大型柴油發(fā)電機(jī)組噪聲控制技術(shù)

1、<p>　　大型柴油發(fā)電機(jī)組噪聲控制技術(shù)</p><p>　　摘要：大型柴油發(fā)電機(jī)組被廣泛應(yīng)用于大型工程以及企事業(yè)單位，運行時的噪聲高達(dá)100～115dB（A），呈中低頻特性，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境。同時，機(jī)房內(nèi)的工作人員感到震耳欲聾，頭昏腦脹，降低工作效率，危害身心健康。本文簡要分析了噪聲的聲源和控制措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：柴油發(fā)電機(jī)；噪聲；控制 </p>

2、<p>　　Abstract: large diesel generating sets are widely used in large engineering and enterprise or business unit, the noise when running as high as 100 to 115 dB (A) is of low frequency characteristics in, the ser

3、ious pollution environment. At the same time, the telecom room staff was deafening, giddy, reduce work efficiency and harm the physical and mental health. This paper briefly analyzes the noise sound sources and the contr

4、ol measures. </p><p>　　Keywords: diesel generator; Noise; control </p><p>　　中圖分類號：TB857+.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號： </p><p><b>　　1 聲源分析 </b></p><p>　　柴油機(jī)噪聲是一個由多種聲源構(gòu)成的復(fù)雜聲

5、源，按照噪聲輻射方式，柴油機(jī)噪聲可以分為空氣動力噪聲和表面輻射噪聲。按照產(chǎn)生的機(jī)理，柴油機(jī)表面輻射噪聲又可以分為燃燒噪聲和機(jī)械噪聲。其中空氣動力噪聲為主要噪聲源。 </p><p><b>　　空氣動力噪聲 </b></p><p>　　空氣動力噪聲是由于氣體的非穩(wěn)定過程，即由氣體的擾動以及氣體與物體的相互作用而產(chǎn)生的。直接向大氣輻射的空氣動力噪聲包括：進(jìn)氣噪聲、排氣

6、噪聲、冷卻風(fēng)扇噪聲。1．1．1進(jìn)氣噪聲 </p><p>　　進(jìn)氣噪聲是柴油機(jī)的主要空氣動力噪聲之一，它是由進(jìn)氣門的周期性開啟與閉合而產(chǎn)生的壓力起伏變化而形成的。當(dāng)進(jìn)氣門開啟時，在進(jìn)氣管中產(chǎn)生一個壓力脈沖，而隨著活塞的繼續(xù)運動，它受到阻尼；當(dāng)進(jìn)氣門關(guān)閉時，同樣產(chǎn)生一個有一定持續(xù)時間的壓力脈沖。于是產(chǎn)生了周期性的進(jìn)氣噪聲。其噪聲頻率成分主要集中在200 Hz以下的低頻范圍。與此同時，當(dāng)氣流以高速流經(jīng)進(jìn)氣門流通截面時

7、，產(chǎn)生湍流脫體，導(dǎo)致高頻噪聲的產(chǎn)生，由于進(jìn)氣門通流截面是不斷變化的，因此湍流噪聲具有一定的頻率范圍，主要集中在1000 Hz以上的高頻范圍。進(jìn)氣管空氣柱的固有頻率與周期性進(jìn)氣噪聲的主要頻率相一致時，空氣柱的共振噪聲在進(jìn)氣噪聲中也會較為突出。 </p><p>　　1．1．2 排氣噪聲 </p><p>　　排氣噪聲是發(fā)動機(jī)噪聲中最主要的聲源，其噪聲一般要比發(fā)動機(jī)整機(jī)噪聲高出10~15dB（

8、A）。發(fā)動機(jī)排氣屬高溫（400-500℃）、高壓（3-6KPa）氣體。排氣過程一般分為兩個階段，即自由排氣階段和強(qiáng)制排氣階段。發(fā)動機(jī)廢氣從排氣門高速沖出，沿著排氣歧管進(jìn)入消聲器，最后從尾管排入大氣，在這一過程中產(chǎn)生了寬頻帶的排氣噪聲。 </p><p>　　1．1．3 冷卻風(fēng)扇噪聲 </p><p>　　風(fēng)扇噪聲由旋轉(zhuǎn)噪聲和湍流噪聲構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)噪聲是由于風(fēng)扇的葉片周期性地切割空氣，引起空氣的

9、壓力脈動產(chǎn)生的，以葉片通過頻率為基頻，并伴有高次諧波。湍流噪聲是由于風(fēng)扇運動導(dǎo)致的周圍空氣發(fā)生湍流脫體，使空氣發(fā)生擾動，形成氣體的壓縮與稀疏過程而形成的，是一個寬頻帶噪聲。 </p><p><b>　　表面輻射噪聲 </b></p><p>　　燃燒噪聲和機(jī)械噪聲很難嚴(yán)格區(qū)分，通常將由于氣缸內(nèi)燃燒所形成的壓力振動通過缸蓋、活塞-連桿-曲軸-機(jī)體向外輻射的噪聲稱之為燃

10、燒噪聲。將活塞對缸套的撞擊，正時齒輪、配氣機(jī)構(gòu)、噴油系統(tǒng)等運動件之間的機(jī)械撞擊振動而產(chǎn)生的噪聲叫作機(jī)械噪聲。一般直噴式柴油機(jī)燃燒噪聲要高于機(jī)械噪聲，而非直噴式柴油機(jī)的機(jī)械噪聲則高于燃燒噪聲，但是低速運轉(zhuǎn)時燃燒噪聲都高于機(jī)械噪聲。 </p><p><b>　　2 噪聲控制措施 </b></p><p>　　2．1 空氣動力噪聲控制 </p><p&

11、gt;　　2．1．1 進(jìn)氣噪聲控制 </p><p>　　一般發(fā)動機(jī)均裝有空氣濾清器，進(jìn)氣噪聲即可有較大衰減，成為次要聲源。而當(dāng)其它聲源得到進(jìn)一步控制后，進(jìn)氣噪聲有可能成為主要聲源，這時需考慮采用性能良好的進(jìn)氣消聲器，通常進(jìn)氣消聲器要和空氣濾清器結(jié)合，進(jìn)行一體化設(shè)計，既能滿足進(jìn)氣和濾清方面的要求，又可使進(jìn)氣噪聲得到有效的控制。 </p><p>　　2．1．2 排氣噪聲控制 </p&

12、gt;<p>　　控制排氣噪聲最有效的方法是加裝排氣消聲器，實際情況往往是降噪效果不很理想。分析原因主要是消聲器結(jié)構(gòu)設(shè)計不甚合理以及加工工藝存在問題，后一個問題可以通過提高工藝水平加以改善；前一個問題則涉及消聲器的設(shè)計思路。通常消聲器設(shè)計主要憑經(jīng)驗，一些設(shè)計計算程序是在一些理想假設(shè)條件下進(jìn)行的，而在這些假設(shè)中實際影響最大的是忽略氣流的存在，而且是高壓、高溫、高速脈動氣流的存在。此種狀態(tài)的氣流將會影響消聲器內(nèi)部的聲場分布、聲

13、速、聲的傳播規(guī)律等，特別是氣流速度影響更大。氣流影響消聲器性能的主要原因是發(fā)動機(jī)排氣的高速脈動氣流再生噪聲，其次是這種氣流會沖擊消聲器的管路、殼體、隔板等聲學(xué)元件，進(jìn)而激發(fā)振動輻射噪聲。當(dāng)消聲器結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不當(dāng)，或結(jié)構(gòu)不合理，或加工工藝存在問題時，都會導(dǎo)致消聲器消聲性能的下降，同時氣流速度過高也會加大消聲器的壓力損失也會造成消聲性能下降。 </p><p>　　2．1．3 發(fā)動機(jī)表面輻射噪聲的控制 </p&

14、gt;<p>　　發(fā)動機(jī)表面輻射噪聲（燃燒噪聲和機(jī)械噪聲）的控制要受到發(fā)動機(jī)性能方面的種種限制，從技術(shù)角度講難度很大，且降噪量有限。實踐表明，在結(jié)構(gòu)上采取措施可以一定幅度地降低發(fā)動機(jī)的表面輻射噪聲，從而降低整機(jī)噪聲?？刂频幕敬胧┦窃黾咏Y(jié)構(gòu)剛度和阻尼，使得在同樣的激振力作用下減少結(jié)構(gòu)表面響應(yīng)。與此同時，減少輻射噪聲的表面面積，也是控制輻射噪聲的有效措施。 </p><p><b>　　2綜

15、合控制思路 </b></p><p>　　通常一臺500 kW進(jìn)口機(jī)組，機(jī)房內(nèi)的噪聲可達(dá)105~108 dB(A)。在不經(jīng)過治理的情況下，機(jī)房外環(huán)境噪聲為70~80 dB（A）或更高，相同功率參數(shù)的國產(chǎn)機(jī)組噪聲則更大些。目前我國在考核環(huán)境噪聲是否達(dá)標(biāo)時采用《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》或《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》，在標(biāo)準(zhǔn)中對應(yīng)不同區(qū)域有不同的噪聲限值。一般在城區(qū)多為一類區(qū)，限值標(biāo)準(zhǔn)晝間為55 dB（A），夜間

16、為45 dB（A）；在郊區(qū)多為二類區(qū)域，相應(yīng)的限值標(biāo)準(zhǔn)晝間為60 dB（A），夜間50 dB（A）。從對比數(shù)據(jù)可以看出，需要的降噪幅度很大，對應(yīng)的控制技術(shù)難度也很大。在實際工作中，由于我公司所選用的都是配置好的發(fā)動機(jī)整機(jī)，機(jī)組本身采取控制措施難度很大，而且不現(xiàn)實。考慮到油機(jī)運轉(zhuǎn)過程中一般主要是其噪聲污染周圍環(huán)境，因此，如何有效地控制機(jī)房內(nèi)油機(jī)噪聲對外輻射是一個非?，F(xiàn)實而且必須解決的問題。選擇的方案應(yīng)能作到既要有效地降低環(huán)境噪聲，又要組織

17、好機(jī)房內(nèi)的空氣流動，滿足發(fā)電機(jī)組運行需要的空氣流量，以保障機(jī)組的正常工作。單純降低噪音的外泄而犧牲油機(jī)房內(nèi)的空氣流量會造成油機(jī)表面冷卻不均勻，減少油機(jī)的發(fā)電容量，影響正常使用。經(jīng)過多年來與環(huán)保部門的</p><p><b>　　3 結(jié)束語 </b></p><p>　　現(xiàn)由于油機(jī)房沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在土建施工階段因土建造成油機(jī)房布局和進(jìn)、排風(fēng)口安排不合理，在后期對油機(jī)房

18、進(jìn)行消噪音處理時難度加大和投資量增多。例如我們以前治理過的某個柴油機(jī)房其進(jìn)風(fēng)口外為防火通道，不能占用，進(jìn)風(fēng)消音器只能安裝在油機(jī)房內(nèi)，而柴油機(jī)房內(nèi)部空間設(shè)計又過小，就造成進(jìn)風(fēng)消音器距發(fā)電機(jī)組過近，維護(hù)人員操作起來很不方便。為減少上述問題的出現(xiàn)和節(jié)約消噪音處理時的投資，通過總結(jié)以往的工作經(jīng)驗，建議今后柴油機(jī)房建設(shè)最好采用以下方案：盡量減少柴油機(jī)房門和窗戶的數(shù)量，避免油機(jī)噪聲的泄漏；盡量加大油機(jī)房進(jìn)風(fēng)口距油機(jī)基礎(chǔ)的距離，延長消音距離，最好建設(shè)