柴油发电机组噪声控制研究

褚向前 李志远

合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥 230009

柴油发电机组噪声控制研究

褚向前 李志远

合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥 230009

柴油发电机组噪声强，发热量大。针对此，采用隔声、吸声、消声、通风散热等具体措施。实践证明: 方案设计合理，达到了预期的降噪效果，符合工业企业噪声排放标准。

柴油发电机组;隔声;消声;噪声控制

中文分类号：TB535

diesel generator set; sound isolation; noise elimination;noise control

煤层勘探工作现场的勘探设备通常由柴油发电机组、钻机、打浆机等组成。这些设备在工作时，都会发出强烈的噪声。经实地测量，柴油机的噪声为98dB(A)，柴油发电机组噪声为101.1dB(A)，钻机的齿轮噪声为95.3dB(A)。设备的噪声不仅影响操作工人的身体健康，同时也对周围的住户环境造成了污染。为此，某集团地质勘探处特建立“柴油发电机组的噪声控制研究”项目，以实现保护工人健康、降低环境污染的目的。项目的重点是对柴油发电机组的噪声进行控制与隔离。在地质勘探处使用的柴油发电机组有两种，一种发电机输出功率是250kW，另一种是160kW。由于160kW 柴油发电机组经常使用，故本项目的工作在160kW 柴油发电机组进行。另外，原消声器结构十分简单，其消声量必须加强。因此，项目的主要措施是采取隔声和改进消声器。

1 噪声源分析

柴油发电机组的主要噪声源有风扇噪声、排气噪声、燃烧噪声、机械噪声和电磁噪声等。风扇噪声是由旋转的叶片周期性地击打空气质点产生的噪声,一般以中频噪声为主,当柴油机安装有消声器时,风扇噪声便是重要的噪声源。排气噪声是柴油机排气管排出高温高速脉动气流时产生的噪声,排气噪声的频率以低频为主,并与负荷、转速有关。燃烧噪声是混合器燃烧产生的缸内气体里引起的结构振动通过外部和内部传递途径传到内燃机表面，并由内燃机表面辐射形成的。机械噪声是由于气体压力及机件的惯性作用，使相对运动零件之间产生撞击和振动而激发的噪声．机械噪声主要包括活塞的敲击噪声、齿轮机构噪声、配气机构噪声、轴承噪声、高压油泵噪声、不平衡惯性力引起的机体振动和噪声等。电磁噪声是由电磁场交替变化而引起某些机械部件或空间容积振动而产生的[1,2]。

2 噪声治理措施

噪声治理措施为设计隔声间和改进消声器。

2.1 设计隔声间

隔声间设计为防雨隔声间，在隔声间内可以并排安装两台柴油发电机组。主体是可拆卸的通风隔声间，隔声间内部可容纳2台160kW的柴油发电机组。通风隔声间由安装骨架、地面骨架、吸隔声壁板、吸隔声天棚、防雨顶板、隔声门、片式通风吸声壁、观察窗等部分组成，图1为其示意图。

图1 隔声间方案示意图

图2 吸隔声顶板组成结构示意图

在图1中，地面骨架是整个隔声间的基础，隔声间的安装框架和片式通风吸声壁等组件都支撑在地面骨架上。地面骨架由70方钢焊接的5个框架组成。安装框架用于支撑吸隔声壁板、隔声门、吸隔声天棚、防雨顶部和片式通风吸声壁。安装框架由70方钢焊接的底部框架、门架和横架等组成。吸隔声顶板是隔离声音传播的主要构件，它的外表面是2mm厚钢板，内表面是1.2mm厚穿孔板，中间由多种隔声材料和吸声材料制成，具有良好的吸声、隔声双重作用。其结构示意图见图2。隔声窗位于隔声壁板上，用来进行巡检检查。在一面吸隔声壁板侧安装有双扇隔声门，隔声门的隔声量为30dB。吸隔声天棚结构类似于吸隔声顶板，在吸隔声天棚的下方安装4盏日光灯用于照明。片式通风吸声壁由吸声片、吸声外框组成，它位于整个隔声间的两端，它既起到隔声的作用，又能允许散热气流的通过。

2.2 改进消声器

图3 原有消声器

原有消声器是结构十分简单的扩张式抗性消声器，如图3所示，其尺寸见图4，根据其尺寸对原消声器进行的消声特性分析如下：

图4 原消声器结构尺寸

图5 两级消声示意图

经计算，原消声器的扩张比m = 6.25，在120Hz频率处可有接近10dB(A)的最大消声量，但在其他频率处消声都变差，尤其是在258Hz、515 Hz、773 Hz…等频率处消声量都是0dB(A)，即不起消声作用，原消声器的平均消声量不到6 dB(A)。

根据以上分析，采取以下改进措施：

2.2.1 将原纯扩张式抗性消声器改为阻抗复合式消声器；

2.2.2 将原单级消声改为两级消声，即在排气口安装2个消声器，如图5。

改进后的平均消声量达到20dB(A)，消声频率特性曲线平直，即消声频率范围变宽为40～20000Hz，没有消声“盲点”。

3 结束语

使用1级声级计（带有防风罩），距离隔声间各壁面1m处测量噪声声压级，将测量结果进行平均即得平均声压级，测得的平均声压级小于85dB(A)。该噪声控制装置既满足了柴油发电机组的通风散热要求和工作供氧要求，又方便检修、观察。本文对柴油发电机组噪声从传播途径上进行控制治理。对于噪声源的控制，如提高发动机制造加工工艺水平，降低柴油机的机械噪声、电机的电磁噪声等主动控制技术需深入研究。

[1]Liu Guang-pu，Pan Hong-xia．Measurement and Analysis of Noise Characteristics for Diesel Engine[C]．IEEE 3rd International Conference on Mechatronics．2006

[2]张晓宇,仪垂杰.主、被动噪声控制的实验研究[J].噪声与振动控制，2011,（3）：145～148

The Noise Control of Diesel Generator Set

Chu Xiangqian ，LI Zhiyuan School of Machinery and Automobile Engineer，ingHefei University of Technology，Hefei 230009，China

The noise of diesel generator set is very strong and its heat is very large.The comprehensive noise control treatment measures through applications of sound isolation,sound absorption,noise elimination,ventilation and heat dissipation are propo．sePdroject practice shows that the scheme is reasonable, the desired results are already achieved and the Industrial enterprises noise emission standard is met.

B

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.23.064

褚向前(1975-)，男，安徽省六安市人，博士生，讲师。