在了解柴油发电机组主要噪声源和降噪方案的设计原则后,就可以针对机组的各噪声源制定出相应治理措施。从噪声的频谱分析可分为低、中、高频三种,处理的办法是将其噪声进行隔断、衰减,以达到在机房外噪声能符合相应的要求。
1.排气噪声治理
排气噪声是发动机空气动力噪声的主要部分。其噪声一般要比发动机整机高10~15dB(A),是首先要进行降噪控制的部分。消声器是控制排气噪声的一种基本方法。正确选配消声器(或消声器组合)可使排气噪声减弱30~40dB(A)以上。
根据消声原理,消声器结构可分为阻性消声器和抗性消声器两大类:
1)阻性消声器(也称为工业型消声器)是利用多孔吸声材料,以一定方式布置在管道内,当气流通过阻性消声器时,声波便引起吸声材料孔隙中的空气和细小纤维的振动。由于摩擦和黏滞阻力,声能变为热能而吸收,从而起到消声作用。一般可降噪10~15dB(A),阻性消声器如图14-8所示。
2)抗性消声器(也称为住宅型消声器)是利用不同形状的管道和共振腔进行适当的组合,借助于管道截面和形状的变化而引起的声阻抗不匹配所产生的反射和干涉作用,达到衰减噪声的目的。其消声效果与管道形状、尺寸和结构有关。适用于窄带噪声和低、中频噪声的消减。一般可降噪约25~30dB(A),抗性消声器如图14-9所示。
图14-8 阻性消声器
图14-9 抗性消声器
机组排气系统的降噪处理:一般利用一个波纹减振节,安装于机组排烟口;同时选择使用这两种消声器,即一个工业型消声器和一个住宅型消声器的组合,这样可以在更宽的频率范围内取得良好的降噪效果,有效地隔断了排气振动和排气噪声的传播。此外,对排气管道进行隔热隔声包扎,也能改善机组的运行环境和由排气管引起的噪声。根据环保部门规定,要求排烟经排烟管道接至高空排放。
2.机械噪声和燃烧噪声的控制措施
机械噪声主要是发动机各运动零部件在运转过程中受气体压力和运动惯性力的周期变化所引起的振动或相互冲击而产生的,传播远、衰减小,一旦形成很难隔绝。燃烧噪声是燃烧过程产生的结构振动和噪声,其中、高频段的气缸压力级易于传出。
控制机械噪声和燃烧噪声的有效办法:
1)对机组进行隔振处理,机组的隔振一般采用高效减振胶垫,机组的机座下部安装有高效减振装置,吸收机组90%以上的振动动能。现在这一部分技术已经非常成熟。经过隔振处理,机组表面的振动被有效隔断。
2)在噪声的传播通道上进行降噪处理,减少声源对外的辐射,对于噪声指标控制特别严格的机房还要在内墙和天花板粘贴高效吸音材料,使噪声源在传出机房前已被有效衰减以提高机房的降噪效果。
3.冷却风扇和排风噪声的控制措施
冷却风扇和排风通道连接,直接与外界相通,排风通道空气流速很大,气流噪声、风扇噪声和机械噪声经此通道辐射出去。
冷却风扇和排风噪声的控制措施主要是设计一个排风吸音通道,这个吸音通道可由导风槽和排风降噪箱组成。排风降噪箱的工作原理类似于阻性消声器。可通过更换吸音材料(改变材料的吸音系数),改变吸音材料的厚度、排风通道的长度、宽度等参数来提高吸音效果。在设计排风吸音通道时,要特别注意排风口的有效面积必须满足机组散热的需要,以免排风口风阻增大而致排风噪声增大和机组高水温停机。风道的结构形式可以参考以下几点:(www.xing528.com)
1)风道的截面形状以折线形式,可形成对噪声声波的反射降噪作用。
2)风道中应有吸声材料,通过吸声材料,吸收一部分噪声能量。
3)风道与机组的工作舱之间最好做成可拆卸的,以利于安装调整和维修。
4)在水箱与排风口之间,设有排风导风罩,用于防止热风在室内循环,引起机房内温度上升,使机组不能正常工作,同时在导风罩与水箱之间设有柔性连接,以隔绝机组振动,导风罩设有检修口,以方便对水箱的检修。
4.进风噪声的控制措施
进气系统包括机组的进风通道和发动机的进气系统。为了保证机组的正常运行,在机组的结构中,应考虑机房内的散热以及新鲜空气的补充。要求机组中应有一定的通风,根据机房实际结构,选择机组最佳布置位置和进风口的布置形式。
由于柴油发电机组一般都配置有空气滤清器,其本身就具有一定的消声作用。考虑到进气噪声相对较低,故对发动机的进气系统一般不做另外处理。对机组的进风通道,主要是设计一个良好的进风吸音通道,选用合适的进风降噪箱。进风通道采用与排风吸音通道相同的降噪方法。另外进、排风道也可增设隔音墙,可明显地提高降噪效果。进风设置口应注意以下几个问题:
1)进风口的进风量,应满足柴油发电机房所需要新风量的要求。
2)进风口的位置,应设计在发电机端附近,遵循轴向通风方式的原则。
3)进风口的结构形式,应能阻挡声波的流出,同时有利于进风。
在设计中,进风口的截面结构采用百叶窗的形式。同时,在进风口内壁增设风斗式的屏障,以提高隔声罩的隔声效果。
机房门也是噪声最易向外泄漏、辐射的地方,因此要求机房门采用有隔音消音作用的隔音门。通常要求安装双层隔音门,或做成两扇隔音门,之间形成一个过渡空间,即先经过一扇隔音门,进入过渡空间,再经第二扇隔音门进入到机房内,则降噪效果更佳。
如图14-10所示为机房标准降噪方案示意1,如图14-11所示为机房标准降噪方案示意2。
图14-10 机房标准降噪方案示意图1
图14-11 机房标准降噪方案示意图2
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