柴油发电机的消音处理

柴油发电机的消音处理
一台发电机组当其运行转速在 1500rpm 时，在距离机组一米处将会产生 105 分贝的噪 音，为避免噪音传出机房，消音工程应包括以下几个环节。1、机房初入门吸声隔声处理；
2、进排风系统及废气排放系统设计消音风槽， 3、并对排气管道进行隔声包扎。 既可以减少机组热量散发到机房内，又可以降低机组的工作震动，从而达到衰减噪音 的目的
柴油机噪声可分为空气动力性噪声、燃烧噪声和机械噪声三部分。 空气动力性噪声分为排气、进气和风扇噪声，其中以排气噪声为主。距离排气口 0.5 米 处声级可达 115∽128dBA。此项噪声采用消声器处理最为有效。消声器可以和滤清器复 合使用 直喷燃烧室的燃烧噪声常成为柴油机的主要声源。改变喷嘴的提前角等措施可以有效 降低燃烧噪声 机械噪声则主要是曲轴、连杆、齿轮等构件的活动部部分相互碰撞和磨擦产生。机械 噪声的控制，应在设计阶段就采取措施。比如缩小缸径，提高行程缸径比，降低标定转 速，研制低噪声柴油机。 我国柴油机噪声表标准（GBn259—86：中小型柴油机的噪声限值；机电部部标 JB/NQ51—87：中小型柴油机质量分等标准），对柴油机噪声控制工作起到了积极推动作 用
电能的机电一体化设备，在现代化程度日益提高的今天，特别是随着计算机网络以及通信事业的蓬勃发展，设备对于 展空间，但是柴油发电机组在为人们提供便利的同时，也因为机组的噪声直接影响着人们的身体健康、工作和生活。 重介绍一下柴油发电机组噪声的发生及解决方法。 生非常复杂，从产生的原因和部位上来分：1、排气噪声；2、机械噪声；3、燃烧噪声；4、冷却风扇和排风噪声；5、

声，是发动机噪声中能量最大，成分最多的部分。比进气噪声及机体辐射的机械噪声要高得多，是发动机总噪声中最 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
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，其中最为严重的有以下几种：活塞曲柄 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
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 缸压力级则相对易于传出。
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， 过排风的通道辐射出去的。
的新风供应，一方面保证发动机的正常工作，另一方面要给机组创造良好的散热条件，否则机组无法保证其使用性能 同时机组的机械噪声、气流噪声也可以通过这个进风通道辐射到机房外面。
引起的电磁噪声，以及滚动轴承旋转所产生的机械噪声。 对于发电机组的噪声采用以下两种处理方法： 型机组（其噪声在 80db---90db）。 处理，主要有以下方法：
分别做隔音墙体，进风通道和排风通道内设置消音片。在通道内有一段距离进行缓冲，这样就能降低声源从机房内向 铺设吸声系数高的吸、隔声材料，主要用来消除室内混响，降低机房内声能密度及反射强度。为防止噪声通过大门向 器的基础上安装特制二级消音器，可以保证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 以达到用户的要求。 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。

)的噪声，如果没有采取必要的降噪措施，机组运行的噪声，将对周围环境造成严重损害。为了保护和改善环境质量， 业混杂区及商业中心区）昼间 60db(a)、夜间 50db(a)；三类标准（适用于工业区）昼间 65db(a)、夜间 55db(a)。通 产工艺工业化生产的降噪消声装置对进、排风通道和排气系统进行了降噪处理，确保机组在满足通风条件，也即不降 噪声工程设计规范。
组结构型式和尺寸、运转工况的不同，各个发声源对总噪声的影响是不同的，一般情况下，机组各类噪声大致按如 的最大噪声成分及其频率特性，采取有关技术措施，将各声源的噪声级尽量降低到大致相同的水平，其中容易降低的 起来考虑。 施：
多的部分。它的基频是发动机的发火频率，在整个的排气噪声频谱中应呈现出基频及其高次谐波的延伸。
所产生的喷注噪声。 下所产生的再生噪声形成了连续性高频噪声谱，频率均在 1000hz 以上，随气流速度增加，频率显著提高。 。其噪声一般要比发动机整机高 10-15db（a），是首先要进行降噪控制的部分。消声器是控制排气噪声的一种基本方
器和抗性消声器两大类： 消声器）是利用多孔吸声材料，以一定方式布置在管道内，当气流通过阻性消声器时，声波便引起吸声材料孔隙中的
声器）是利用不同形状的管道和共振腔进行适当的组合，借助于管道截面和形状的变化而引起的声阻抗不匹配所产 窄带噪声和低、中频噪声的消减。 个波纹减震节、一个工业型消声器和一个住宅型消声器的组合，有效地隔断了排气震动和排气噪声的传播。同时，对
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，其中最为严重的有以下几种： 声）； ）； 的频谱）；
声。在气缸内燃烧噪声（尤其是低频部分）声压级是很高的，但是，发动机结构中大多数零件的刚性较高，其自振频 中高频段的气缸压力级则相对易于传出。
般采用高效减震胶垫，现在这一部分技术已经非常成熟。经过隔震处理，机组表面的震动被有效隔断。 减少声源对外的辐射，个别对噪声指标控制特别严的机房还要在内墙和天花粘贴高效吸音材料，使噪声源在传出机房
转噪声由旋转风扇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，由于气体具 很大，气流噪声、风扇噪声和机械噪声经此通道辐射出去。 计一个好的排风吸音通道，这个吸音通道可由导风槽和排风降噪箱组成，也可由导风槽和一至几组的吸音挡板组成。 、排风通道的长度、宽度等参数来提高吸音效果。在设计排风吸音通道时，要特别注意排风口的有效面积必须满足机

进气系统包括机组的进风通道和发动机的进气系统。进风通道和排风通道一样直接与外界相通，空气的流速很大，气 力波动所形成，其噪声频率一般处于 500hz 以下的低频范围。 高，因此其进气噪声明显高于非增压发动机。涡轮增压器的压气机噪声是由叶片周期性冲击空气而产生的旋转噪声和 空气滤清器，其本身就具有一定的消声作用。考虑到进气噪声相对较低，故对发动机的进气系统一般不做另外处理。 的进气系统和机组的冷却系统有足够的新鲜空气吸入； 叶窗 + 导风槽 + 消声挡板的组合，如果有充足的空间，也可采用进风百叶窗+降噪箱的组合。 虑到机组正常运行时所需的最低进、出风量标准以及排放背压不能超出额定许用背压值等因素，否则将会严重影响到 面积，从降低风阻考虑，排风口离前面障碍物的距离应大于等于 600-2000，机组进风量应大于机组的排风量和燃气量 进排风通道消声箱的长度和选用的吸音材料决定。 围（主要为消声量峰值的频率范围）及阻力损失三大指标，此外消声器还应具有好的结构刚性、防止受激振而辐射再
240mm 的隔墙隔开；墙壁上开三层防爆玻璃观察窗（玻璃厚度量 4-5mm），外面两层玻璃的间隔应大于 100mm，面向 层夹板制成的隔音门。若做成一个门洞两扇隔音门，则降噪效果更佳。
值见表 1
机组标准配置的波纹避震节、工业型消声器等同于同管径的直管， 相加后用排气管背压的计算公式计算背压，可使整个计算 声器的计算。

.1 5
.7 8 .1 7 4
头（m/每个弯头） 90 度弯头（m/每个弯头） 3.5 4 5 6 7 8
10 12 14
流速 v 管
0.57 0.65
0.81 0.98 1.22 1.39 1.74 2.09 2.44

出的管流速值从图 1（流速/阻力曲图）查出消声器的阻力值 f 阻，则排气背压 273
2，排气量 41.8m3/min=0.697m3/s ，见 volvo 销售手册)
值 f 阻=90（毫米水柱） =540℃(见 volvo 销售手册) t＋273 = 90×673×9.8×10-3 =1.055(kpa) 540＋273 ，一波纹管避震节，2 个 90°弯头，总长度 3 米，管径 φ 108 ，其背压为 p 排 1，则当量长度 l1=3+2×1.52=6 米（ ×10-3 d15（ 米 ） t+273 = 6.32×6×0.6972 × 1 ×10-3 =1.54(kpa) 0.1085 540+273 弯头 5 个，管径 φ 165 ，则当量长度 l2=30+5+2 .28=41.4(米) ×10-3 d25（ 米 ） t+273 = 6.32×41.4×0.6972 × 1 ×10-3 =1.28(kpa) 0.1655 540+273 28=2.82(kpa) .875(kpa)
一般能达到 60db(a)的水平，随着降噪工程技术的不断进步和新型高校吸音材料的应用，柴油发电机组工作时噪声扰
柴油发电机消音方法措施：
1. 将消音工程机房建成全封闭式隔声机房，机房的墙体均砌 240mm 砖墙，且 双面批荡。砖墙（240mm）的平均隔声量为 50.9dB（A）。
2. 消音工程机房内作吸声处理，墙壁及天花均铺设 50mm 厚、容重 32kg/m3 的吸音材料， 外包玻璃丝布，并用穿孔铝板作护面板（穿孔率＞25%）， 可直接吸收噪音 5--10dB(A)。
3. 柴油发电机组消音工程机房大门（靠近外界）均选用国标 J649（二）隔 声门，规格为 1500X2000X100，其隔声量为 35dB(A)。
4. 发电机组本身配有橡胶垫块用作减振措施，一般来说已满足设计要求，不 需另作处理。
柴油发电机噪声处理工程技术规范

2009-10-14
1 适用范围 本标准规定了柴油发电机噪声处理工程的设计、施工、验收以及运行管理的技术要求，可作为 环境影响评价、可行性研究、设计施工、环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。
2 规范性引用文件 （1）环境保护有关法律法规 （2）《声环境质量标准》（GB33096-2008） （3）《工业企业厂界环境噪音排放标准》（GB12348-2008）
3 总体设计 （1）发电机噪声应达到国家标准《城市区域环境噪声标准》（GB 3097-93）中各区域类别 相应的噪声排放标准。 （2）应根据企业柴油发电机的位置、机房空间结构、发电机功率和数量等实际情况确定柴油 发电机噪声处理工程的处理规模和处理工艺，做到保护环境、经济合理、技术可靠。 （3） 处理工程技术方案的选择应符合环境影响评价报告书批复文件的要求，柴油发电机噪声 处理后应稳定达到有关国家和地方排放标准的规定。
4 工艺技术要求 柴油发电机噪声主要包括发动机的排气噪声、进气噪声、燃烧噪声、连杆及活塞、齿轮等运动 件在工作时的往复高速运动和撞击而产生的机械噪声、冷却水排风扇气流噪声。柴油发电机组的综 合噪声很高，根据功率大小，一般高达 100-125dB(A) 柴油发电机噪声治理方法包括进风、排风、燃气排气通道的消声处理、机房内的吸声处理、机 房的隔声处理等。

1 柴油机；2 自配排烟消声器；3 冷却风扇；4 柔性接头；5 排风消声器；6 排风百叶窗； 7 隔声门；8 进风百叶窗 II；9 进风消音器；10 进风百叶窗 I；11 吸音天花；12 吸音壁；13 烟 尘净化器；14 循环水箱；15 喷淋水泵； 16 油箱。 图 1 柴油发电机(风冷式)噪声治理平面示意图
1 柴油机；2 自配排烟消声器；3 冷却风扇；4 柔性接头；5 排风消声器；6 排风百叶窗； 7 隔声门；8 进风百叶窗 II；9 进风消音器；10 进风百叶窗 I；11 吸音天花；12 吸音壁；13 烟 尘净化器；14 循环水箱；15 喷淋水泵。 图 2 柴油发电机（风冷式）噪声治理工艺立面图
4.1 机房隔声治理 机房隔声治理主要措施有将门窗设为隔声门窗，若机房外墙为 24 以上砖墙，且砌体间灰浆饱 满，墙体两面水泥砂浆抹面，其隔声量可达到要求，否则要加强墙体隔声能力，一般是在机房内墙 体上铺贴高容重岩棉并以冲孔板作饰面，作为隔声体和吸声体，增加墙体隔声功能和降低机房内混 响声。机房隔声治理最关键的要求是密封严实，特别注意电缆沟、管道沟的密封。 隔声间与声闸：在发电机房内四壁铺贴吸声墙体，屋顶安装吸声吊顶，使其成为隔声效果良好 的隔声间及降低机房内混响声。另外，将发电机房门改装成隔声门，隔声门要有足够的隔声量，一 般采用多层隔声结构，门缝做成斜企口(见图 3)，用工业毛毡密封。有条件的在发电机房入口处安 装双层隔声门，并在门斗内铺贴吸声墙体，使其成为声闸，进一步提高门的隔声量(见图 4)。

4.2 机房进、排风消声处理 防止机房内噪声通过进排风口向外辐射，进排风应设通风道，在通风道内安装阻性折板式消声 器。一般安装二级折板式消声器，消声器风速 5-6m/s。风速越小，要求消声器的过风面积大，消 声器占地大，造价高，风速过大会产生再生噪声，且消声器阻损大，影响发电机负荷。对安装在地 下室的柴油机组，由于实际噪声治理工程中，柴油机通常安装在地下室，场地狭窄，工程设计时应 注意进排风通道的阻损。此外，进风消声器过风面积除机组冷却风量外，还要包括机组燃烧空气量 4.3 排烟噪声治理 柴油发电机排烟噪声是发电机组最突出的噪声，机组出厂时配有排烟消声器，其消量一般为只 有 15-20dB(A)，需要增加二级排烟消声器才能使噪声排放达到要求。柴油机排烟具有高温、高压 高速的特点，排烟噪声也非常复杂，排烟一般采用阻性消声器，为了防止消声器壳体受烟气冲击产 生振动激发噪声，消声器外壳做成阻性壳体。由于对发电机烟气排放环保已有治理要求，如果是采 用碱法喷淋净化工艺，可利用喷淋塔的内部结构同时达到消声的目的，取消安装二级排烟消音器， 这样可减少发电机烟气排放系统的阻力，降低对发电机输出功率的影响。 阻性消声器：以结构简单、阻力较小的片式消声器为主。传统的片式消声器是由多个狭矩形管式消 声器并联而成，单个通道的消声量即为该消声器的消声量(见图 3)。单个通风孔道的宽度取 100-200mm 为宜，而单个孔道的面积取 0.3-0.4 m2 为宜。消声器宜采用近似传统的蜂窝式消 声器的形式，见图 3。将原有片式消声器的通风孔道分为两格，在保证通风面积的同时，减小单个 通风孔道的尺寸，提高消声器的消声量。

燃气排气消声器：柴油发电机组发电时燃烧柴油所排放的烟气噪声呈明显的低频宽带特性，宜 采用抗性消声器和阻抗复合式消声器(见图 5)。
图 7 内插管双室扩张室消声器示意图
4.4 机房内吸声处理 在机房室内进行吸声处理，四壁铺贴吸声墙体、屋顶安装吸声吊顶或悬挂空间吸声体。吸声材 料一般采用玻璃棉或岩棉，面板采用穿孔金属板，吸声体材料须满足阻燃防火要求。表 1 给出了离 心玻璃棉各频率吸声系数。 表 1 离心玻璃棉各频率吸声系数

墙体吸声处理：机房内侧墙体可采用 85mm 厚离心玻璃棉板吸声，如图 8 所示。中频噪声主 要通过 4mm 厚空气层吸收。机房内份额较少的低频噪声通过砖墙吸收。此外，在内侧墙放置矿棉 板，下部放置一圈木制层板，低频噪声对空气产生的振动，通过层板的“颤动”被部分吸收。
图 8 吸声墙体示意图（为符合防火要求,此图木筋应该为角铁） 吸声天棚：以机房噪声峰值 250Hz 作为设计频率，用小孔板来消除该频率处噪声；将 80mm 厚吸声层与小孔板组成复合吸声结构，见图 7，其尺寸为 1m×1m×0.2m；按屋顶有效面积的 40％ 布置吸声体，用∠20 角钢在房梁上搭成网架，按图 8 位置将复合吸声体吊挂在网架上，离屋顶约 700mm，要求美观、平整。