在管道內，當氣流通過(guò)阻性消聲器時(shí)聲波便引起吸聲材料孔隙中的空氣和細小纖維的震動(dòng)，由于摩擦和粘滯阻力聲能變?yōu)闊崮芏諒亩鸬较曌饔?，?jīng)兩級消音器后，即可消減排氣噪聲40-45dB（A左右。同時(shí)，在管道上，首先安裝的是彈性減震節，隔絕機組震動(dòng)對排氣系統的影響，在排氣系統的吊裝上，采用彈性吊掛形式，保證不損壞天花或吊掛點(diǎn)，另外，對管道的室內部分采用隔熱隔聲包扎，也有效的改善機組的運行環(huán)境及由排氣管引起的噪聲。為了減少排氣溫度對環(huán)境的影響，將排氣管安裝沿外墻引至屋面高出屋檐2米處。

6、機房墻頂降噪施工方法

對發(fā)電機房?jì)鹊膲γ孀鑫晧?，墻頂懸吊吸聲頂。消聲材料為耐火材料，其吸聲系數不低?.85，面層材料采用鋁合金板材。

天花板、墻體吸聲體

消聲材料：超細玻璃棉+穿孔鋁扣板(1mm)

厚 度：50mm

生產(chǎn)重量：30 — 35公斤/立方米

纖維直徑：5 — 6微米

渣球含量：＜2%

樹(shù)脂含量：—7%

使用溫度：4° C

導熱系數：常溫時(shí)0.03千卡/米.時(shí).度

防水劑含量：0.5—2.5%

吸水率：＜15% (水中浸泡24小時(shí))

 

圖1  發(fā)電機房天花吸音做法示意圖

 

7、消音器制作

（1）各種金屬板材加工應采用機械加工，如剪切、折方、折邊、咬等，做到一次成型，減少手工操作。鍍鋅鋼板施工時(shí)，應注意使鍍鋅層不受損壞，盡量采用咬接或鉚接。

（2）消音器框架應牢固，殼體不得漏風(fēng)。

（3）消音器在加工時(shí)，內部尺寸不能隨意改變。其阻性消聲片微沖孔鍍鋅鋼板和輕鋼龍骨制成金屬框，內填超細玻璃棉等吸聲材料，外包玻璃布等覆面材料制成。在填充吸聲材料時(shí)，應按設計的容重，厚度等要求鋪放均勻，覆面層不得破損。裝釘吸聲片時(shí)，與氣流接觸部分均用漆泡釘，其余部分用拉釘裝釘。釘泡釘時(shí)，在泡釘處加一層墊片，可減少破損現象。對于容積較大的吸聲片，為了防止因消音器安裝或移動(dòng)而造成吸聲材料下沉，可在容腔內裝設適當的托擋板。

（4）消音器內所襯的消聲材料應均勻貼緊，不能脫落，并且拼縫要密實(shí)，表面平整，不能凹凸不平。

（5）消音器內的消聲材料覆面層不得破損，搭接時(shí)應順氣流，且界面不得有毛邊。

（6）消音器內外金屬構件表面應涂刷紅丹防銹漆兩道（優(yōu)質(zhì)鍍鋅板材可不涂防銹漆）。涂刷前，金屬表面應按需要做好處理，清除鐵銹、油脂等雜物。涂刷時(shí)要求無(wú)漏涂、起溝、露底等現象。

（7）消音器在安裝應單獨設支、吊架，使導風(fēng)槽不承受其重量。

（8）支吊架應根據消聲器的型號、規格和建筑物的結構情況，按照國標或設計圖紙的規定選用。消聲器在安裝前應檢查支、吊架等固定件的位置是否正確，預埋件或膨脹螺栓是否安裝牢固、可靠。支、吊架必須保證所承擔的載荷。

（9）消音器的安裝方向必須正確，與風(fēng)管或管件的法蘭連接應保證嚴密、牢固。

 

三、降噪工程實(shí)例

 

1、用戶(hù)現場(chǎng)條件

（1）進(jìn)、排風(fēng)容易形成回路，不能充分冷卻發(fā)電機組，也不能滿(mǎn)足機房?jì)鹊膿Q氣需要；

（2）遠離進(jìn)風(fēng)口的發(fā)電機組更容易造成熱機運行，嚴重影響發(fā)電機組的正常使用性能。

2、方案實(shí)例

本方案改變了原設計柴油發(fā)電機組的布置方向，在堅持設計原理的基礎上，遵循軸向通風(fēng)方式的原則，根據機房實(shí)際結構，選擇發(fā)電機組最佳布置位置，創(chuàng )造有利因素。

 

圖2  柴油發(fā)電機房降噪工程立面布置圖

 

圖3  柴油發(fā)電機房降噪工程平面布置圖

 

如圖1和圖2所示，根據機房現場(chǎng)結構條件，發(fā)電機組分兩組反向布置，分別砌封排風(fēng)通道，連接至排風(fēng)井，使發(fā)電機組排出的大量熱風(fēng)得以及時(shí)經(jīng)排風(fēng)井排出室外，由于排風(fēng)通道空間充足，降噪裝置采用二級分段結構，既節省降噪材料，又取得更好的降噪效果。而進(jìn)風(fēng)降噪就需一定的處理技巧。兩個(gè)進(jìn)風(fēng)井的降噪裝置采用不同的安裝方式，按進(jìn)風(fēng)井的凈面積，科學(xué)計算降噪裝置的有效面積，在小進(jìn)風(fēng)井里的降噪裝置采用吊裝形式安裝，新鮮空氣自上而下通過(guò)降噪裝置送進(jìn)機房中部；在大進(jìn)風(fēng)井下方，距離地面2.6m高處澆注一混凝土板，兩降噪箱分別安裝于此夾層板兩端，巧妙地拓展進(jìn)風(fēng)降噪箱安裝空間，新鮮空氣便經(jīng)由兩降噪箱分別流向兩端分布的發(fā)電機組，達到最佳的進(jìn)風(fēng)效果，形成軸向通風(fēng)方式，使發(fā)電機組處于最佳的運行狀態(tài)。4臺發(fā)電機組基本都能均衡地得到冷卻，而機房中間也剛好留出開(kāi)闊的空間，使配電屏的布置、檢修、操作的空間都很充足。

總體布置確定后，接下來(lái)就是排煙系統的布置。一般將排煙系統加裝二級消聲裝置后，引至現場(chǎng)提供的排煙通道，如現場(chǎng)沒(méi)有預留排煙通道的，則須引至適當地方接往建筑物頂面，進(jìn)行高空排放。最后按常規設計要求，設計發(fā)電機組的基礎、發(fā)電機組排風(fēng)口連接、加裝隔音門(mén)等項目。值得注意的是本方案因進(jìn)、排風(fēng)井緊挨在一起，所以要求建筑設計時(shí)，進(jìn)、排風(fēng)井上部百葉窗在滿(mǎn)足有效面積的同時(shí)，排風(fēng)百葉窗下沿至少必須高出進(jìn)風(fēng)百葉窗上沿1.5m以上。本項目經(jīng)用戶(hù)和工程監理部門(mén)聯(lián)合驗收，機房外1m噪聲在60dB（A）以下，滿(mǎn)足用戶(hù)和設計要求。

 

 

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