噪聲案例1-6節(jié)第四節(jié) 發(fā)電機噪聲及其控制案例

第四節(jié)發(fā)電機噪聲及其控制案例發(fā)電機是將其它形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設(shè)備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其它動力機械驅(qū)動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機械能傳給發(fā)電機，再由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國防，科技及日常生活中有廣泛的用途。在我國，隨著工業(yè)化及第三產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，在一定時期內(nèi)電力供應(yīng)不足的矛盾變得較為尖銳，由于柴油發(fā)電機組具備了其它發(fā)電機組所不具備的突出優(yōu)點：⑴熱效率高，燃油消耗率低；(2)運行費用低，可使用多種燃料，對燃料品質(zhì)要求低，適于燃用粘度較高的重油，而重油的價格遠低于輕柴油；(3)可靠性較高，通常發(fā)電功率按額定功率的90%運行；(4)負荷適應(yīng)能力強；(5)機組起動迅速，并能很快達到全功率；(6)單機容量較小，運行操作技術(shù)較簡單，便于一般運行人員掌握，維護簡單，保養(yǎng)方便；(7)對匹配高增壓，中速柴油機的發(fā)電機組而言，其結(jié)構(gòu)緊湊(單位體積功率大)；(8)易于實現(xiàn)自動化，振動、噪聲等能得到有效控制。因此，柴油發(fā)電機組廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、電信、銀行、酒店、度假村、娛樂場等單位作為備用電源。本小節(jié)將以柴油發(fā)電機為例講解發(fā)電機噪聲的產(chǎn)生與控制。一、發(fā)電機噪聲源分析(一)柴油發(fā)電機組主要噪聲源柴油發(fā)電機的主要噪聲源是柴油機的排氣噪聲、進氣噪聲、冷卻風扇噪聲、燃燒噪聲、機械噪聲和發(fā)電機的電磁噪聲等。1、機械噪聲柴油機的機械噪聲是由于氣體壓力及機件的慣性作用，使相對運動零件之間產(chǎn)生撞擊和振動而激發(fā)的噪聲。機械噪聲主要包括活塞的敲擊噪聲、齒輪機構(gòu)噪聲、配氣機構(gòu)噪聲、軸承噪聲、高壓油泵噪聲、不平衡慣性力引起的機體振動和噪聲等。柴油機機械噪聲隨轉(zhuǎn)速的提高而迅速增加。低速運轉(zhuǎn)時，機械噪聲和其他噪聲相比并不重要；但高速運轉(zhuǎn)時，機械噪聲往往是主要的噪聲源。2、進氣噪聲進氣噪聲是柴油機的主要空氣動力噪聲源之一，它是由進氣門的周期性開閉而產(chǎn)生的進氣管內(nèi)壓力起伏變化所形成的。當進氣門開啟時，在進氣管中產(chǎn)生一個壓力脈沖，隨著活塞的繼續(xù)運動，這個壓力波很快受到阻尼；當進氣門關(guān)閉時，同樣產(chǎn)生一個持續(xù)一定時間的壓力脈沖，也是受到阻尼而迅速消失。在柴油機運轉(zhuǎn)過程中這樣兩個壓力脈沖交替出現(xiàn)，這就形成了周期性的進氣噪聲。其噪聲頻率成分主要集中在200Hz以下的低頻范圍。與此同時，當氣流以高速流經(jīng)進氣門流通截面時產(chǎn)生湍流脫體，導(dǎo)致高頻噪聲的產(chǎn)生，由于進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1000Hz以上的高頻范圍。進氣管空氣柱的固有頻率與周期性進氣噪聲的主要頻率相一致時，空氣柱的共振噪聲在進氣噪聲中也會較為突出。對于采用渦輪增壓的發(fā)動機，由于渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速一般較高，因此其進氣噪聲明顯高于非渦輪增壓的發(fā)動機。渦輪增壓器的噪聲是由于葉片周期性地切割空氣產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)噪聲和高速氣流形成的湍流噪聲而形成的，是一種連續(xù)性的高頻噪聲，主要分布500?10000Hz的頻率范圍。進氣噪聲與發(fā)動機的進氣方式、進氣門結(jié)構(gòu)、氣缸直徑、凸輪型線等設(shè)計因素有關(guān)。對于同一臺發(fā)動機來說，受轉(zhuǎn)速的影響最大，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高則進氣噪聲將增加。3、排氣噪聲柴油機工作時，氣缸內(nèi)的高溫高壓廢氣隨排氣閥間斷開閉周期性地噴射到排氣管內(nèi)，排氣管口排出高溫高速的脈動氣流，由此產(chǎn)生周期性的排氣噪聲。排氣噪聲是柴油機最主要的噪聲源，其噪聲可達100dB(A)以上，其強度與柴油機的功率、轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)，并隨柴油機的轉(zhuǎn)速及負荷的變化而變化。柴油機排氣噪聲的頻譜呈明顯的中低頻性，但高頻也達到了一定的程度。中頻噪聲由基頻的高次諧波所致。而高頻噪聲主要是排氣時產(chǎn)生的紊流聲、氣缸內(nèi)燃燒爆炸聲，以及撞擊、機件振動、管壁自振所附加的噪聲。柴油機排氣噪聲的總聲壓級(dB)可用公式近似估算：L=121gN+301gn—9(dB)p式中：n 柴油機主軸轉(zhuǎn)速(r/min)；N——柴油機功率(W)。排氣噪聲的主要成分有以下幾種：周期性的排煙引起的低頻脈動噪聲、排煙管道內(nèi)的氣柱共振噪聲、汽缸的亥姆霍茲共振噪聲、高速氣流通過氣門間隙及曲折的管道時所產(chǎn)生的噪聲、渦流噪聲以及排煙系統(tǒng)在管道內(nèi)壓力波激勵下所產(chǎn)生的再生噪聲等，隨氣流速度增加，噪聲頻率顯著提高。4、風扇噪聲發(fā)動機一般都帶有冷卻風扇，冷卻風扇噪聲由旋轉(zhuǎn)噪聲和湍流噪聲構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)噪聲是由于風扇的葉片周期性地切割空氣，引起空氣的壓力脈動產(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。冷卻風扇噪聲受轉(zhuǎn)速的影響最大，轉(zhuǎn)速提高一倍可導(dǎo)致其聲級增加10?15dB(A)。在低速時風扇噪聲要比發(fā)動機噪聲低很多，而在高速時，往往會成為主要的噪聲源。目前大功率發(fā)電機組使用的柴油機轉(zhuǎn)速多為1500轉(zhuǎn)/分鐘。屬于高轉(zhuǎn)速柴油機。5、燃燒噪聲混合器燃燒產(chǎn)生的缸內(nèi)氣體里引起的結(jié)構(gòu)振動通過外部和內(nèi)部傳遞途徑傳到內(nèi)燃機表面，并由內(nèi)燃機表面輻射形成空氣聲，稱為燃燒噪聲。在柴油機的燃燒過程中，柴油以油霧狀噴入燃燒室后，在高溫高壓作用下，在很短時間內(nèi)與空氣混合后便自行發(fā)火燃燒，氣缸內(nèi)氣壓急速上升到6?9MPa，溫度也升到2000?2500K，在燃燒作功的同時，產(chǎn)生燃燒噪聲。與汽油機相比，柴油機壓縮比高，一般為16~22，汽油機一般為6~9，所以柴油機的燃燒噪聲遠高于汽油機。6、電磁噪聲電磁噪聲是由電磁場交替變化而引起某些機械部件或空間容積振動而產(chǎn)生的。電磁噪聲的主要特性與交變電磁場特性、被迫振動部件和空間的大小形狀等因素有關(guān)。電動機、發(fā)電機、變壓器和霓虹燈鎮(zhèn)流器等發(fā)出的噪聲是典型的電磁噪聲。降低電磁噪聲的方法，一般是改進電機結(jié)構(gòu)設(shè)計；適當增加機殼的厚度，改變殼體或端蓋的形狀，使其結(jié)構(gòu)的固有振動減小、頻率提高；或選用內(nèi)阻較大的鑄鐵做機殼和端蓋，均可降低電磁噪聲的輻射能力。(二)柴油發(fā)電機組主要振動源柴油機是一種往復(fù)式機械，運行時的振動是不可避免的。發(fā)電機組運行時產(chǎn)生的振動，除了直接向空間輻射噪聲外，還在與機組相連的基礎(chǔ)表面?zhèn)鞑?，在傳播過程中，又會激起基礎(chǔ)、墻體、天花板、門窗、管道等振動，在這些物體表面再次輻射噪聲，產(chǎn)生固體聲。因此對柴油機組進行振動控制是十分必要的。柴油機的振動是發(fā)電機組的主要振動源，柴油機的振動主要有以下幾種類型：1、整機振動整機振動是指整個內(nèi)燃機組上下、左右、前后的跳動以及機組繞垂向、軸向、橫向等三個方向的搖動，它的大小反映了內(nèi)燃機組總體振動品質(zhì)。引起整機振動的機理是往復(fù)、離心慣性力(力矩)和由氣體壓力產(chǎn)生的傾覆力矩。2、結(jié)構(gòu)振動結(jié)構(gòu)振動泛指內(nèi)燃機部件（如活塞、機體、曲柄箱和氣缸蓋等）的彈性振動，以及如氣缸罩、油底殼和各類管道等零部件的局部振動。它們是引發(fā)內(nèi)燃機噪聲的主要原因。3、軸系振動軸系振動主要是指內(nèi)燃機曲軸軸系的扭轉(zhuǎn)振動、縱向振動和橫向振動。其振動激勵為慣性力和氣體壓力在曲柄銷上生成的交變切向力和法向力。二、發(fā)電機噪聲控制方法柴油發(fā)電機組的噪聲主要由柴油發(fā)電機組本身固有的本底頻譜及噪聲峰值確定。目前一般采用隔聲、消聲及隔振降噪技術(shù)來達到降低柴油發(fā)電機組噪聲的目的。（一）進、排氣噪聲控制影響柴油發(fā)電機組排氣噪聲的主要因素有：汽缸壓力、排氣門直徑、發(fā)電機排量及排氣門開啟特性等。對于同一臺柴油發(fā)電機，其轉(zhuǎn)速和負荷是影響其排氣噪聲的最主要因素。轉(zhuǎn)速提高1倍，進氣噪聲將增加10?15dB。一般柴油發(fā)電機組均通過裝設(shè)空氣濾清器，使其進氣噪聲有較大衰減，成為次要聲源。但當其它聲源得到進一步控制后，進氣噪聲又可能成為主要聲源，這時就需采用性能良好的進氣消聲器。通常將進氣消聲器和空氣濾清器結(jié)合，進行一體化設(shè)計，使之既能滿足進氣和濾清方面的要求，又可有效控制進氣噪聲?？刂婆艢庠肼曌钣行У姆椒ㄊ窃谠幸患壪羝鞯幕A(chǔ)上安裝特制二級消音器。當排煙管長度超過10m時，需加大管徑，以減少柴油發(fā)電機組排氣背壓。（二）隔聲控制為減輕柴油發(fā)電機組對外界的噪聲污染，柴油發(fā)電機組一般被安裝在一個半封閉式的房屋內(nèi)。在設(shè)計中，根據(jù)頻譜分析，確定隔聲材料從結(jié)構(gòu)上由兩部分組成：一部分用來隔聲；另一部分用來消聲。通過在結(jié)構(gòu)尺寸上采取措施來達到降噪的目的。根據(jù)聲學(xué)中質(zhì)量定律可知，材料隔聲性能由板的面密度、板的勁度B及材料的內(nèi)阻尼確定。為此，一般采用復(fù)合輕墻結(jié)構(gòu)，即鋼板+減振龍骨+巖棉+隔聲氈+多孔鋼板，這種結(jié)構(gòu)的特點是以鋼板和隔聲氈為主。巖棉起吸聲效能，消除空腔中的駐波共振及降低空腔中的聲壓的作用；雖然隔聲氈材料內(nèi)損耗大，但復(fù)合使用能改善材料的共振，起到很好的隔聲性能；多孔鋼板不但能有效固結(jié)吸聲層，而且還可組成一個共振吸聲結(jié)構(gòu)，從而解決低頻聲的吸收問題。（三）表面輻射噪聲控制柴油發(fā)電機組表面輻射噪聲（燃燒噪聲和機械噪聲）的控制，由于受到柴油發(fā)電機性能的限制，故難度很大，且降噪量有限。實踐表明，在結(jié)構(gòu)上采取措施，可在一定程度上降低柴油發(fā)電機組的表面輻射噪聲，從而降低整機噪聲。其基本控制措施是通過增加結(jié)構(gòu)剛度和阻尼，使得在同樣的激振力作用下，可以減少結(jié)構(gòu)表面響應(yīng)。與此同時，減少產(chǎn)生輻射噪聲的表面面積，也是控制表面輻射噪聲的有效措施。（四）排煙消聲控制一般消聲器可分為阻性、抗性和阻抗復(fù)合式3大類。消聲器的設(shè)計要根據(jù)柴油發(fā)電機組的消聲量要求、噪聲頻帶分布情況、柴油發(fā)電機功率及背壓等諸多因素綜合考慮，同時計算消聲器的失效頻率選擇擴張比。消聲器的容積也將影響消聲性能，在設(shè)計中，一般消聲器的容積為柴油發(fā)電機組排量的4~7倍。一般單級消聲器難以滿足消聲值要求，必須將多級復(fù)合式或多個不同類型的消聲器組合起來，才能滿足較寬頻率范圍的降噪要求。（五）減振控制對于柴油發(fā)電機組振動控制的方法有以下幾種：1、減小振動激勵，選擇振動性能更為良好的機型、改善平衡性能等。振動激勵減弱，振動響應(yīng)自然也減小。這是最根本的治理方法。2、減小振動響應(yīng)，安裝動力吸振器，使其固有頻率與機組的激勵頻率相等，依靠它與主振動系統(tǒng)的相互作用，吸收機組的振動能量，從而減小機組的振動強度(稱為吸振)?；蛘甙惭b阻尼器，或在內(nèi)燃機零部件上粘貼阻尼材料以消耗系統(tǒng)振動能量(稱為阻振)O3、安裝隔振器，控制振動能量的傳遞以減小整機振動對基礎(chǔ)和環(huán)境的影響。這是針對柴油發(fā)電機組振動控制最常采用的方法。4、振動主動控制，也稱有源控制，這種控制需要有消耗能源的作動器以產(chǎn)生控制力，對主振動系統(tǒng)進行吸振、隔振和阻振等振動控制。三、發(fā)電機噪聲控制典型案例案例一：發(fā)電機房噪聲治理施工技術(shù)1、項目概況某電氣工程，擬使用五臺(4X2000KVA+1X1700KVA)柴油發(fā)電機機組作為項目負荷的備用電源，機房設(shè)計定在2M層設(shè)備間，面積約520m2,機房凈空高度5.4m。業(yè)主在四層平臺提供約105m2面積的進風風口，由此通過三層及夾層風道到二層夾層發(fā)電機房(如圖4-39)。圖4-39發(fā)電機房平面圖發(fā)電機房噪聲主要來源于柴油發(fā)電機組，柴油發(fā)電機組安裝投入使用后，主要噪聲為發(fā)電機房運行時機件的往復(fù)運動產(chǎn)生的機械噪聲；燃燒噪聲、風扇噪聲、進氣噪聲、排氣噪聲;旋流、局部負壓、共鳴、混響等產(chǎn)生的噪聲，產(chǎn)生的噪聲級約104?110dB(A)。柴油發(fā)電機組的噪聲級最大，是發(fā)電機房的主要噪聲污染源。2、噪聲污染源防治措施1)尾氣排放及消聲處理(1)尾氣排放管采用0600煙管，使排放阻力減小到最小，以避免“滯氣”帶來的功率損耗，尾氣經(jīng)處理后經(jīng)排煙管引至大樓天面高空排放。(2)二次消聲：發(fā)電機組原配消聲器的消聲量約為10dB(A)，遠未達到要求，所以在原配消聲器后加裝一個低能耗復(fù)合聲阻高效消聲器(如圖4-40)，消聲量約45dB(A)，使出口排放噪聲約60dB(A)。?am?mi?? ⑨卜!叩個圖4-40發(fā)電機房立面圖2）機房通風及消聲處理發(fā)電機在運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生大量的熱量，所在機房必須要有適當?shù)耐L。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，該機房宜采用機械強制性進風、機械排風的通風方式，以保持有足夠的鮮風進入，以解決機房散熱及機組燃燒用空氣。（1）機械進風機房設(shè)置機械進/排風口，從而保證機組運行中綜合考慮有足夠的通風散熱效果。（2）動態(tài)氣路考慮到機組的面積、發(fā)電機位置等因素，應(yīng)在發(fā)電機房開設(shè)消聲柜進風日，以保證足夠鮮風吸入量，并以排風管組成高效的氣流效果：鮮風既“裹著”機組流動，又能及時把熱量帶走（如圖4-40）。（3）排風消聲器的消聲計算本消聲工程采用片式消聲器，消聲片護面材料采用0.5mm厚、孔徑3mm、穿孔率30%的穿孔板，內(nèi)部填充65kg/m3的超細玻璃棉，外包玻璃纖維布，每片消聲片厚度約120mm，消聲片入口一端采用圓弧結(jié)構(gòu)。消聲量：iLA=2①（a）a0式中：①（a0）——消聲系數(shù)，主要取決于消聲器壁面的聲學(xué)特性；l——消聲器的有效部分長度（m）;a——氣流通道的寬度（分離的相鄰兩片消聲片之間的距離）。這里?、?）=1.12（理論值）；設(shè)計消聲器的通道寬度a=100mm；設(shè)計消聲器的有效長度l=2.2m，故：LA=2X1,12X2.2/0,1=49,3（dBA）經(jīng)過符合上述設(shè)計條件的消聲器之后，機組噪音降為102—49.3=52.7（dBA），滿足要求。3）機房吸聲、隔聲處理在墻體、工作門具有良好隔聲效果的同時，為避免聲能的不斷累積，還需在機房內(nèi)實施吸聲措施，從而使機房的混響降低，聲能量得以控制。(1)墻體吸聲墻體結(jié)構(gòu)(如圖4-41)。圖4-41吸聲墻體結(jié)構(gòu)示意圖對于單層均勻?qū)嶓w墻，可以用以下經(jīng)驗公式來計算其平均隔聲量：R=14.51lgmf—26式中：R——隔聲量，單位為dB(A)；m——墻體的面密度，單位為kg/m2,本工程中機房磚墻厚24cm,兩面批蕩之后，m約等于480kg/m2；f—-聲波頻率，取1000Hz(此頻率為人耳最敏感的波段)；所以，R=14.5lg(480X1000)—26=56.4(dBA)。(2)天花板本工程機房天花采用微孔板吊頂，上面鋪設(shè)一層厚50mm的超細玻璃棉；墻體同樣鋪設(shè)超細玻璃棉及微孔板，這種吸聲結(jié)構(gòu)可有效消除機房內(nèi)的混響(如圖4-42)。50mm厚的超細玻璃棉，容重為50kg/m3,吸聲系數(shù)為0.75；由0.6mm厚、穿孔率＞25%的微孔板和玻璃棉組合的吸聲體，吸聲系數(shù)可達0.8。發(fā)電機房采用上述吸聲措施處理之后，機房內(nèi)的吸聲降噪量可用以下公式來估算：O—ALP氏101g彳式中：。2一處理后機房的平均吸聲系數(shù),取0.5；’一處理前機房的平均吸聲系數(shù),取0.08；故:ALP/101g0.08/8.0(dBA)(3)隔聲門采用重型隔聲門，兩重特殊止口，雙層鋼板的超細玻璃棉復(fù)合結(jié)構(gòu)，隔聲量約為50dB(A)。同時具有隔聲和吸聲的功能，隔聲門兼有防火功能。GOO*GDC圖GOO*GDC圖4-42吸聲天花結(jié)構(gòu)示意圖4)隔震處理(1)軟連接①廢氣排放管安裝不銹鋼玻紋管。②外接的冷卻水管安裝耐老化橡膠避震喉。③給油管安裝耐老化的橡膠避震喉。(2)發(fā)電機浮動基座發(fā)電機安放在浮動基座上，浮動基座的做法如圖4-43。(3)設(shè)備減振系統(tǒng)計算先確定減振器設(shè)備系統(tǒng)的總重量W，包括設(shè)備架或臺座重量；算出設(shè)備干擾頻率fn=n/60(Hz)(n——設(shè)備每分鐘轉(zhuǎn)速)；算出每只減振器荷載量，P=W/N(N,Kg)(N一減振器個數(shù))；由減振器特性曲線(3、4)查找型號，相應(yīng)變形量，豎向自振頻率fo等，按如下公式計算：t=(1-n)X100%An= -~~,〃、(1-f2/fo2)+4D2(f/fo)2TA——隔振率％；n——隔振傳遞率；fn——設(shè)備干擾頻率(Hz)；fo——減振器豎向自振頻(Hz)。由頻率比心fn/fo直接查表，則可得出隔振率及傳遞率，由于阻尼比增加，隔振率會下降，在DW0.2時，傳遞率基本不變，可用如下簡易公式：1

n= (fn-fo)2-1t=(1-n)x100%A計算:

2000KVA發(fā)電機，發(fā)動機轉(zhuǎn)速n=1500轉(zhuǎn)/分，運行重量約W=23250Kg。①fn=n/60=1500/60=25Hz；②選用16只減振器：P=W/N=23250/16=1453kg/只;③豎向剛度為Kz=55.8kg/mmo壓縮量：Kz55.8Kz55.8些2=26.03mm固有頻率:fo=—2兀fo=—2兀9800h理二3.08Hz2兀,26.03=0.015二(1-n)100%==0.015二(1-n)100%=(1-0.015)100%=98.5%570050*50*50翱10mm100@X=fn/fo=25/3.08=8.11⑤用計算方法:(fn—fo)2-1(25/3.08)2-1口口［口［口 口口口口口口口口口門口dQ口［口口口口口口口□□口口口卬口口口口□口口口口口口口:口口1口1口口口0)oouu□□□□ooaoc□no□□□a&□ddoo□OOOHOQDEIBODEiCDfiElDaODOn&DQBiOQODoanOBOiDD□□OeID□□DooaOD□330000門口口□口口口口口口口口口口口口Ei0仃口口口口口□口□口口口值口口G口口口口口口?口口口口口?口口與口口□QQCifilQ□ODOQDnOQDOOOOgggDODoo□□□oD□o以口口口口口口口口◎口口口目□口口口口口?？诳诳诳诳诳趎口DDDODOaonseEFO0QDOOEJQOOO00Q□□□口口口口口Q口◎□□口?◎口口口口?？诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳趏□□o□oBnonomBa□o0:0□EJoQaBlannnrs圖4-43F發(fā)電機浮動基座示意圖機組安裝在300,高浮動基座上。每臺機組安裝10個彈簧減振器。減振系數(shù)已可達90%,而不致將震動和噪聲傳至鄰近的設(shè)備或建筑物的任何部份上。3、治理效果該機房經(jīng)過以上治理，在項目建成投入使用后，滿足《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》（GB12348-2008）II類、W類標準，《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》（GB3096-93）II類、W類標準（臨近路面邊界W類界標準，其它邊界執(zhí)行H類標準）。本項目的建設(shè)不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生明顯影響，符合環(huán)保部門的要求。案例二：校園柴油發(fā)電機噪聲治理1、項目概況某職校位于環(huán)洞庭明珠城市岳陽市南面，地處城鄉(xiāng)結(jié)合部，環(huán)境優(yōu)美，是讀書的理想場所。美中不足的是，每年6~8月，環(huán)洞庭流域進人洪澇季節(jié)，各地排澇用電達到高峰，學(xué)校經(jīng)常遭遇拉閘限電，只得自備1臺柴油發(fā)電機，以供限電時急用。發(fā)電房與學(xué)校配電房相隔壁，離學(xué)校南圍墻僅30m,周圍敏感目標密集：墻外是居民區(qū)，東面是圖書館，北面是教學(xué)樓，西面是辦公樓。最近處只有10余米，每當發(fā)電機開啟時，噪聲驟起，擾民問題突出，居民、師生屢有投訴。學(xué)校決定對發(fā)電機房進行噪聲治理。發(fā)電機房主要設(shè)備為1臺200kWTZH發(fā)電機，生產(chǎn)廠家為蘭州機電公司，柴油機型號為G6135ZLD2,整機尺寸為3.10mX0.95mX1.60m,機房尺寸為7.2mX4.2mX4.5m。東、西兩側(cè)各有兩個寬X高=2.0mX2.0m總面積為16.00m2的百葉窗，北面墻開有1.90mX2.00m的進出機房的雙葉工作門。對發(fā)電機房設(shè)備進行了倍頻帶測試分析,測試結(jié)果顯示,設(shè)備噪聲主要為低頻噪聲,總聲級為106.7dB（表4-31）。在機房周圍4個敏感目標附近選擇了4個監(jiān)測點，進行了環(huán)境噪聲監(jiān)測，結(jié)果如表4-32所示。按照GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標準》1類標準，4個監(jiān)測點噪聲全部超標。對機房外1m處進行廠界噪聲監(jiān)測，聲級為85.0dB,根據(jù)GB12348—90《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》1類標準,廠界噪聲嚴重超標。表4-31發(fā)電機房內(nèi)設(shè)備噪聲頻率/Hz631252505001k2k4k8k聲級/dB97.1101.3103.6102.2104.197.894.188.2表4-32發(fā)電機房周邊敏感目標處噪聲監(jiān)測點圖書館西側(cè)教學(xué)樓前辦公樓東側(cè)居民樓北側(cè)聲級/dB78.675.580.174.32、治理目標根據(jù)GB3096-2008,該區(qū)域?qū)倬幼?、文教區(qū)，應(yīng)執(zhí)行1類標準，即環(huán)境噪聲最高限值晝間為55dB,夜間為45dB。根據(jù)GB12348-90,廠界噪聲同樣執(zhí)行1類標準，晝間為55dB,夜間為45dB。為維護區(qū)域環(huán)境質(zhì)量標準，同時保持正常的教學(xué)、工作和生活秩序，在不得不開啟發(fā)電機的情況下,必須對發(fā)電機房向外輻射噪聲進行降噪治理,環(huán)境噪聲降幅應(yīng)達到30~35dB,廠界噪聲降幅應(yīng)達到40dB。3、治理措施1）對原百葉窗進行改造本發(fā)電機房是學(xué)校的原水電維修工作房,東、西墻體上開有4個百葉窗,對發(fā)電機產(chǎn)生的噪聲隔音很差，聲音外泄比較嚴重。機房墻壁為24cm厚的磚結(jié)構(gòu)，隔聲效果較好，因此把原百葉窗改造成墻體,可阻隔噪聲外泄。考慮到進氣需要和原排煙向西方向的現(xiàn)狀,決定用磚把東西兩側(cè)的4個百葉窗封閉,并在東側(cè)原百葉窗處預(yù)留進氣通道口。2）對出入機房的門進行改造機房門原來開在北面，尺寸為1.90mX2.00m,尺寸過大，且直接向外暴露，這也是一個外泄噪聲的重點部位,必須對其改造：同樣用磚將其封閉,將工作門改到機房南墻,與配電房值班室相通，工作門選用CR-GSM隔聲門，尺過為0.8mX1.8m,隔聲量＞50dB,其隔聲性能見表4-33。表4-33CR-GSM隔聲門隔聲性能頻率/Hz1252505001k2k4k8k隔聲量/dB28.831.738.341.447.350.541.13）增開一隔聲窗經(jīng)上述改造后,加上發(fā)電機工作時,工作門僅進出機房時臨時開啟,其他時間均保持關(guān)閉，發(fā)電機房幾乎為封閉狀態(tài)。為便于觀察機房情況，在機房與配電值班房之間開設(shè)一寬Xi!B=0.4mX0.3m的隔聲窗。窗芯由雙層玻璃構(gòu)成，一層3mm,另一層5mm,中間留空100mm。4）機房內(nèi)壁作吸聲處理為進一步提高隔聲效果,還必須對機房室內(nèi)作吸聲處理。墻面安裝吸聲材料,吸聲材料采用厚50mm、密度為32kg/m3的超細玻璃棉板，用40mmX40mm的木方做龍骨，用8mm厚、孔徑03、開孔率20%的穿孔板做內(nèi)壁，用孔徑03、開孔率20%、厚2mm的鍍鋅板作表面裝飾。用同樣的方式作吊頂處理,只是把表面裝飾材料改成石膏板。5）進風消聲處理在進風段兩端各設(shè)置200mm厚度的進風消聲百葉，通道內(nèi)再設(shè)置1600mm長度的進風阻性消聲器，并在彎頭處作50mm厚吸聲處理，消聲彎頭長1.2m。6）安裝強制排風系統(tǒng),排風消聲由于改變了原自然通風系統(tǒng),雖然提高了隔聲性能,卻由此帶來了發(fā)電機的散熱問題。必須采用強制通風的方法方可滿足散熱要求。機房換氣量由以下公式計算：QCp(6—~~)

insideoutside式中，V=為換氣量，m3/h；Q為柴油發(fā)電機的散熱量，kJ/h,本機散熱功率為46kW；c=1.004kJ/（kg?K），為空氣的質(zhì)量熱容；p=1.11kg/m3為常溫常壓下的空氣密度；Oinside為發(fā)電機房室內(nèi)溫度，取45℃；Ooutside為室外進氣口空氣溫度，取32℃。通過計算，換氣量V=11430m3/h,選用2臺Dz-115A型低噪聲軸流風機，風量6000m3/h,該風機葉輪直徑508mm，噪聲64dB,風機由各自獨立的溫敏開關(guān)控制，可根據(jù)季節(jié)的變化自動啟停，不必兩臺同時開啟,也不必長時間開啟,既可節(jié)省能源,又可減少二次噪聲污染。風機排風口加裝蜂窩式消聲器，消聲量30dB。7）對柴油機排氣管作排煙消聲處理發(fā)電機組自帶的排煙消聲器的消聲量很小，只有約20dB,不能滿足達標排放要求，必須對排煙系統(tǒng)進行改造。改造措施是對排煙系統(tǒng)加裝三級擴張室消聲器。8）對發(fā)電機整機、排煙管、消聲器作隔振處理在發(fā)電機底座安裝橡膠隔振墊,減少發(fā)電機組對外噪聲輻射。用減振吊架將排煙管和排煙消聲器吊裝在房頂,減少增添設(shè)備產(chǎn)生的二次噪聲污染。4、案例評析1）通過對該發(fā)電機房的噪聲治理,在不破壞機房主體結(jié)構(gòu)的前提下,采用隔聲、吸聲、強制通風、隔振等技術(shù)措施對發(fā)電機房進行了噪聲綜合治理,依然保證了發(fā)電機的正常運行。2）選擇時間10：00,18：00,23：00,在廠界1.0m處進行廠界噪聲監(jiān)測，得到晝間排放噪聲為51.3dB,夜間排放噪聲為44.6dB,廠界噪聲達到了1類排放標準。學(xué)?；謴?fù)了應(yīng)有的寧靜,師生、居民不再投訴,產(chǎn)生了良好的社會效益。案例三：160KW柴油發(fā)電機房噪聲治理1、項目概況

現(xiàn)有一臺自備用160KW柴油發(fā)電機房位于大樓一層，屬國標GB3096-1993規(guī)定的城市噪聲控制H類區(qū)域。160KW柴油發(fā)電機組在工作時產(chǎn)生強烈的約105dB（A）的噪聲，污染了大樓及周邊環(huán)境，根據(jù)業(yè)主提出治理要求及柴油機組的運行狀況擬出以下噪聲治理設(shè)計方案。設(shè)計原則：1）經(jīng)治理后機房外7米處周邊環(huán)境實現(xiàn)《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》GB3096-1993,H類區(qū)域要求，即周邊噪聲敏感區(qū)域白晝噪聲值W75dB（A）；2）采用成熟可靠、先進的處理措施，不影響原生產(chǎn)工藝；3）設(shè)計選材質(zhì)量優(yōu)良，設(shè)備運行穩(wěn)定，布局合理美觀；4）在達到設(shè)計要求基礎(chǔ)上盡量節(jié)省投資；5）所用設(shè)備材料無二次污染，對人體無危害。2、噪聲聲源分析柴油發(fā)電機噪聲源頻率較寬，主要由以下幾部分組成：空氣動力性噪聲，包括進氣噪聲、排氣噪聲和冷卻風扇噪聲；表面輻射噪聲，包括燃燒噪聲、機械噪聲和電磁噪聲。其中燃燒噪聲取決于燃燒方式和燃燒速度，機械噪聲主要包括齒輪噪聲、供油泵噪聲、氣門機構(gòu)噪聲、活塞敲擊噪聲等。3、治理措施治理發(fā)電機組噪聲，必須針對不同發(fā)生部位，采用綜合治理措施。設(shè)計采用室內(nèi)吸聲，進出風口消聲，并輔以門隔聲、通風換熱等的綜合治理措施：1）通風散熱進、出風道吸聲160KW的柴油發(fā)電機工作時要求有相當?shù)耐L散熱截面，因此在設(shè)計正常降噪的同時，必須考慮相應(yīng)的通風散熱措施。因進排風通道面積設(shè)計要求較大，其消聲要求相當高。設(shè)計在進、出風道內(nèi)安裝吸聲尖劈，保證通風散熱要求的同時防止室內(nèi)噪聲通過風道外泄。進出風口設(shè)置細紋鋼質(zhì)網(wǎng)，阻擋蚊蟲、雜質(zhì)進入風道同時對進、排風不會產(chǎn)生負面影響。在進風通道內(nèi)加裝消聲吸聲片；由于現(xiàn)場條件進風不具備修建風井的情況，也可采用進風消聲器代替，其消聲量均為：PAL=①（a）-10SAL:消聲量 0（a0）：吸聲系數(shù)P：P：通道截面周長S：通道截面積L：通道縱深消聲器設(shè)計消聲量25dB以上。2）排氣噪聲消聲柴油發(fā)電機排氣噪聲高達100dB（A）,機組自帶消聲器可降低部分噪聲，但不能達到排放值的標準，在不增加油機背壓的情況下，需將排煙管末端插入磚體排風道內(nèi)，利用排風道內(nèi)的吸聲板塊達到良好的消聲效果，油煙也得到大風量的稀釋，在排口處沒有油煙霧的感觀。同時由于柴油發(fā)電機排氣溫度高，運行時向室內(nèi)輻射大量熱量；在機組停機后，排氣管內(nèi)溫度降低、管壁上容易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，對機組安全造成影響。所以必須對柴油發(fā)電機排氣管道進行隔熱保溫處理。3）排風口軟連接柴油發(fā)電機運行時會產(chǎn)生振動，機組已經(jīng)配備有隔振器和隔振臺架，降低了振動通過地面的傳播。排風口與排風煙道連接，振動會通過硬性的連接傳播到風道四周的墻體，鑒于此，設(shè)計使用帆布縫制的軟性連接，避免振動的傳遞。4）室內(nèi)墻面及吊頂吸聲為了提高整個柴油發(fā)電機房的隔聲量，在機房室內(nèi)四周墻面及頂部裝設(shè)吸聲體，降低室內(nèi)混響噪聲，使聲功率得到降低而達到良好的隔聲效果。吸聲材料采用離心玻璃棉，厚50mm,密度32kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)0.03w/m2.K,最高使用溫度450-550℃o護面材料采用表面噴塑的鋁合金穿孔板，孔徑@=3mm，穿孔率P=25%,吸聲體固定用角鋼及鋁合金型材制作骨架。整個吸聲體剛性好，挺括平直，外形美觀，具有一定的裝飾效果。結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)a=0.7,具有較好的耐蝕、吸聲、防潮、絕熱阻燃性能及裝飾效果。經(jīng)吸聲處理后，該房間吸聲系數(shù)上升為a2=0.6,而處理前的一般磚墻抹灰平均吸聲系數(shù)僅為a1=0.04,所以機房室內(nèi)聲壓值降低：△L=10lga2=11.8dB(A)a15)隔聲閘門將大門更換為雙層隔聲閘門，隔聲門采用各種標準隔聲、吸聲元件裝配而成：優(yōu)質(zhì)冷卻板作護面板、中間夾層吸聲材料采用優(yōu)質(zhì)離心玻璃棉，吸聲系數(shù)大于0.8，門和門框間用棉氈聯(lián)接，以保證隔聲效果。整個門具有設(shè)計合理外型美觀、防潮、絕熱、防火阻燃性能及裝飾效果好、隔聲性能好等優(yōu)點。室內(nèi)外噪聲衰減量的計算：1TL=101gTTL：傳聲損失T：透聲系數(shù)根據(jù)上式噪聲的實際衰減量除取決于隔聲結(jié)構(gòu)和材料的隔聲量外，與隔聲間內(nèi)壁材料的吸聲系數(shù)和透聲系數(shù)有關(guān)，其表達式為：TL實="+103TL實：室內(nèi)外噪聲衰減量dBTL：隔聲材料的理論隔聲量dBa：室內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)機房、控制室及休息室均采用240mm磚墻(抹灰)結(jié)構(gòu)，240mm抹灰磚墻面密度480kg/m2,各頻段平均隔聲量三43dB(A)。表4-34抹灰磚墻隔聲量厚度(mm)體積密度(kg/m2)隔聲量dB125250500100020004000240480394244475652如不作吸聲處理墻面和門、窗平均吸聲系數(shù)低于a=0.01,貝小TL實W43+10lg0.01=43-20=23dB由于門的漏聲，實際測量隔聲量＜17dB(A)。通過采取吸聲、隔聲結(jié)構(gòu)，以及更換為隔聲門等多種措施后，可將室內(nèi)平均吸聲系數(shù)提高到0.35，則：TL實=43+10lg0.35=38.4dB理論可達到38dB的降噪值，實際可實現(xiàn)隔聲30dB(A)以上的要求。6)吸聲材料的選用吸聲效果與選用的材料密切相關(guān)，吸聲材料的選擇以滿足提高系統(tǒng)構(gòu)件的吸聲量，達到設(shè)計所需吸聲量為目標。吸聲材料選用防水離心玻璃棉氈，其性能參數(shù)如下：表4-35放水離心玻璃棉氈吸聲系數(shù)厚度(mm)體積密度（kg/m3）頻率（Hz）的吸聲系數(shù)12525050010002000400050320.811.181.251.131.061.02選用Q235鋼板作為吸聲板塊邊框和面板，其隔聲性能參數(shù)如下:表4-36Q235鋼板隔聲量厚度(mm)面密度（kg/m2）頻率（Hz）的隔』（dB）125250500100020004000215.6213629344245隔聲材料選用5mm木質(zhì)纖維板為吸聲板塊中間隔聲板，其隔聲性能如下:表4-37木質(zhì)纖維板隔聲量厚度(mm)面密度(kg/m3)頻率（Hz）的隔』（dB）12525050010002000400055.12121232733367）儲油間由于發(fā)電機房未設(shè)置專門的儲油間，所以此項未做處理。8）室內(nèi)照明發(fā)電機房室內(nèi)照明及應(yīng)急照明需采用防爆設(shè)計，用戶自行負責。4、治理目標綜上所述,采取切實有效的吸聲、消聲、隔聲、通風等綜合措施后，柴油發(fā)電機房內(nèi)的噪聲污染能得到有效控制，達到：《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》GB12348-1990,H類區(qū)域要求，即晝間廠界1m處噪聲值W65dB（A）。并在周邊環(huán)境實現(xiàn)《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》GB3096-1993,H類區(qū)域要求，即周邊噪聲敏感區(qū)域白晝噪聲值W65dB（A）。案例四：瓦斯發(fā)電機組噪聲治理1、項目概況平煤股份十礦瓦斯發(fā)電站于2006年4月建成并投入使用。該電站安裝有4臺500GF-RW型發(fā)電機組，總裝機容量為2000kW,單臺機組額定功率500kW,并配套安裝有2套水冷系統(tǒng)和2套霧化系統(tǒng)、循環(huán)水泵及防爆抽風裝置等。該電站位于十礦院西北側(cè)，其南側(cè)與魏寨村相鄰，東側(cè)為十礦工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域。該項目在建時因考慮不周，在百余平方米的廠房內(nèi)安裝了4臺發(fā)電機組，場地狹窄，進氣管道布置零亂且又擁擠，同時考慮到瓦斯氣體易聚集、機組散熱等因素，廠房采用敞篷式結(jié)構(gòu)，全無防噪設(shè)施。電站正常運轉(zhuǎn)后，機組及邊界噪聲超標嚴重，不僅給安全生產(chǎn)帶來了隱患，還嚴重干擾了附近村民的生活，一度影響到工農(nóng)關(guān)系，且還需繳納排污費36萬元/a。鑒于此，該礦于2009年進行了噪聲治理。治理后，聲源及邊界噪聲全部達到國家規(guī)定的二類混合區(qū)排放標準，降噪效果良好。2、噪聲監(jiān)測噪聲監(jiān)測、聲源及頻譜特性分析是搞好噪聲控制工程的重要前提。只有對噪聲數(shù)據(jù)進行綜合分析，才能采取相應(yīng)的控制措施，達到降噪的目的。為此，平煤股份十礦委托平頂山市環(huán)境監(jiān)測站，按照GB12349-90《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲測量方法》，對電站治理前的發(fā)電機組、冷卻塔和廠邊界噪聲進行了72h的連續(xù)監(jiān)測，結(jié)果見表4-38。從監(jiān)測結(jié)果看，電站晝夜間噪聲超過國家規(guī)定的23.2，28.9dB（A）。表4-38瓦斯發(fā)電站治理前晝夜噪聲最高值dB（A）標準值聲源北邊界西邊界東邊界南邊界值班室（晝/夜）（晝/夜）（晝/夜）（晝/夜）60/50100.572.4/67.683.2/78.979.6/69.675.3/68.782.83、聲源及頻譜特性分析從瓦斯發(fā)電站所產(chǎn)生的噪聲特性來看，該電站噪聲聲源大致有發(fā)電機組、冷卻塔兩部分：瓦斯發(fā)電機組是煤礦企業(yè)利用瓦斯發(fā)電的大型設(shè)備，其噪聲源大致由空氣動力性噪聲、燃燒噪聲和機械噪聲組成，空氣動力性噪聲包括發(fā)電機組的排氣噪聲、進氣噪聲、冷卻風扇噪聲和電磁噪聲。該電站冷卻塔為自然通風冷卻塔，其噪聲包括濺水噪聲、風機噪聲、電動機噪聲、循環(huán)水泵噪聲、輸水管道振動輻射噪聲等。其中，冷卻塔的濺水噪聲、風機噪聲、電動機噪聲是主要噪聲源。從頻譜分析表4-39看到，其峰值在125?250Hz之間，屬低頻噪聲，特性是衰減慢，傳播距離遠，污染面廣，控制技術(shù)難度較大。表4-39噪聲頻譜綜合分析頻率/Hz31.5631252505001k2k4k8k發(fā)電機組/dB(A)77.079.083.279.671.565.060.059.052.0冷卻塔/dB(A)75.573.082.579.276.675.571.066.057.04、噪聲治理原則1)滿足生產(chǎn)工藝要求。瓦斯發(fā)電機組運行的安全性要求很高，在噪聲控制過程中，首先要滿足生產(chǎn)工藝要求，不得影響安全生產(chǎn)、設(shè)備性能及機組正常發(fā)電。2)技術(shù)先進、經(jīng)濟合理。治理工程要求技術(shù)先進、經(jīng)濟合理，噪聲綜合控制后，電站距最近邊界點噪聲降到國家環(huán)境噪聲功能區(qū)二類混合區(qū)標準，即：晝夜間噪聲最高值要分別小于60，50dB(A)。3)設(shè)施簡單，使用材料先進。降噪設(shè)施力求結(jié)構(gòu)簡單、輕便、可靠，使用壽命在10a以上，所使用的材料要防潮、阻燃、耐腐蝕，不需維修，且不得產(chǎn)生二次污染。5、噪聲治理措施針對上述要求，在噪聲控制設(shè)計上，十礦對發(fā)電機組系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝、操作維修、降噪效果進行了綜合分析，采用行之有效的新技術(shù)、新材料、新方法，降低造價，提高效能，力求獲得最佳的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益。1)發(fā)電機組全封閉車間降噪全封閉作為一種墻體隔聲結(jié)構(gòu)，其隔聲性能與所選擇的墻體的具體結(jié)構(gòu)、幾何尺寸及安裝條件等諸多因素有關(guān)。因此，在實際應(yīng)用全封閉時還需解決一系列非聲學(xué)的技術(shù)問題，以保證其隔聲效果。(1)全封閉車間結(jié)構(gòu)設(shè)計①全封閉的凈空尺寸要與設(shè)備外延的幾何尺寸相適配，避免墻板在聲波的作用下引起共振和“吻合效應(yīng)”，形成隔聲低谷，使隔聲性能下降。墻體的骨架龍骨采用分格焊接，要求焊接牢固。輕鋼龍骨安裝后的平整度誤差需控制在5mm范圍內(nèi)，即最高處與最低處相差不能超過5mm。由于全封閉車間長20.0m，寬10.0m，高7.8m，考慮到其剛度及抗風性能的安全性，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，該全封閉車間墻體采用由240mm紅磚墻+輕鋼龍骨彩鋼板組合而成的上下2種復(fù)合墻體結(jié)構(gòu)形式，其中基部采用機制豁土磚砌成1.0m高的墻體，上部墻體采取鋼結(jié)構(gòu)與彩鋼板制作，高約6.8m。②全封閉墻體及屋頂材料宜采用輕薄結(jié)構(gòu)，使用壽命在10a以上，吸聲材料要耐高溫(600℃)，并符合防潮、阻燃、耐腐蝕的要求。內(nèi)墻壁鋪設(shè)吸聲材料，其平均吸聲系數(shù)aN0.9,面密度為20~25kg/m2,以避免因吻合效應(yīng)造成隔聲量在某個或幾個頻段的大幅度降低。③全封閉墻體、屋頂材料結(jié)構(gòu)、形狀的選擇與優(yōu)化，對于全封閉的聲學(xué)效果相當重要。因此，墻體選擇微穿孔板結(jié)構(gòu)。其構(gòu)造為在厚度小于1.0mm的薄金屬板上面鉆03.0mm的孔，并把它固定于鋼板前，板后留10?24mm厚的空腔，內(nèi)填充玻璃纖維布包扎的離心復(fù)合玻璃棉，玻璃絲布目數(shù)不低于12目。在施工過程中，將玻璃絲布在吸音玻璃棉表面壓平繃緊，使玻璃絲纖維束呈正經(jīng)緯狀，玻璃絲布表面不出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象。微穿孔板平鋪于吸音玻璃棉及玻璃絲布的表面，接縫處由鋁合金壓條覆蓋，鋁合金壓條采用縱橫狀安裝，用鉚釘固定于輕鋼龍骨上。（2）墻體吸聲處理全封閉車間內(nèi)側(cè)墻體采用85mm厚離心玻璃棉板吸聲。中頻噪聲主要通過4mm厚空氣層吸收。車間內(nèi)份額較少的低頻噪聲通過磚墻吸收。此外，在內(nèi)側(cè)墻波置礦棉板，下部放置一圈木制層板，低頻噪聲對空氣產(chǎn)生的振動可通過層板的“顫動”被部分吸收。全封閉車間內(nèi)側(cè)墻體、面板采用狹縫式波形鋁板，龍骨為鍍鋅