中國發(fā)電機供應網(wǎng)報道：柴油發(fā)電機機組噪聲往往成為周?chē)h(huán)境噪聲的主要污染源。當前社會(huì )對環(huán)保要求越來(lái)越高，如何有效地控制其噪聲污染是一項有難度，同時(shí)又具有很大推廣價(jià)值的工作，這也是我們環(huán)保的主要工作，應得到更多的重視。為了做好這項工作，首先要對柴油發(fā)電機組噪聲的構成進(jìn)行了解和分析。
一、柴油發(fā)電機機組噪聲原因分析：
　　柴油機噪聲是一個(gè)由多種聲源構成的復雜聲源，按照噪聲輻射方式，柴油機噪聲可以分為空氣動(dòng)力噪聲和表面輻射噪聲。按照產(chǎn)生的機理，柴油機表面輻射噪聲又可以分為燃燒噪聲和機械噪聲。其中空氣動(dòng)力噪聲為主要噪聲源。
?。ㄒ唬?、 空氣動(dòng)力噪聲：
　　空氣動(dòng)力噪聲是由于氣體的非穩定過(guò)程，即由氣體的擾動(dòng)以及氣體與物體的相互作用而產(chǎn)生的。直接向大氣輻射的空氣動(dòng)力噪聲包括：進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、冷卻風(fēng)扇噪聲。
　　1、進(jìn)氣噪聲：
　　進(jìn)氣噪聲是柴油機的主要空氣動(dòng)力噪聲之一，它是由進(jìn)氣門(mén)的周期性開(kāi)啟與閉合而產(chǎn)生的壓力起伏變化而形成的。當進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)，在進(jìn)氣管中產(chǎn)生一個(gè)壓力脈沖，而隨著(zhù)活塞的繼續運動(dòng)，它受到阻尼；當進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，同樣產(chǎn)生一個(gè)有一定持續時(shí)間的壓力脈沖。于是產(chǎn)生了周期性的進(jìn)氣噪聲。其噪聲頻率成分主要集中在200 Hz以下的低頻范圍。與此同時(shí)，當氣流以高速流經(jīng)進(jìn)氣門(mén)流通截面時(shí)，產(chǎn)生湍流脫體，導致高頻噪聲的產(chǎn)生，由于進(jìn)氣門(mén)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1 000 Hz以上的高頻范圍。進(jìn)氣管空氣柱的固有頻率與周期性進(jìn)氣噪聲的主要頻率相一致時(shí)，空氣柱的共振噪聲在進(jìn)氣噪聲中也會(huì )較為突出。
　　對于采用渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機，由于渦輪增壓器的轉速一般較高，因此其進(jìn)氣噪聲明顯高于非渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機。渦輪增壓器的噪聲是由于葉片周期性地切割空氣產(chǎn)生的旋轉噪聲和高速氣流形成的湍流噪聲而形成的，是一種連續性的高頻噪聲，主要分布在500~10 000 Hz的頻率范圍。目前我公司大部分采用渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機。
　　進(jìn)氣噪聲與發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣方式、進(jìn)氣門(mén)結構、缸徑、凸輪型線(xiàn)等設計因素有關(guān)。對于同一臺發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)，受轉速的影響額定，轉速提高一倍可導致進(jìn)氣噪聲增加10~l5dB（A）。
2、排氣噪聲：
　　排氣噪聲是發(fā)動(dòng)機噪聲中最主要的聲源，其噪聲一般要比發(fā)動(dòng)機整機噪聲高出10~15dB（A）。發(fā)動(dòng)機排氣屬高溫（800~l000℃）、高壓（3~4個(gè)大氣壓）氣體。排氣過(guò)程一般分為兩個(gè)階段，即自由排氣階段和強制排氣階段。發(fā)動(dòng)機廢氣從排氣門(mén)高速沖出，沿著(zhù)排氣歧管進(jìn)入消聲器，最后從尾管排入大氣，在這一過(guò)程中產(chǎn)生了寬頻帶的排氣噪聲。
　　排氣噪聲包含了復雜的噪聲成分：以單位時(shí)間內排氣次數為基頻的排氣噪聲、管道內氣柱共振噪聲、排氣歧管處的氣流吹氣噪聲、廢氣噴注和沖擊噪聲、汽缸的亥姆霍茲共振噪聲、卡門(mén)渦流噪聲及排氣系統內部的湍流噪聲等。
　　影響發(fā)動(dòng)機排氣噪聲的主要因素有：汽缸壓力、排氣門(mén)直徑、發(fā)動(dòng)機排量及排氣門(mén)開(kāi)啟特性等。對同一臺發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機轉速和負荷是影響其排氣噪聲的最主要因素。
　　3、冷卻風(fēng)扇噪聲：
　　風(fēng)扇噪聲由旋轉噪聲和湍流噪聲構成。旋轉噪聲是由于風(fēng)扇的葉片周期性地切割空氣，引起空氣的壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的，以葉片通過(guò)頻率為基頻，并伴有高次諧波。湍流噪聲是由于風(fēng)扇運動(dòng)導致的周?chē)諝獍l(fā)生湍流脫體，使空氣發(fā)生擾動(dòng)，形成氣體的壓縮與稀疏過(guò)程而形成的，是一個(gè)寬頻帶噪聲。
　　冷卻風(fēng)扇噪聲受轉速的影響額定，轉速提高一倍可導致其聲級增加10~15dB（A）。在低速時(shí)風(fēng)扇噪聲要比發(fā)動(dòng)機噪聲低很多，而在高速時(shí)，往往會(huì )成為主要的噪聲源。目前我公司使用的柴油發(fā)動(dòng)機轉速多為1 500轉/分鐘，屬于高轉速油機。
　?。ǘ?、 表面輻射噪聲：
　　燃燒噪聲和機械噪聲很難嚴格區分，通常將由于氣缸內燃燒所形成的壓力振動(dòng)通過(guò)缸蓋、活塞-連桿-曲軸-機體向外輻射的噪聲稱(chēng)之為燃燒噪聲。將活塞對缸套的撞擊，正時(shí)齒輪、配氣機構、噴油系統等運動(dòng)件之間的機械撞擊振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲叫作機械噪聲。一般直噴式柴油機燃燒噪聲要高于機械噪聲，而非直噴式柴油機的機械噪聲則高于燃燒噪聲，但是低速運轉時(shí)燃燒噪聲都高于機械噪聲。
二、 解決噪聲的控制措施：
（一）、空氣動(dòng)力噪聲控制：
　　1、 進(jìn)氣噪聲控制：
　　一般發(fā)動(dòng)機均裝有空氣濾清器，進(jìn)氣噪聲即可有較大衰減，成為次要聲源。而當其它聲源得到進(jìn)一步控制后，進(jìn)氣噪聲有可能成為主要聲源，這時(shí)需考慮采用性能良好的進(jìn)氣消聲器，通常進(jìn)氣消聲器要和空氣濾清器結合，進(jìn)行一體化設計，既能滿(mǎn)足進(jìn)氣和濾清方面的要求，又可使進(jìn)氣噪聲得到有效的控制。
　　2、 排氣噪聲控制：
　控制排氣噪聲最有效的方法是加裝排氣消聲器，實(shí)際情況往往是降噪效果不很理想。分析原因主要是消聲器結構設計不甚合理以及加工工藝存在問(wèn)題，后一個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)提高工藝水平加以改善；前一個(gè)問(wèn)題則涉及消聲器的設計思路。通常消聲器設計主要憑經(jīng)驗，一些設計計算程序是在一些理想假設條件下進(jìn)行的，而在這些假設中實(shí)際影響額定的是忽略氣流的存在，而且是高壓、高溫、高速脈動(dòng)氣流的存在。此種狀態(tài)的氣流將會(huì )影響消聲器內部的聲場(chǎng)分布、聲速、聲的傳播規律等，特別是氣流速度影響更大。氣流影響消聲器性能的主要原因是發(fā)動(dòng)機排氣的高速脈動(dòng)氣流再生噪聲，其次是這種氣流會(huì )沖擊消聲器的管路、殼體、隔板等聲學(xué)元件，進(jìn)而激發(fā)振動(dòng)輻射噪聲。當消聲器結構參數選擇不當，或結構不合理，或加工工藝存在問(wèn)題時(shí)，都會(huì )導致消聲器消聲性能的下降，同時(shí)氣流速度過(guò)高也會(huì )加大消聲器的壓力損失也會(huì )造成消聲性能下降。
　　發(fā)動(dòng)機表面輻射噪聲（燃燒噪聲和機械噪聲）的控制要受到發(fā)動(dòng)機性能方面的種種限制，從技術(shù)角度講難度很大，且降噪量有限。實(shí)踐表明，在結構上采取措施可以一定幅度地降低發(fā)動(dòng)機的表面輻射噪聲，從而降低整機噪聲?？刂频幕敬胧┦窃黾咏Y構剛度和阻尼，使得在同樣的激振力作用下減少結構表面響應。與此同時(shí)，減少輻射噪聲的表面面積，也是控制輻射噪聲的有效措施。
　?。ǘ?、發(fā)動(dòng)機表面輻射噪聲的控制：
（三）、 綜合控制噪聲思路的實(shí)際應用：
　　通常一臺500 kW進(jìn)口機組，機房?jì)鹊脑肼暱蛇_105~108 dB(A)。在不經(jīng)過(guò)治理的情況下，機房外環(huán)境噪聲為70~80 dB（A）或更高，相同功率參數的國產(chǎn)機組噪聲則更大些。目前我國在考核環(huán)境噪聲是否達標時(shí)采用《城市區域環(huán)境噪聲標準》或《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界噪聲標準》，在標準中對應不同區域有不同的噪聲限值。一般在城區多為一類(lèi)區，限值標準晝間為55 dB（A），夜間為45 dB（A）；在郊區多為二類(lèi)區域，相應的限值標準晝間為60 dB（A），夜間50 dB（A）。從對比數據可以看出，需要的降噪幅度很大，對應的控制技術(shù)難度也很大
　　在實(shí)際工作中，由于我公司所選用的都是配置好的發(fā)動(dòng)機整機，機組本身采取控制措施難度很大，而且不現實(shí)?？紤]到油機運轉過(guò)程中一般主要是其噪聲污染周?chē)h(huán)境，因此，如何有效地控制機房?jì)扔蜋C噪聲對外輻射是一個(gè)非?，F實(shí)而且必須解決的問(wèn)題。選擇的方案應能作到既要有效地降低環(huán)境噪聲，又要組織好機房?jì)鹊目諝饬鲃?dòng)，滿(mǎn)足發(fā)電機組運行需要的空氣流量，以保障機組的正常工作。單純降低噪音的外泄而犧牲油機房?jì)鹊目諝饬髁繒?huì )造成油機表面冷卻不均勻，減少油機的發(fā)電容量，影響正常使用。經(jīng)過(guò)多年來(lái)與環(huán)保部門(mén)的合作，對油機房進(jìn)行消噪聲處理，積累了一些治理經(jīng)驗，主要是必須根據具體的機房項目來(lái)確定相應的控制方案，這其中應考慮機房所在區域的環(huán)境標準，機房圍護結構形式及油機機型、功率、冷卻風(fēng)量等因素。綜合控制的核心是等隔聲概念，即用一封閉的圍護結構將機組與外界隔離開(kāi)來(lái)，減少聲源對外的聲輻射。所謂等隔聲概念就是整個(gè)圍護結構的各個(gè)部分（如土建結構部分和門(mén)、窗等部分）的隔聲量應相當。為機房與外界相通而預留的通道（如冷卻風(fēng)扇出口、發(fā)動(dòng)機排氣出口、機房通風(fēng)換氣口等）必須設計成消聲通道，其插入損失也應與圍護結構的隔聲量相當，只有這樣做才可保證機房外的環(huán)境噪聲達標?！　∥覀內砸砸慌_500 kW進(jìn)口機組為例，油機房室內墻面設計為貼吸音板，同時(shí)用吸音板吊頂，經(jīng)過(guò)這樣的吸聲處理后既增加了圍護結構的隔聲量，又可降低油機房?jì)鹊幕祉懧?，一般可?~5dB（A）的效果。對于發(fā)動(dòng)機噪聲中的高頻噪音，因其波長(cháng)短，采用阻擋的方式即可達到目的。由于發(fā)動(dòng)機噪聲中低頻成分更為豐富，單純阻擋不能達到滿(mǎn)意效果，因此消聲通道應選用阻抗復合結構，借助抗性結構的消聲特性來(lái)控制低頻噪聲的傳播。經(jīng)過(guò)有效控制的機房噪聲都可在保證機組正常運轉情況下滿(mǎn)足相應的環(huán)保標準要求，達到晝間為55 dB（A），夜間45 dB（A）。這一點(diǎn)在我們以前的工作中己得到證實(shí)。
　　現由于電話(huà)局油機房沒(méi)有統一的標準，在土建施工階段因土建設計單位對通信電源設備的性能了解得不透徹，造成油機房布局和進(jìn)、排風(fēng)口安排不合理，在后期對油機房進(jìn)行消噪音處理時(shí)難度加大和投資量增多。例如我們以前治理過(guò)的某個(gè)油機房其進(jìn)風(fēng)口外為防火通道，不能占用，進(jìn)風(fēng)消音器只能安裝在油機房?jì)?，而油機房?jì)炔靠臻g設計又過(guò)小，就造成進(jìn)風(fēng)消音器距發(fā)電機組過(guò)近，維護人員操作起來(lái)很不方便。為減少上述問(wèn)題的出現和節約消噪音處理時(shí)的投資，通過(guò)總結以往的工作經(jīng)驗，建議今后油機房建設最好采用以下方案：盡量減少油機房門(mén)和窗戶(hù)的數量，避免油機噪聲的泄漏；盡量加大油機房進(jìn)風(fēng)口距油機基礎的距離，延長(cháng)消音距離，最好建設進(jìn)風(fēng)小室；在油機排風(fēng)口外增加擴張室并盡量延長(cháng)油機房擴張室的排風(fēng)距離。
　　若能采用以上方案可以使油機房布局更規范、更合理，后期消噪音控制更加簡(jiǎn)便，使施工模式化，便于管理工作，在投資更少的情況下，達到環(huán)保要求。