降低柴油发电机房噪声的主要方法

摘要：噪声的产生非常复杂，噪音按传播途径主要分为结构传声、空气传声及驻波，其中驻波危害较重。结构传声是指安装在大楼内的柴油发电机通过居住大楼的基础结构大梁、承重梁将低频振动的声波传导到远处。气传声是指低频噪音通过空气直接传播到各处。驻波是指低频噪音在传播过程中经过多次反射形成驻波，低频噪音在波腹中的振幅较强，对人的健康危害较重。无论是哪种噪声污染，必须都以严格的降噪措施对其进行控制，避免其传播至室外区域。

一、柴油发电机组噪声源

根据柴油发电机组的工作原理，其噪声的产生非常复杂，从产生的原因和部位上来分：

1、排气噪声

排气噪声是一种高温、高速的脉动性气流噪声，是发动机噪声中能量较大，成分较多的部分。比进气噪声及机体辐射的机械噪声要高得多，是发动机总噪声中较主要的组成部分。它的基频是发动机的发火频率。排气噪声的主要成分有以下几种：周期性的排烟引起的低频脉动噪声、排烟管道内的气柱共振噪声、汽缸的亥姆霍兹共振噪声、高速气流通过气门间隙及曲折的管道时所产生的噪声、涡流噪声以及排烟系统在管道内压力波激励下所产生的再生噪声等，随气流速度增加，噪声频率显著提高。

2、机械噪声

机械噪声主要是发动机各运动部件在运转过程中受气体压力和运动惯性力的周期变化所引起的震动或相互冲击而产生的，其中较为严重的有以下几种：活塞曲柄连杆机构的噪声、配气机构的噪声、传动齿轮的噪声、不平衡惯性力引起的机械震动及噪声。柴油发电机组强烈的机械震动可通过地基远距离传播到室外各处，然后再通过地面的辐射形成噪声。这种结构噪声传播远、衰减少，一旦形成很难隔绝。

3、燃烧噪声

燃烧噪声是柴油在燃烧过程中产生的结构震动和噪声。在汽缸内燃烧噪声声压级是很高的，但是，发动机结构中大多数零件的钢性较高，其自振频率多处于中高频区域，由于对声波传播频率响应不匹配，因为在低频段很高的汽缸压力级峰值不能顺利地传出，而中高频段的汽缸压力级则相对易于传出。

4、冷却风扇和排风噪声

发电机组风扇噪声是由涡流噪声和旋转噪声组成的，旋转噪声由风扇的叶片切割空气流产生周期性扰动而引起；涡流噪声是气流在旋转的叶片截面上分离时产生的，由于气体的粘性引起的旋涡流，辐射一种非稳定的的流动噪声。排风噪声、气流噪声、风扇噪声、机械噪声均是通过排风的通道辐射出去的。

5、进风噪声

柴油发电机组在正常工作的时候需要有足够的新风供应，一方面保证发动机的正常工作，另一方面要给发电机组创造良好的散热条件，否则发电机组无法保证其使用性能。发电机组的进风系统基本包括进风通道和发动机本身的进气系统，发电机组的进风通道必须能够使新风顺畅的进入机房，同时发电机组的机械噪声、气流噪声也可以通过这个进风通道辐射到机房外面。

6、发电机噪声

发电机噪声包括定子和转子之间的磁场脉动引起的电磁噪声，以及滚动轴承旋转所产生的机械噪声。

图1  柴油发电机组的噪声危害

二、降低噪声的主要方法

噪音控制在技术上虽然现在已经成熟，但由于要采取噪音控制的企业和场所为数甚多，因此在防止噪音问题上，必须从技术、经济和效果等方面进行综合权衡。

1、隔振

将振动源与环境通过隔振措施，使设备产生的激振力被减振装置所隔绝，使固体声得到有效抑制。

2、吸声

声波在传播过程中，遇到各种材料时，会发生一部分声能被反射，一部分声能被吸收现象。通过对声能的吸收，降低机房内的混响声，从而达到整体降低噪声的效果。

发电机组的噪声级一般在94dB，安装于四面光滑的机房内，机房内的噪声级可达到103~105dB，因此，在机房的四周墙体及天花做吸声体，吸收部分声能，减少由于声波反射产生的混响声。

3、消声

在声波入射到多孔材料时，即可激起小孔或纤维的空气运动，紧靠孔壁或纤维表面的空气，因孔壁的影响，产生粘滞作用，使声波与多孔材料产生摩擦使声能转化热能，从而得到衰减。机房作为一个相对密闭的环境，进排风口作阻尼消声，降低噪声的外泄。消音器的消声量可达25dB/m。

4、隔声

声波在空气中传播过程中，因扩散与障碍物的阻挡作用，声能影响局限于声源附近，从而起到阻隔噪声源的作用，如隔声门、隔声窗等。

三、降噪具体方案

根据对柴油发电机组的噪声分析，一般对于机房降噪需要对以上的噪声产生原因分别作处理，主要有以下方法：

1、墙面和吊顶

为减少室内的反射混响声，内壁及天花板上需采用隔音板进行装饰。隔音板内部填充有多孔性吸音材料，该材料的孔眼面积至少占总面积的20%-25%，板壁为微穿孔铝板，开孔率为10%-20%。采用复合阻性吸声原理，使室内的声波经铝合金孔板衰减后在精细玻璃纤维棉中被吸收。对室内墙面、吊顶敷设吸音棉和铝合金吸音孔板(装饰扣板600*600*6)，以降低室内产生的反射混响声，将剩余的变压器噪音消失在室内。吊顶降噪吸声距顶300MM，四面墙面降噪吸声做到地面。

2、防火门隔音的改造

为提高防火门的隔音效果，在防火门的内部贴一层进口隔音棉，在防火门的下端加一门槛，并在防火门四周用密封胶条做密封处理，以减小噪声从门传出。

3、安装二级消音器

排烟系统在原有一级消音器的基础上安装特制二级消音器，可以保证发电机组排烟噪声的有效控制。排烟管长度超过10米就要加大管径，以减少发电机组排气背压，以改善发电机组的噪声及背压。

4、通风降噪措施

（1）排气噪声处理

排气噪声消减直接利用排气消声器；排风、进气噪声利用进排风消音间；对室内砖墙的特殊加工甚至内墙铺设隔音片，配置室内防音门有效隔断机械、等噪声的对外传播；利用隔音墙等措施保证控制室工作环境。在其室内做墙面吊顶消音。具体的操作方法如下：

这部分我们设计了良好的排风吸音通道，在排风口处设计一个排风消声道，并在排风消声道内及四周做吸音处理。消声道上留一排风口，使热风从排风口排出。当气流通过时，声波便引起孔隙中的空气和细小纤维的振动。由于摩擦和粘滞阻力，声能变为热能而吸收，从而起到消声作用。

（2）排气噪声处理

同样进风通道也采用相同的降噪声方法，从进风消声通道将新风引进室内。并在进风口处加装防鼠、防异物百叶窗，在室内进风通道墙体内口及四周做吸音处理。

机房降噪一般要求机房内有足够的空间，假如用户不能提供一个足够面积的机房，降噪的效果就会大受影响。既能保证控制噪声、又能使发电机组的正常工作，必须在机房内设置进风通道、排风通道及工作人员的操作空间。

图2  柴油发电机房隔音降噪方案

总结：

总之，本方案既能有效地降低发电机所产生的环境噪声，又能满足室内的低频反复折射所产生的噪声及室内空气流通。综合控制的核心是等隔离声概念,即用一封闭的围护结构将发电机组与外界隔离开来,减少声源对外的声辐射。室内墙面设计为贴吸音棉，同时用吸音扣板吊顶，经过这样的吸声处理后既增加了围护结构的隔声量，又可降低室内的混响。对于发电机噪声中的高频噪声，因其波长短，采用阴挡的方式即可达到目的。由于发电机所产生的噪声单纯靠阻挡不能达到满意效果，因此需对室内墙面做消声结构处理。经过以上这些处理，使噪声在保证发电机正常工作的同时满足相应的环保标准要求。