噪聲源性質(zhì)分析

柴油發(fā)電機(jī)組主要由柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)兩部分組，其中包含點(diǎn)火裝置、燃燒裝置、傳動(dòng)裝置、電磁線圈等等，因此柴油發(fā)電機(jī)組構(gòu)成復(fù)雜，噪聲發(fā)聲源多，且噪聲值高，通常會(huì)產(chǎn)生95-110db(a)的噪聲。而且每一種噪聲源產(chǎn)生噪聲機(jī)理不同，而頻率分布特點(diǎn)各不相同，因此噪聲頻率分布復(fù)雜。產(chǎn)生噪聲的主要類型有：燃燒噪聲、燃燒高壓氣體在腔體及管道內(nèi)的渦流噪聲、機(jī)械傳動(dòng)噪聲、電磁噪聲、散熱風(fēng)機(jī)噪聲、散熱氣流噪聲等等。

降噪設(shè)計(jì)的基本思路是：首先查明各種聲源中的較大噪聲成分及其頻率特性，采取有關(guān)技術(shù)措施，同時(shí)要考慮相關(guān)技術(shù)措施對(duì)機(jī)組輸出功率的影響、降噪成本等多種具體因素。

降噪方案

降噪方案概述：由于發(fā)電機(jī)組噪聲值高，且復(fù)雜多樣，但其噪聲傳播、輻射途徑較為集中，主要途徑集中在：

  1、機(jī)組振動(dòng)噪聲傳播
  2、機(jī)房墻面透射噪聲
  3、機(jī)房大門透射噪聲及門縫漏聲
  4、進(jìn)氣/排氣通道噪聲輻射
  5、排煙管道噪聲輻射

因此如果我們?cè)谄湓肼晜鞑ネ緩缴喜扇∠嚓P(guān)技術(shù)措施，將能受到良好的效益，主要技術(shù)措施有：吸聲、隔聲、減振、消聲等。

一、機(jī)組減振方案

柴油發(fā)電機(jī)組構(gòu)成復(fù)雜，點(diǎn)火裝置、燃燒裝置、傳動(dòng)裝置、電磁線圈等等。由于燃燒并非為穩(wěn)態(tài)燃燒，因此在燃燒過(guò)程產(chǎn)生結(jié)構(gòu)震動(dòng)和噪聲。同時(shí)由于機(jī)組有復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，比如活塞、曲軸、連桿等，將柴油機(jī)作功輸出給發(fā)電機(jī)，由發(fā)電機(jī)將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能，因此整個(gè)機(jī)組存在多種運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的機(jī)械振動(dòng)。通常機(jī)械設(shè)備材料、建筑材料的內(nèi)阻尼、內(nèi)摩擦小，因此振動(dòng)在這些材料中傳播速度快，衰減慢，因此其他房間對(duì)固體傳振導(dǎo)致的噪聲感受非常明顯。

隔振技術(shù)措施：

通常金屬?gòu)椈蓪?duì)中低頻有比較良好的減振效果，橡膠減振墊對(duì)高頻有比較好的減振效果。所以二者通常結(jié)合一起使用，從而有效降低全頻段的噪聲振動(dòng)，根據(jù)機(jī)組設(shè)備運(yùn)行重量及減振設(shè)施荷載特性，計(jì)算選擇減振設(shè)施處于更佳動(dòng)荷載工作區(qū)。

所有設(shè)備、管道等需要穿越房間結(jié)構(gòu)的地方，均需做到與結(jié)構(gòu)隔絕，其間縫隙采用隔聲柔性體填塞，防止振動(dòng)傳播到機(jī)房結(jié)構(gòu)上。

二、機(jī)房隔聲吸聲方案

由于柴油發(fā)電機(jī)組噪聲值高，通常會(huì)產(chǎn)生95-110db(a)的噪聲，噪聲源在機(jī)房?jī)?nèi)傳播，會(huì)在墻壁上、頂面、地面、以及室內(nèi)的障礙物表面上多次反射疊加，所以，車間內(nèi)的噪聲實(shí)際上是設(shè)備本體發(fā)出的直達(dá)噪聲加上反射疊加噪聲，車間內(nèi)表面材料越光滑，反射噪聲越大，導(dǎo)致機(jī)房?jī)?nèi)的噪聲數(shù)值比機(jī)組本體發(fā)出的噪聲值高。

因此機(jī)房墻體出了須達(dá)到一定的隔聲量，同時(shí)還須具備吸聲性能，將反射噪聲充分吸收消耗，才能達(dá)到降低噪聲目標(biāo)，不影響到隔壁房間或廠界。

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隔聲效果，比如厚度相同發(fā)兩塊鋼板并起來(lái)，隔聲量?jī)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。

吸聲性能取決于材料的吸聲系數(shù)。吸聲材料大部分是多孔材料，只要設(shè)置合理，在全頻段范圍的吸聲系數(shù)比較良好。

通常機(jī)房空間有限，通過(guò)不同隔聲材料、吸聲材料合理的組合搭配方式，使墻面安裝材料同時(shí)具備隔聲、吸聲性能，不僅能大大節(jié)省空間，而且整齊美觀。

三、 機(jī)房大門透射噪聲及門縫漏聲解決方案

柴油發(fā)電機(jī)組噪聲值高，且機(jī)組尺寸大，維護(hù)保養(yǎng)頻繁，因此通常在大門的設(shè)計(jì)上會(huì)考慮機(jī)組整體移進(jìn)移出的尺寸，寬度、高度的尺寸上都必須能讓機(jī)組順利通過(guò)，因此機(jī)房門尺寸往往較大。由于門的尺寸大，通常門邊縫隙相應(yīng)較寬，且縫隙長(zhǎng)度長(zhǎng)。這就導(dǎo)致門的透聲、漏聲嚴(yán)重。

縫隙漏聲對(duì)門的隔聲性能影響非常大，如下圖表：

從計(jì)算圖表中可以看出，當(dāng)所在面，縫隙面積為1/1000時(shí)，墻面隔聲量即便達(dá)到50dB時(shí)，其隔聲性能也要下將20dB。

因此機(jī)房門設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就在于：除了具備足夠的隔聲量外，還要盡可能減小門縫的寬度，同時(shí)在門縫處做好防漏聲結(jié)構(gòu)措施。

由于材料的隔聲性能取決于材料的質(zhì)量密度，但是由于過(guò)重的門往往啟閉操作困難、施工困難、對(duì)鉸鏈等活動(dòng)機(jī)構(gòu)磨損較大，因此過(guò)重的門不僅使用困難、安裝困難、維修也困難。

因此一樘性能良好的隔聲門，不僅需要隔聲量大，而且需要爭(zhēng)取做到重量輕，因此專業(yè)的聲學(xué)設(shè)計(jì)使不同組合的輕質(zhì)材料，使得不僅隔聲量大幅提升，而且使門的重量大幅降低。

同時(shí)門的所有的縫隙均須在結(jié)構(gòu)上做好防漏聲結(jié)構(gòu)，防漏聲結(jié)構(gòu)上貼附防漏聲密封材料，使得縫隙處不能有直接對(duì)外透聲的可能。

四、 進(jìn)氣/排氣通道降噪方案

柴油發(fā)電機(jī)發(fā)熱量大，柴油發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)兩部分組成，柴油在柴油機(jī)內(nèi)燃燒形成的高壓推動(dòng)活塞作功，曲軸連桿等機(jī)構(gòu)將功輸出給發(fā)電機(jī)，由發(fā)電機(jī)將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。

在此過(guò)程中，柴油燃燒熱量不可能全部轉(zhuǎn)化成做功輸送給發(fā)電機(jī)，并且發(fā)電機(jī)在接受柴油機(jī)輸送的能量也不可能全部轉(zhuǎn)化成電能輸送給電力系統(tǒng)。根據(jù)能量守恒，從柴油燃燒開(kāi)始到發(fā)電機(jī)發(fā)電，其中沒(méi)有被有效利用的部分，最終絕大部分轉(zhuǎn)化成熱量需要排出機(jī)體。通常：柴油機(jī)燃燒效率為20~46%；發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)化效率為90%左右。由于柴油機(jī)發(fā)熱量大，因此需要很大的冷卻風(fēng)量來(lái)冷卻發(fā)電機(jī)組設(shè)備。雖然發(fā)電機(jī)組噪聲源復(fù)雜：有燃燒噪聲、機(jī)械傳動(dòng)噪聲、風(fēng)扇噪聲等等，不管哪種噪聲其向外輻射的主要出口之一便是散熱進(jìn)氣/排氣出口。

進(jìn)氣/排氣消聲技術(shù)措施：

由于所須冷卻風(fēng)量大，因此冷卻風(fēng)量的進(jìn)口/出口的特點(diǎn)是：開(kāi)口面積大噪聲輻射面積大。進(jìn)氣/排氣均須通過(guò)消聲器，將噪聲降低到設(shè)計(jì)目標(biāo)范圍內(nèi)后再通向室外。

當(dāng)氣流通過(guò)消聲器時(shí)，聲波與消聲器內(nèi)表面材質(zhì)接觸，引發(fā)多孔材料內(nèi)的空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，從而將聲能轉(zhuǎn)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(fù)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(zhǎng)度、填充吸聲棉的吸聲系數(shù)等因素有關(guān)。

五、排煙管道噪聲輻射降噪方案

當(dāng)柴油在柴油機(jī)內(nèi)燃燒時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔馀懦?發(fā)電機(jī)排煙為有壓排煙，煙氣溫度高，氣流速度高，因此煙氣不僅需要排出機(jī)房而且需高空排放。由于排煙管直接排放的就是燃燒腔內(nèi)的燃?xì)猓虼巳紵肼暋C(jī)械噪聲、機(jī)械振動(dòng)等直接通過(guò)排煙管道向往輻射。

排煙管道降噪技術(shù)措施：

減振：由于發(fā)電機(jī)組振動(dòng)大，而且排煙管與機(jī)組為直接剛性連接，因此需設(shè)減震吊架，防止振動(dòng)通過(guò)排煙管道傳遞給建筑結(jié)構(gòu)，排煙管道穿過(guò)結(jié)構(gòu)體位置，均需做到與結(jié)構(gòu)剛性隔絕，其間縫隙采用隔聲柔性體填塞，防止振動(dòng)傳播到機(jī)房結(jié)構(gòu)上。

隔聲：排煙管表面輻射噪聲值高，且溫度高，為此采取的方式為延排煙管道全部表面保溫隔聲包覆，尤其是伸出機(jī)房外的部分。

排煙口：排煙口噪聲大，且煙塵微粒多，雖然在排煙管上廠家已經(jīng)考慮了消聲器，但是實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)往往降噪量不足，考慮到煙氣排放順暢，不干擾機(jī)組性能，通常將排煙管口引向屋頂?shù)缺M量遠(yuǎn)離噪聲干擾區(qū)域。