柴油發(fā)電機噪聲發(fā)生及解決方法分析

劉志軍

【摘 要】城市發(fā)展對環(huán)境提出新要求，柴油發(fā)電機是城市持續(xù)運行中保障性供電措施，但是其自身噪聲較大，產(chǎn)生大量噪聲污染，影響周圍環(huán)境穩(wěn)定。為滿足備用電力供應(yīng)穩(wěn)定，需分析柴油發(fā)電機噪聲的實際發(fā)生，針對其發(fā)生出對應(yīng)解決措施，提高城市環(huán)境整體水平。

【關(guān)鍵詞】柴油發(fā)電機；噪聲；解決方法；環(huán)境污染

國民經(jīng)濟發(fā)展帶動電力需求增長，為環(huán)節(jié)供電緊張，確保一些重要機關(guān)供電穩(wěn)定，發(fā)電機房大多配置有緊急柴油發(fā)電機[1]。但是，柴油發(fā)電機自身運行中噪聲大，對周圍環(huán)境影響大。為解決柴油發(fā)電機這一問題，下文對其降噪處理詳細分析，為實際優(yōu)化柴油發(fā)電機奠定堅實的基礎(chǔ)。

1.柴油發(fā)電機噪聲源分析

柴油發(fā)電機運行中，噪聲產(chǎn)生部位及原因具有差異性，大致的可分為：進氣、燃燒、排氣、機械、電磁及冷卻扇噪聲。

1.1進氣噪聲

柴油發(fā)電機在機房中需大量新鮮空氣維持工作，為避免柴油發(fā)電機工作溫度過高，需具備良好散熱，因此，進氣系統(tǒng)在柴油發(fā)電機整個工作中都持續(xù)運作。進風通道確保新風進入機房，以通道將機械噪聲及氣流噪聲傳遞出去，造成進氣噪聲[2]。

1.2排氣噪聲

排氣噪聲是排氣管中氣柱共振導致，一些氣缸共振、高速氣流經(jīng)曲折管道及氣門間隙也會導致噪聲產(chǎn)生。此外，排期中管道壓力擠壓將產(chǎn)生再生性噪聲。排氣噪聲自身噪聲能量大、成分較多，受發(fā)動機發(fā)火頻率影響大。

1.3燃燒噪聲

燃燒噪聲是柴油發(fā)電機燃油中結(jié)構(gòu)振動導致的噪聲出現(xiàn)。

1.4機械噪聲

機械噪聲是機組發(fā)動機自身運作中受本體原理影響和運用連貫性影響，產(chǎn)生振動，發(fā)生噪音。一般傳動齒輪、活塞曲柄聯(lián)動機、配氣結(jié)構(gòu)都會產(chǎn)生噪聲。機械噪聲多是發(fā)動機自身振動導致，其噪聲危害打、傳播范圍廣，對環(huán)境影響較大。

時下，工程項目多在柴油發(fā)電機前裝配配套軸流式冷卻風發(fā)電機，其空氣脈動將產(chǎn)生大量噪音，引起附近居民不適。

1.5電磁噪聲

發(fā)電機定子及轉(zhuǎn)子形成磁場脈沖，引起電磁噪聲

1.6冷卻扇噪音

扇葉切割空氣，產(chǎn)生周期噪音，和排氣、機械等輻射噪音有一定區(qū)別。

2.降噪方式

降噪可以從以下幾種方式實現(xiàn)：減低噪聲源；注重傳遞途徑隔離；保護噪聲接受者?？蓮倪@三角度分析，降低噪聲對周圍環(huán)境的影響。

2.1隔聲降噪方式

設(shè)計低噪聲機組，將噪聲和外界進行有效隔離，可以在柴油發(fā)電機外部安裝隔聲罩，限制噪聲傳播。

（1）降噪原則

采用隔聲罩設(shè)計，其實際固有頻率設(shè)計不能和和噪聲頻率基本吻合，將噪聲能力充分的控制在隔聲罩當中，避免隔聲罩和噪音振動頻率一致，不能起到良好的隔音效果。隔聲罩 設(shè)計中，需確保結(jié)構(gòu)實際頻率和噪聲入射頻率的差異性。

隔聲罩結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，采用材料組合，提高質(zhì)量。材料交匯中，可以反射一部分噪聲。同等厚度隔聲罩上，多采用兩種以上的隔聲材料進行設(shè)計，起到良好隔音效果。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計

隔聲罩可采用不同形式腎寶合劑，以金屬板和吸濾材料組成，吸濾材料以玻璃毛氈、泡沫、塑料為首選，也可選擇超細玻璃棉輔助設(shè)計。

柴油發(fā)電機自身隔聲罩空間較小，實際散熱能力不理想，機組運行中，隔聲罩內(nèi)溫度偏高，將影響柴油發(fā)電機整體性能，甚至影響其運行安全。在隔聲罩設(shè)計上，還要考慮其傳熱性。玻璃毛氈自身不易燃燒，頻率區(qū)處于250-1000Hz吸聲能力較好，可首選玻璃毛氈為主要材料。泡沫材料易燃性較好，選擇泡沫材料設(shè)計，需加入阻燃材料，保障安全性。

隔聲罩設(shè)計一層金屬板及兩層吸聲材料，組合中，以不同吸聲材料組合，確保兩材料在不同頻率區(qū)有互補性吸聲系數(shù)，提高吸聲效果[3]。

可以采用隔聲板加吸聲材料方式，兩層隔聲板厚度和材料厚度區(qū)分開，以材料界面消耗噪聲，利用屏障材料，對不同噪聲起到隔離效果。

2.2消聲器降噪

采用消聲器方式降低噪音，主要針對發(fā)電機進氣噪音及排氣噪音。在進排氣處安裝消聲器，實現(xiàn)合理降噪。消聲器以阻性、抗性及阻抗符合三種結(jié)構(gòu)：

（1）阻性消聲器

噪聲聲波經(jīng)消聲器，材料將噪聲轉(zhuǎn)化為熱能，實現(xiàn)消聲。阻性消聲器性能受吸聲材料影響大，考慮柴油發(fā)電機噪聲頻率屬中低頻，吸聲材料低頻吸聲效果差，不易采用阻性消聲器建設(shè)。但是對消減增壓柴油機進氣噪音而言，其有天然優(yōu)勢。

（2）抗性消聲器

針對聲波濾波制作的抗性消聲器，其吸聲效果受尺寸及形狀影響大，膨脹室存在有限長管道，適當組合，以管道界面變化沿管道傳播頻率反射出去，部分噪聲無法通過消聲器?？剐韵暺饔糜谥械皖l噪聲消除，在柴油機排氣消聲上可推廣應(yīng)用。

（3）阻抗復合消聲器

阻抗復合消聲器結(jié)合阻性消聲器及抗性消聲器特點，其能夠在較寬頻率上實現(xiàn)良好消聲效果。

3.柴油發(fā)電機低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1機組通風設(shè)計

在機組結(jié)構(gòu)中，分析散熱及空氣補充，一方面柴油機冷卻風扇鼓風，帶走艙內(nèi)熱量，補充空氣，可在隔聲罩加裝百葉窗進風口。另一方面可在隔聲罩上加裝換氣扇，發(fā)電機鳳展附近設(shè)置進風口，滿足柴油機排風需求。

3.2排風道降噪

機組運行中，設(shè)計需考慮降噪風道。風道界面以折現(xiàn)為主，形成對噪聲的反射降噪；風道中設(shè)置吸聲材料，吸收部分噪聲；風道及機組工作艙設(shè)計可拆卸模式，利于維護。

3.3發(fā)電機布局

機組運行熱量不易排出，導致工作艙溫度較高，影響使用壽命，需將控制屏隔離工作艙，避免電器元件老化嚴重。對消聲器工作溫度正常的，可在隔音罩設(shè)置消聲器，將消聲器排氣尾管引導外部，提高吸聲效果。

4.結(jié)束語

綜上所述，對柴油發(fā)電機噪聲發(fā)生及解決方法分析，應(yīng)對柴油發(fā)電機噪聲源詳細分析，了解進氣、燃燒、排氣、機械、電磁及冷卻扇噪聲組成，在此基礎(chǔ)上分析不同降噪方式：隔聲降噪方式；消聲器降噪。最后對柴油發(fā)電機低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計，分析機組通風設(shè)計、排風道降噪、發(fā)電機布局等內(nèi)容，以此確保柴油發(fā)電機運行穩(wěn)定，減輕其對周圍環(huán)境的影響。

參考文獻：

[1]熊振華. 柴油發(fā)電機房噪聲及其控制辦法[J]. 通信電源技術(shù)，2016，33（2）：158-159.

[2]董秋蘇. 狹小艙室內(nèi)柴油發(fā)電機組噪聲測量及評定[J]. 船舶標準化工程師，2017，50（4）：59-63.

[3]劉賀，李玉海，魏莉. 泡沫鋁在200千瓦柴油發(fā)電機組中降噪的應(yīng)用研究[J]. 沈陽理工大學學報，2016，35（4）：88-91.

（作者單位：黑龍江外國語學院）