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柴油发电机组的主要噪声源

柴油发电机组的主要噪声来源于发动机和交流同步发电机两点部分。

一、柴油机的主要噪声源

柴油机的主要噪声由气体动力噪声(进气噪声、排气噪声和冷却风扇噪声)、表明噪声(燃烧噪声、机械噪声、活塞敲击噪声、配气结构噪声和齿轮噪声)两部分组成。对最强噪声圆采取降噪的措施,是噪声控制的关键。

二、发电机的主要噪声源

发电机运行时通常有多种噪声源同时存在,不同的噪声是由发电机不同的零部件所产生。这些噪声由空气动力噪声、电磁噪声、机械噪声、轴承噪声和电刷噪声等。

对最强噪声圆采取降噪的措施,是噪声控制的关键。


柴油发电机组噪声源的识别

一、柴油机噪声的分析与识别

噪声源识别就是在同时有许多噪声源或包含许多振动发声部件的复杂声源情况下,为了确定各个声源或振动部件的声辐射性能,区分并确定主要噪声源并根据它们对声场作用加以分析而进行的测量和分析。通过噪声源识别可以有针对性地采取控制措施,取得良好地降噪效果。因此噪声源识别是整个噪音控制的根本。

传统的噪声源识别方法主要有人耳主观评价法、装置部分运转法、铅包覆法、近场测量法等几种。声强法是近年来发展起来的噪声源识别的新方法之一。随着测试与分析技术的发展,出现了表面振速测量法、相关分析和相干分析法、倒谱分析法等。

二、发电机噪声的分析与识别

电机噪声和振动的测试根据其目的可分为两类。一类是研究性测试,测试的目的一是为了验证电机噪声和振动性能是否达到要求;二是为了分析噪声和振动的原因;三是为了验证抑制电机振动和噪声所采取的方法及措施的效果。另一类为鉴定性测试,测试的目的是检查电机噪声和振动水平是否达到了标准的要求,即电机质量的鉴定。

评价一台电机噪声的大小,测出噪声级就可以,但为了有效控制电机噪声,必须首先准确地找到其发声地主要部位和发声地声源,并确定起决定性作用地声源,以便采取有效措施,通常采用按测点位置大致区分各类噪声声源地方法。

一般情况下,噪声鉴别都要记录电机地噪声声谱,包含通风、电磁、轴承及机械噪声等。


低噪音柴油机设计的基本原则

1、应将柴油机各发声源单独发声时的噪声,降低到大致相同的程度,其中容易降低的,应降低得多一些。

2、必须首先降低进、排气噪音,应采取有效得进排气消音器,使进排气噪音降低到低于燃烧噪音及机械噪音得水平。

3、从声源和传播途径上采取措施时,应特别注意降低500-3000Hz的频率成分(因为此频段正处于人体最敏感的区域),并从实际可能和具体效果上做综合分析和试验,以确定最方便和最经济的降噪方案。


柴油机气体动力噪声和表面噪声的降噪措施

一、 气体动力噪声的降噪措施

1、降低进排气噪声

合理选择进气管和排气管,减少压力脉动及涡流强度,并避免发生共振;采用性能良好的进、排气消声器。可用2-3个不同类型的消声器串联,可以大幅度降低排气噪声。

2、降低风扇噪声的主要措施:采用叶片不均匀分布的风扇,用塑料风扇代替金属风扇等措施可有效降低风扇噪音。

二、燃烧噪音的降噪措施

柴油机的燃烧噪音明显高于汽油机。影响柴油机燃烧噪声的主要因素是燃烧室形式和燃烧过程(特别是滞燃期和速燃期)的组织。为减小其间燃烧噪声,应使平均增长率保持在尽可能低的水平。通常分割式燃烧室的燃烧噪声较直接喷射式燃烧室低,而直喷式燃烧室中,开放燃烧室的噪声最高,球形燃烧室的噪声较低。

燃烧噪声通过曲轴连杆机构传递。减少气缸直径和增大活塞行程,即在气缸工作容积一定的情况下,采用较大的行程缸径比值,可以有效地减少燃烧噪声的传播。

在运转因素中看,喷油提前角的影响较为显著,适当减小喷油提前角可降低燃烧噪声。采用增压后,压力升高比降低,工作更平稳,在同功率条件下,也可降低燃烧噪声。


柴油机机械噪音的降低方法

柴油机的机械噪声包括活塞敲击噪声、气门机构噪声、正时齿轮噪声以及不平衡惯性力引起的机械振动及噪声等。

一、活塞敲击噪声的降低方法(略,可咨询本贸机电热线电话,一般活塞敲击噪声不是发电机安装时降噪措施)

二、气门机构的降低方法(略,可咨询本贸机电热线电话,一般活塞敲击噪声不是发电机安装时降噪措施)

三、正时齿轮噪声的减低方法(略,可咨询本贸机电热线电话,一般活塞敲击噪声不是发电机安装时降噪措施)

四、不平衡惯性力引起的机械振动及噪声的降低方法

一般在发动机总体设计规划时应给予考虑。在发电机安装时也应精巧设计并按设计方案严格实施。


柴油机从传播途径着手的隔声降噪

柴油机的隔音,有局部隔音和整机隔音两种

局部隔音指仅在噪声辐射较强的表面上装隔声罩壳。采用隔声罩壳应注意:

1、罩壳固定应有弹性,罩壳与基本结构表面应留有适当的间隔,罩壳的自振频率应控制在100-300Hz以下。

2、采用阻尼涂层或层状材料做隔声罩壳,可提高隔声效果。

3、必须注意罩壳的密封。

整机隔音就是在紧靠柴油机外表面装一整机隔声罩,可以使柴油机总表面噪声降低10-35dB(A)。与局部隔声相比,整机隔声的优点是隔声量大;缺点是会使机组的外形尺寸加大,重量增加,同时需要通风散热。


低噪音发电机的设计

一、减低电磁噪音的措施

1、适当降低气隙磁通密度

2、适当增大气隙长度

3、合理选择电机定、转子槽配合

4、合理选择转子斜槽

5、增加电机定子刚度及避免机械共振

二、减低机械噪声的措施

为减低电机的机械噪声,应选用振动噪声较低的轴承,装机前对单个轴承的振动加速度级做测量筛选,适当提高转子轴承和端盖轴承的精度,以保证较佳的轴承工作游隙。采用波形弹簧片对轴承外圆施加一轴向预压力,降低转子轴向窜动及由此产生的噪声,严格按操作规程清洗,加注润滑脂与装配轴承。

三、降低通风噪声的措施

通风噪声是风叶转速、风量、风压等的函数,在发电机温升允许情况下,可采用减小风叶直径方法来减小风量和风压以降低通风噪声。风扇的合理造型与设计,例如后倾风扇和轴流风扇比常用的径向离心风扇噪声低,但只允许单方向运转。合理设计风路系统以减小涡流声,并避免风扇与邻近的构件间隙过小而产生“笛声”

在噪声控制严格的条件下,采用消声器或隔声罩是降低电机通风噪声的重要措施。控制机组的噪声是将柴油机和发电机噪声同时考虑。


低噪音柴油发电机组的设计要素

噪声污染的发生必须具有三个要素:噪声源、噪声传播途径和接受者。只有这三个要素同时存在才构成噪声对环境的污染和对人体的危害。因此,噪声控制也必须从这三个方面着手,既要对其分别进行研究,又要将他们作为一个系统综合考虑。优先的次序是:噪声源控制、传播途径控制(隔声罩及罩内填充吸声材料)和接受者保护(耳机、耳罩或采取隔室操作等)。一般先现场勘探、识别噪声源,测量和频谱分析,然后制定技术上可行,经济上合理的控制方案。在设计中,除了减低声源噪音外,主要降噪手段有吸声、隔声与消声。另外,阻尼减振降噪和噪声的主动控制是噪声控制技术的发展趋势。


低噪音发电机组设计-吸声噪音的材料

声波通过媒质或入射到媒质分界面上时声能的减少过程称为吸声或声吸收。任何材料或结构,由于它们有多孔性、薄膜作用或共振作用,对入射声或多或少都有吸收作用,具有较大吸收能力的材料成为吸声材料。最常用的吸声材料是玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料等多孔性材料以及它们的制成品吸声板、吸声毡等。另一大类是吸声结构。

一、增加吸声材料的容重可以提高低频吸声系数。

二、增加吸声材料的厚度使材料吸声系数曲线向低频方向平移。

三、在多孔吸声材料与坚硬墙壁之间留有空气层,其作用相当于加大材料的厚度,可以改善低频吸收,比增加材料厚度来提高低频吸收节省材料。

四、常用的护面层材料有玻璃布、塑料窗纱、金属网及穿孔板等,一般忽略护面层的吸收影响。

五、温度和湿度:常温状态下的温度变化对吸声材料影响不大。但湿度对材料影响很大。高的含水率使多孔材料吸声性能大大降低。


低噪音发电机组设计-隔声降噪

隔声是机械噪声控制工程中常用的一种技术措施,它利用墙体、各种板型材料及构件作为屏蔽物或利用维护结构来隔绝空气中传播的噪声、从而获得较安静的环境。

一、单层均质薄板的隔声性能

1、质量定律(略)

2、吻合效应(略)

3、隔声特性曲线(略)

二、双层结构及组合结构的隔声性能

三、隔声罩

1、材料

2、材料的性能指标

3、应注意点

1)、通风散热的问题

2)、开口问题

3)、关于紧凑型隔声罩

4)、罩的隔振

5)、板壁振动问题

6)、考虑保养

4、声屏障

四、声屏罩

多用于交通线两侧


低噪音发电机组设计-吸声噪音的材料

声波通过媒质或入射到媒质分界面上时声能的减少过程称为吸声或声吸收。任何材料或结构,由于它们有多孔性、薄膜作用或共振作用,对入射声或多或少都有吸收作用,具有较大吸收能力的材料成为吸声材料。另一大类是吸声结构。

采用吸声结构,可以获得较好的低频吸声效果,以弥补多孔材料在低频时吸声性能的不足,也可设计出在某一频段内具有优良吸声性能的结构,以满足特殊的吸声要求。采用金属、塑料等材料的吸声效果适用于高温、潮湿等特殊场合。典型的吸声结构由抗阻抗渐变型吸声结构和共振型吸声结构,还有由此发展起来的复合型吸声结构。

一、吸声尖劈

空气中的尖劈用多孔吸声材料做成,外包玻璃纤维布或金属丝网。

二、共振吸声结构

1、薄板共振结构

薄板共振吸声结构的结构形式是在周边固定在框架上的金属板、胶合板等薄板后,设置一定深度空气层。

2、穿孔板吸声结构

就是在钢板、胶合板等类薄板上穿孔,并在其后设置空气层,必要时在空腔中加衬多孔吸声材料。

3、薄型塑料盒式吸声体

此类结构是用改性硬质PVC材料真空成型高频焊接加工而成的多层盒体结构,利用封闭盒体的谐振作用达到吸声目的。

4、微穿孔板吸声结构

其结构形式为在厚度小于1mm的薄板上每平方米钻上万个孔径小于1mm的微孔,固定在刚性平面之上,并留有适当空腔。

穿孔材料特别适用于高温、潮湿以及有冲击和腐蚀的环境,如果用在有机玻璃制造,在建筑上还有透光的特点。


低噪音发电机组设计-消声降噪

消声器是一种允许气流通过而又能使气体噪声得到控制的装置,是降低空气动力性噪声的主要手段。消声器类型众多,按降噪原理和功能可分为阻性、抗性和阻抗复合式三大类以及微穿孔板消声器。对于高温、高压、高速气流排出的高声强噪声,还有节能减压、小孔喷注、多孔扩散式等其他类型的消声器。

1、阻性消声器

阻性消声器的基本结构是在管道中、内部沿气流通道敷设一段吸声材料的结构。噪声沿管道传播时由于吸声材料损耗部分声能,达到消声效果。材料的消声性能类似于电路中的电阻消耗电功率,故得其名。

2、抗性消声器

抗性消声器本身并不吸收声能,它是利用管道中的截面突变(扩展或收缩),或旁接共振腔结构,使管道中声波在传播中形成抗阻不匹配,部分声能反馈至声源方向而达到消声的目的。这种消声原理与电路中抗性的电感和电容能储存电能而不消耗电能的特点相仿,因此得其名。

3、微穿孔板消声器

用金属微穿孔板通过适当的组合做成的消声器,具有阻性和共振消声器的特点,在很宽的频率范围内具有良好的消声效果。微穿孔板消声器根据流量、消声量和阻力等要求,可以设计成管式、片式、声流式、室式等多种类型。


康明斯1250KW柴油发电机组机房降噪设计

在居民区、商业区等对噪音有严格要求的区域,柴油发电机组降噪是一项难度比较大的工作。这里以美国康明斯1250KW机组为利,通过一系列设计,达到生活环境噪音标准的需要。

治理原则

1、所有噪音治理措施不影响机组的正常运行、操作和维修。

2、发电机机房采用封闭式土建结构,既要考虑足够的隔声量,又要考虑室内吸声,减少机房内的混响声。

3、机房土建尺寸,受城市规划影响,进排风通道尽量采用立式结构。

4、离居民区近,还要采取隔振措施。

5、对排烟管噪音可采用阻抗复合式消声器。

6、进风口下增加引风机,排风口增加散热风机可增强保证通风。


上海本贸机电工程有限公司专业可提供柴油发电车租赁、发电机租赁、发电机维修保养等相关服务,可设计制作柴油发电机组的自动化控制系统及发电机并车/并机运行,发电机机房安装及机组降噪施工。


2021年08月18日

自动化柴油发电机的控制系统
柴油发电机组的维护保养

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