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        柴油發電機組的噪音怎樣控制

        2020-12-25 11:35:27

          柴油發電機的噪聲通常由以下幾點引起:進排氣引起的氣動噪聲、柴油發電機組的燃燒噪聲、運行過程中機械部件振動引起的機械噪聲。柴油發電機組的噪聲成分復雜,通常是由各種噪聲組合而成的噪聲源。在噪聲傳播和輻射方式上,柴油機噪聲的主要來源一般是氣動噪聲和表面輻射傳播噪聲。根據柴油發電機產生噪聲的原因。柴油機組的表面輻射噪聲也可分為柴油燃燒產生的噪聲和機械部件運行產生的噪聲。


          一、柴油發電機組噪聲源分析


          (a)空氣動力噪音


          柴油機機組運行過程中,由于空氣的擾動,在空氣和柴油機機組之間產生噪聲,直接對外界產生輻射,包括:排氣系統噪聲、進氣系統噪聲、柴油機冷卻風扇旋轉噪聲。


          (1)排氣系統噪音。柴油發電機組直接的噪聲源是排氣系統產生的噪聲,強度更強,其噪聲值比正常發動機噪聲高10~15dB(A)左右。發電機組運行過程中,高溫高壓廢氣應連續排放。根據發電機組的運行狀態,排氣系統在排氣時有兩個階段,即發電機組自由排氣和發電機組強制排氣。當發電機組的廢氣從排氣閥排出時,會從排氣管流向消聲器。通過尾部排氣管排入空氣,整個排氣過程會產生大量的排氣噪聲,這也是柴油發電機組的主要噪聲源。通過對排氣過程中產生的噪聲進行分析,發現噪聲源的成分復雜,包括單位時間排氣次數頻移產生的噪聲、排氣管內排氣共振產生的噪聲和排氣射流產生的吹氣噪聲。影響發電機組排氣系統噪聲的主要原因是發動機氣缸內壓、排氣系統管徑、發電機組額定排量、發電機組運行速度和工作負荷等。增加發電機組的工作負荷或提高發動機轉速會增加氣體的流量,從而導致排氣噪聲的增加。

        柴油發電機組的噪音怎樣控制

          (2)進氣系統噪聲。進氣系統產生的噪聲作為柴油發電機組的主要噪聲之一,主要是由于進氣口根據發電機組的進氣需求連續開關關閉,導致進氣系統壓力和噪聲不斷變化。進氣系統工作時,進氣管內會形成一定的壓力脈沖,導致進氣系統產生周期性噪聲。這種噪聲的音頻范圍一般在200Hz左右,當氣流進入系統時,會通過進氣管道流動,導致開球。這種情況會導致發動機進氣系統形成高頻噪聲。通常進氣管道內的氣流是不斷變化的,所以這種噪聲的頻帶也是相對固定的,一般濃度范圍在1000Hz左右。當進氣循環和進氣系統中氣柱的噪聲頻率一致時,就會發生氣流共振,導致進氣系統的噪聲增大。不同的增壓器對不同的發電機組有不同的噪聲,渦輪增壓發電機組的噪聲強度與非渦輪增壓發電機組的噪聲強度明顯不同。這是由于渦輪增壓發電機組轉速相對較高,導致發動機進氣系統空氣切割產生的氣流相對較強,產生高頻噪聲,這種噪聲的頻率分布范圍一般在500 ~ 10000Hz之間。


          (2)表面輻射噪聲


          嚴格意義上來說,柴油發電機組的表面輻射噪聲是很難區分的,燃燒噪聲一般是指柴油在氣缸內燃燒產生的壓力振動作用于整個氣缸的機械部分,從而向外輻射出一定的噪聲。但是,發電機組的機械部分在運行過程中會不斷碰撞,產生機械噪聲。通常,當發電機組轉速較低時,燃燒噪聲高于機械噪聲。


          二、柴油發電機噪聲控制措施


          (a)空氣動力噪音控制


          (1)排氣系統噪聲控制


          進行柴油發電機組噪聲控制時,排氣系統噪聲可分兩級安裝在消聲器前,在原一級消聲器控制下,可有效降低排氣系統噪聲。當排氣系統的排氣管長度超過10米時,需要增加其管徑,可以有效降低發電機組的排氣壓力。同時,機房內的噪聲可以降低噪聲向室外擴散的強度,從而滿足相關的噪聲環保要求。設計消聲器時,應充分考慮柴油發電機組在運行中產生的較高溫度、壓力和高速氣流。在這種運行狀態下,高強度的壓力、溫度和氣流都會對消聲器產生影響。其中影響大的因素是氣流的沖擊,主要影響的是消聲器的整體消聲元件。氣流的高速沖擊會使消聲器產生振動,輻射噪聲。所以消聲器的選擇很重要。如果消聲器的結構不科學或設計加工過程不達標,消聲器的消聲能力就會受到影響。從長遠來看,還會對消聲器造成一定的損害,導致消聲器消聲性能的喪失或消聲能力大大降低。


          (2)進氣系統噪聲控制


          在進行進氣系統的噪聲控制時,由于柴油發電機組通常會加裝空氣過濾器,這樣能夠使空氣在進氣系統內產生的噪聲有效降低,成為柴油發電機組整體噪聲中較弱的噪聲聲源。但是在發動機整體的噪聲得到有效的控制之后,進氣系統的噪聲就成為了發電機組的主要噪聲來源。這就需要選擇具備有效降噪能力的進氣噪音消聲器,可以通過將進氣噪聲消聲器與空氣過濾器有效結合的方式,對整個進氣系統進行完善的設計。在不影響發電機組工作性能的前提下,使其不但能夠滿足空氣過濾的需求,還可以對進氣系統的噪聲進行有效的控制。這種方式是進氣系統噪聲控制中有效的方法。


          (二)發電機組表面輻射噪聲


          由于發電機組的性能對柴油發動機的表面輻射噪聲控制產生了較大的限制。因此,單純的從技術角度控制表面輻射噪聲具有很大的難度。一般情況下,可以通過對發動機組的結構結構上進行調整可以有效的降低噪聲,以起到降低柴油發電機組整體噪聲的目的。主要措施有對發電機組的結構強度進行適當的增強,加大發電機組的阻尼,通過這種方式可以使發電機組在運行狀態下,有效降低機械噪音和燃燒噪音的音源共振情況,還能減少發電機組整體結構的表明響應程度。同時,對噪聲輻射的表面面積在不影響發電機組運行的情況下進行縮減,對輻射噪聲也能夠進一步的進行控制。


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