發電機噪聲治理

柴油發電機房噪聲治理概述:

工礦企業為在電力不穩定時確保生產不受重大影響，通常會設置柴油發電機組作為應急發電設備。柴油發電機組運行時噪聲較高，通常會產生95-110db(a)的噪聲，如果沒有采取必要的降噪措施，機組運行的噪聲，將對周圍環境造成嚴重損害。為了保護和改善環境質量，必須對噪聲進行控制。

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▋ 國家相關規范摘要

《工業企業廠界噪聲排放標準》GB12348-2008對環境噪聲的要求是：

0類區： 指康復療養等特別需要安靜的區域

白天噪聲（6：00~22：00）不得超過50分貝

夜間噪聲（22：00~6：00）不得超過40分貝

1類區： 指居民住宅、醫療衛生、文化教育、科研設計、行政辦公等區域

白天噪聲（6：00~22：00）不得超過55分貝

夜間噪聲（22：00~6：00）不得超過45分貝

2類區： 指商業、集市或居住商業、工業混雜區

白天噪聲（6：00~22：00）不得超過60分貝

夜間噪聲（22：00~6：00）不得超過50分貝

3類區： 指工業生產、倉儲物流等區域

白天噪聲（6：00~22：00）不得超過65分貝

夜間噪聲（22：00~6：00）不得超過55分貝

4類區： 指交通干線兩側一定距離之內區域

白天噪聲（6：00~22：00）不得超過70分貝

夜間噪聲（22：00~6：00）不得超過55分貝

通常按夜間標準進行噪聲治理設計。

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▋ 噪聲性質分析

柴油發電機組主要由柴油機和發電機兩部分組，其中包含點火裝置、燃燒裝置、傳動裝置、電磁線圈等等，因此柴油發電機組構成復雜，噪聲發聲源多，且噪聲值高，通常會產生95-110db(a)的噪聲。而且每一種噪聲源產生噪聲機理不同，而頻率分布特點各不相同，因此噪聲頻率分布復雜。產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的渦流噪聲、機械傳動噪聲、電磁噪聲、散熱風機噪聲、散熱氣流噪聲等等。

降噪設計的基本思路是：首先查明各種聲源中的較大噪聲成分及其頻率特性，采取有關技術措施，同時要考慮相關技術措施對機組輸出功率的影響、降噪成本等多種具體因素。

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▋ 降噪方案

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

1、機組振動噪聲傳播

2、機房墻面透射噪聲

3、機房大門透射噪聲及門縫漏聲

4、進氣/排氣通道噪聲輻射

5、排煙管道噪聲輻射

因此如果我們在其噪聲傳播途徑上采取相關技術措施，將能受到良好的效益，主要技術措施有：吸聲、隔聲、減振、消聲等。

一、機組減振方案

柴油發電機組構成復雜，點火裝置、燃燒裝置、傳動裝置、電磁線圈等等。由于燃燒并非為穩態燃燒，因此在燃燒過程產生結構震動和噪聲。同時由于機組有復雜的機械傳動機構，比如活塞、曲軸、連桿等，將柴油機作功輸出給發電機，由發電機將柴油的能量轉化為電能，因此整個機組存在多種運動導致的機械振動。通常機械設備材料、建筑材料的內阻尼、內摩擦小，因此振動在這些材料中傳播速度快，衰減慢，因此其他房間對固體傳振導致的噪聲感受非常明顯。

隔振技術措施：

通常金屬彈簧對中低頻有比較良好的減振效果，橡膠減振墊對高頻有比較好的減振效果。所以二者通常結合一起使用，從而有效降低全頻段的噪聲振動，根據機組設備運行重量及減振設施荷載特性，計算選擇減振設施處于更佳動荷載工作區。

所有設備、管道等需要穿越房間結構的地方，均需做到與結構完全隔絕，其間縫隙采用隔聲柔性體填塞，防止振動傳播到機房結構上。

二、機房隔聲吸聲方案

由于柴油發電機組噪聲值高，通常會產生95-110db(a)的噪聲，噪聲源在機房內傳播，會在墻壁上、頂面、地面、以及室內的障礙物表面上多次反射疊加，所以，車間內的噪聲實際上是設備本體發出的直達噪聲加上反射疊加噪聲，車間內表面材料越光滑，反射噪聲越大，導致機房內的噪聲數值比機組本體發出的噪聲值高。

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

隔聲性能取決于材料的質量密度。但并不是簡單的材料堆砌就能起到好的隔聲效果，比如厚度相同發兩塊鋼板并起來，隔聲量僅提高6分貝；因此聲學工程師的使命之一是研究使用不同組合的輕質材料，使得隔聲量大幅提升。

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

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

三、機房大門透射噪聲及門縫漏聲解決方案

柴油發電機組噪聲值高，且機組尺寸大，維護保養頻繁，因此通常在大門的設計上會考慮機組整體移進移出的尺寸，寬度、高度的尺寸上都必須能讓機組順利通過，因此機房門尺寸往往較大。由于門的尺寸大，通常門邊縫隙相應較寬，且縫隙長度長。這就導致門的透聲、漏聲嚴重。

縫隙漏聲對門的隔聲性能影響非常大，如下圖表：

從計算圖表中可以看出，當所在面，縫隙面積為1/1000時，墻面隔聲量即便達到50dB時，其隔聲性能也要下將20dB。

因此機房門設計的關鍵就在于：除了具備足夠的隔聲量外，還要盡可能減小門縫的寬度，同時在門縫處做好防漏聲結構措施。

由于材料的隔聲性能取決于材料的質量密度，但是由于過重的門往往啟閉操作困難、施工困難、對鉸鏈等活動機構磨損較大，因此過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，而且需要爭取做到重量輕，因此專業的聲學設計使不同組合的輕質材料，使得不僅隔聲量大幅提升，而且使門的重量大幅降低。

同時門的所有的縫隙均須在結構上做好防漏聲結構，防漏聲結構上貼附防漏聲密封材料，使得縫隙處不能有直接對外透聲的可能。

四、進氣/排氣通道降噪方案

柴油發電機發熱量大，柴油發電機由柴油機和發電機兩部分組成，柴油在柴油機內燃燒形成的高壓推動活塞作功，曲軸連桿等機構將功輸出給發電機，由發電機將柴油的能量轉化為電能。

在此過程中，柴油燃燒熱量不可能全部轉化成做功輸送給發電機，并且發電機在接受柴油機輸送的能量也不可能全部轉化成電能輸送給電力系統。根據能量守恒，從柴油燃燒開始到發電機發電，其中沒有被有效利用的部分，最終絕大部分轉化成熱量需要排出機體。通常：柴油機燃燒效率為20~46%；發電機的轉化效率為90%左右。由于柴油機發熱量大，因此需要很大的冷卻風量來冷卻發電機組設備。雖然發電機組噪聲源復雜：有燃燒噪聲、機械傳動噪聲、風扇噪聲等等，不管哪種噪聲其向外輻射的主要出口之一便是散熱進氣/排氣出口。

進氣/排氣消聲技術措施：

由于所須冷卻風量大，因此冷卻風量的進口/出口的特點是：開口面積大噪聲輻射面積大。進氣/排氣均須通過消聲器，將噪聲降低到設計目標范圍內后再通向室外。

當氣流通過消聲器時，聲波與消聲器內表面材質接觸，引發多孔材料內的空氣質點振動，從而將聲能轉化為熱能消耗掉。消聲器分為阻性消聲器、抗性消聲器，阻抗復合式消聲器等。用途較廣的時阻性消聲器，其降噪性能與風速、消聲器截面積、長度、填充吸聲棉的吸聲系數等因素有關。

五、排煙管道噪聲輻射降噪方案

當柴油在柴油機內燃燒時,會產生大量的高溫煙氣排出,發電機排煙為有壓排煙，煙氣溫度高，氣流速度高，因此煙氣不僅需要排出機房而且需高空排放。由于排煙管直接排放的就是燃燒腔內的燃氣，因此燃燒噪聲、機械噪聲、機械振動等直接通過排煙管道向往輻射。

排煙管道降噪技術措施：

減振：由于發電機組振動大，而且排煙管與機組為直接剛性連接，因此需設減震吊架，防止振動通過排煙管道傳遞給建筑結構，排煙管道穿過結構體位置，均需做到與結構完全剛性隔絕，其間縫隙采用隔聲柔性體填塞，防止振動傳播到機房結構上。

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考慮了消聲器，但是實際現場往往降噪量不足，考慮到煙氣排放順暢，不干擾機組性能，通常將排煙管口引向屋頂等盡量遠離噪聲干擾區域。

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