发电机噪声治理

噪声源性质分析

柴油发电机组主要由柴油机和发电机两部分组，其中包含点火装置、燃烧装置、传动装置、电磁线圈等等，因此柴油发电机组构成复杂，噪声发声源多，且噪声值高，通常会产生95-110db(a)的噪声。而且每一种噪声源产生噪声机理不同，而频率分布特点各不相同，因此噪声频率分布复杂。产生噪声的主要类型有：燃烧噪声、燃烧高压气体在腔体及管道内的涡流噪声、机械传动噪声、电磁噪声、散热风机噪声、散热气流噪声等等。

降噪设计的基本思路是：首先查明各种声源中的较大噪声成分及其频率特性，采取有关技术措施，同时要考虑相关技术措施对机组输出功率的影响、降噪成本等多种具体因素。

降噪方案

降噪方案概述：由于发电机组噪声值高，且复杂多样，但其噪声传播、辐射途径较为集中，主要途径集中在：

  1、机组振动噪声传播
  2、机房墙面透射噪声
  3、机房大门透射噪声及门缝漏声
  4、进气/排气通道噪声辐射
  5、排烟管道噪声辐射

因此如果我们在其噪声传播途径上采取相关技术措施，将能受到良好的效益，主要技术措施有：吸声、隔声、减振、消声等。

一、机组减振方案

柴油发电机组构成复杂，点火装置、燃烧装置、传动装置、电磁线圈等等。由于燃烧并非为稳态燃烧，因此在燃烧过程产生结构震动和噪声。同时由于机组有复杂的机械传动机构，比如活塞、曲轴、连杆等，将柴油机作功输出给发电机，由发电机将柴油的能量转化为电能，因此整个机组存在多种运动导致的机械振动。通常机械设备材料、建筑材料的内阻尼、内摩擦小，因此振动在这些材料中传播速度快，衰减慢，因此其他房间对固体传振导致的噪声感受非常明显。

隔振技术措施：

通常金属弹簧对中低频有比较良好的减振效果，橡胶减振垫对高频有比较好的减振效果。所以二者通常结合一起使用，从而有效降低全频段的噪声振动，根据机组设备运行重量及减振设施荷载特性，计算选择减振设施处于更佳动荷载工作区。

所有设备、管道等需要穿越房间结构的地方，均需做到与结构隔绝，其间缝隙采用隔声柔性体填塞，防止振动传播到机房结构上。

二、机房隔声吸声方案

由于柴油发电机组噪声值高，通常会产生95-110db(a)的噪声，噪声源在机房内传播，会在墙壁上、顶面、地面、以及室内的障碍物表面上多次反射叠加，所以，车间内的噪声实际上是设备本体发出的直达噪声加上反射叠加噪声，车间内表面材料越光滑，反射噪声越大，导致机房内的噪声数值比机组本体发出的噪声值高。

因此机房墙体出了须达到一定的隔声量，同时还须具备吸声性能，将反射噪声充分吸收消耗，才能达到降低噪声目标，不影响到隔壁房间或厂界。

隔声性能取决于材料的质量密度。但并不是简单的材料堆砌就能起到好的隔声效果，比如厚度相同发两块钢板并起来，隔声量仅提高6分贝；因此声学工程师的使命之一是研究使用不同组合的轻质材料，使得隔声量大幅提升。

吸声性能取决于材料的吸声系数。吸声材料大部分是多孔材料，只要设置合理，在全频段范围的吸声系数比较良好。

通常机房空间有限，通过不同隔声材料、吸声材料合理的组合搭配方式，使墙面安装材料同时具备隔声、吸声性能，不仅能大大节省空间，而且整齐美观。

三、 机房大门透射噪声及门缝漏声解决方案

柴油发电机组噪声值高，且机组尺寸大，维护保养频繁，因此通常在大门的设计上会考虑机组整体移进移出的尺寸，宽度、高度的尺寸上都必须能让机组顺利通过，因此机房门尺寸往往较大。由于门的尺寸大，通常门边缝隙相应较宽，且缝隙长度长。这就导致门的透声、漏声严重。

缝隙漏声对门的隔声性能影响非常大，如下图表：

从计算图表中可以看出，当所在面，缝隙面积为1/1000时，墙面隔声量即便达到50dB时，其隔声性能也要下将20dB。

因此机房门设计的关键就在于：除了具备足够的隔声量外，还要尽可能减小门缝的宽度，同时在门缝处做好防漏声结构措施。

由于材料的隔声性能取决于材料的质量密度，但是由于过重的门往往启闭操作困难、施工困难、对铰链等活动机构磨损较大，因此过重的门不仅使用困难、安装困难、维修也困难。

因此一樘性能良好的隔声门，不仅需要隔声量大，而且需要争取做到重量轻，因此专业的声学设计使不同组合的轻质材料，使得不仅隔声量大幅提升，而且使门的重量大幅降低。

同时门的所有的缝隙均须在结构上做好防漏声结构，防漏声结构上贴附防漏声密封材料，使得缝隙处不能有直接对外透声的可能。

四、 进气/排气通道降噪方案

柴油发电机发热量大，柴油发电机由柴油机和发电机两部分组成，柴油在柴油机内燃烧形成的高压推动活塞作功，曲轴连杆等机构将功输出给发电机，由发电机将柴油的能量转化为电能。

在此过程中，柴油燃烧热量不可能全部转化成做功输送给发电机，并且发电机在接受柴油机输送的能量也不可能全部转化成电能输送给电力系统。根据能量守恒，从柴油燃烧开始到发电机发电，其中没有被有效利用的部分，最终绝大部分转化成热量需要排出机体。通常：柴油机燃烧效率为20~46%；发电机的转化效率为90%左右。由于柴油机发热量大，因此需要很大的冷却风量来冷却发电机组设备。虽然发电机组噪声源复杂：有燃烧噪声、机械传动噪声、风扇噪声等等，不管哪种噪声其向外辐射的主要出口之一便是散热进气/排气出口。

进气/排气消声技术措施：

由于所须冷却风量大，因此冷却风量的进口/出口的特点是：开口面积大噪声辐射面积大。进气/排气均须通过消声器，将噪声降低到设计目标范围内后再通向室外。

当气流通过消声器时，声波与消声器内表面材质接触，引发多孔材料内的空气质点振动，从而将声能转化为热能消耗掉。消声器分为阻性消声器、抗性消声器，阻抗复合式消声器等。用途较广的时阻性消声器，其降噪性能与风速、消声器截面积、长度、填充吸声棉的吸声系数等因素有关。

五、排烟管道噪声辐射降噪方案

当柴油在柴油机内燃烧时,会产生大量的高温烟气排出,发电机排烟为有压排烟，烟气温度高，气流速度高，因此烟气不仅需要排出机房而且需高空排放。由于排烟管直接排放的就是燃烧腔内的燃气，因此燃烧噪声、机械噪声、机械振动等直接通过排烟管道向往辐射。

排烟管道降噪技术措施：

减振：由于发电机组振动大，而且排烟管与机组为直接刚性连接，因此需设减震吊架，防止振动通过排烟管道传递给建筑结构，排烟管道穿过结构体位置，均需做到与结构刚性隔绝，其间缝隙采用隔声柔性体填塞，防止振动传播到机房结构上。

隔声：排烟管表面辐射噪声值高，且温度高，为此采取的方式为延排烟管道全部表面保温隔声包覆，尤其是伸出机房外的部分。

排烟口：排烟口噪声大，且烟尘微粒多，虽然在排烟管上厂家已经考虑了消声器，但是实际现场往往降噪量不足，考虑到烟气排放顺畅，不干扰机组性能，通常将排烟管口引向屋顶等尽量远离噪声干扰区域。