組合式低噪聲柴油機方艙電站的特點
發布時間：2024-05-14 點擊：180
組合式低噪聲柴油機方艙電站的特點
低噪聲方艙電站是針對目前柴油發電機組的振動和噪聲污染等問題，采用減振、隔聲、吸聲和消聲等技術手段限制振動和噪聲的傳播，在保證發電機組額定功率輸出的前提下，達到降低噪聲的效果。組合式方艙是一種可拆卸結構，對結構尺寸較大的方艙，由于受道路運輸條件的限制，可先拆卸成滿足運輸要求的小方艙，到達使用現場后再拼裝成整體。組合式低噪聲方艙電站可用于無機房降噪條件的場所，發電機組不必建造機房，可以露天停放，主要用于通信樞紐站的應急備用電力系統。
圖1 組合式低噪聲方艙電站的示意圖
一、組合式低噪聲方艙電站結構的特點
組合式低噪聲方艙電站包括柴油機、發電機、安裝底座、冷卻水箱、啟動蓄電池組、減振橡膠墊、組合式降噪方艙、排煙消聲裝置、日用油箱、系統集成的控制和開關柜等。
安裝底座是發動機和發電機的公共底座，其結構為剛性框架。柴油機、發電機和散熱水箱都安裝在公共底座上。底座下面安裝橡膠減振墊并固定在降噪方艙底板的骨架上，以減小發電機組工作時振動的傳遞和運輸時車輛振動對發電機組的損害。
降噪方艙是發電機組的防護罩殼，由控制柜方艙、動力方艙、消聲器方艙、進風擴展艙、動力擴展艙和排風擴展艙組成。降噪方艙內置進、排風消聲器和排煙消聲裝置，在保證發電機組正常通風量的前提下降低噪聲的傳播。
啟動蓄電池組為啟動機提供電力，啟動蓄電池組布置在靠近發電機組啟動機的方艙內底板上，并給予固定。日用油箱為柴油機提供燃油。控制開關柜是發電機組的控制系統和電力輸出系統總成，包括啟動、保護、通信等各種功能和發電機組電力輸出的總開關。
組合式低噪聲方艙電站示意圖如圖6-4所示。組合式方艙根據運輸條件設計成6個獨立的小方艙，方便移動和運輸，到達使用地點后再拼裝成整體，6個小方艙通過螺栓和密封條連接，分別為控制柜方艙、動力方艙、消聲器方艙、進風擴展艙、動力擴展艙及排風擴展艙，其中控制柜方艙、動力方艙及消聲器方艙分別為從左至右依次設置在組合式方艙的下部，進風擴展艙、動力擴展艙及排風擴展艙分別設置在控制柜方艙、動力方艙及消聲器方艙的頂面。
同時，方艙電站還配日用油箱。排煙管自柴油發電機組上連接到排煙消聲器并從排風擴展艙頂端伸出。排煙管、油管分別用法蘭盤和密封墊片連接，電纜用母排連接。在結構設計上充分考慮了方艙拆裝的工藝性和可靠性。
二、低噪聲原理
（1）減振功能
柴油機和發電機通過飛輪殼和連接套對中定位連成一體，柴油機的飛輪盤和發電機的連接盤用螺栓連接傳遞動力。由于柴油機的飛輪殼和發電機的連接套具有足夠的剛性和強度，其定位凸臺和止口與軸的同軸度精度很高，能保證柴油機和發電機連接的同軸度和整體剛度。最大限度地減少發電機組運轉時主軸上的扭振。
橡膠減振墊安裝在底座和動力方艙底板骨架之間，有效地隔斷發電機組運轉時的振動向方艙傳遞，同時能緩沖運輸時車輛振動對發電機組的沖擊。
橡膠減振墊結構為一種壓剪復合型橡膠隔振墊，具有較高的承載能力，較低的剛度和較大的阻尼比，固有頻率可做到5hz。由于很低的固有頻率，使減振墊在發電機組開動時或方艙電站移動時不容易引起共振，而較大的阻尼比使振動時的激振很快衰減。同時，上蓋板特有的碗形設計能很好地保護橡膠材料，剛性十足的漏斗型底板和橢圓形平面結構使底板的安裝強度大大增強。碗形上蓋板和漏斗型底板凹凸相扣，在極端情況下，當橡膠墊遭到破壞時發電機組也不會因橡膠墊損壞而造成結構破壞，有效地減振和隔振衰減了振動噪聲的傳播。
（2）吸聲、消聲功能
動力方艙四周墻壁和頂板均采用高效吸音材料鋪設，里層材料為鍍鋅沖孔鋼板，沖孔鋼板和高效吸音材料的配合就像無數聲音活塞，當噪聲穿過沖孔鋼板小孔沖擊吸音材料時，就像推動活塞運動一樣，聲波引起吸聲材料孔隙中的空氣和細小纖維的振動。由于摩擦和黏滯阻力，把一部分噪聲能量變成聲音活塞的動能消耗掉，從而減少了部分噪聲向外傳播。
排煙噪聲是柴油機空氣動力噪聲的主要部分，噪聲一般要比柴油機整機高10～15db（a），消聲器是控制排煙噪聲的一種基本方法，正確選配消聲器（或消聲器組合）可使排氣噪聲減弱30～40db（a）以上。
發電機組排煙系統的降噪處理：在柴油機允許的排煙背壓范圍內，應用一個波紋減振節，一個阻性消聲器和一個抗性消聲器的組合，有效地隔斷了排煙振動和排煙噪聲的傳播。同時，對排煙管道進行隔熱、隔音包扎，也改善了發電機組的運行環境和由排煙管引起的噪聲。
進、排風通道是發電機組燃氣量供應、冷卻和熱風排出的通道，同時也是發電機組噪聲泄出的出口。為了保證發電機組的正常通風量，使發電機組滿功率輸出和減少噪聲排放，在發電機組的進、排風通道都設有阻性片式消聲器，片式消聲器通道的有效面積滿足正常通風量的要求，同時在與進、排風擴張艙對接時分別形成1～2個擴張腔，新風路徑為電動百葉窗-擴張腔-排風消聲器-動力方艙。噪聲通過進風通道泄出的路徑沿新風路徑逆向傳播。熱風沿排風通道排出的路徑為散熱水箱-消聲器-擴張腔-消聲器-擴張腔-電動百葉窗排出方艙外。噪聲沿排風通道泄出與熱風同向傳播。由于布置了擴張腔，使噪聲在經過片式消聲器衰減后再經擴張腔擴張產生聲阻抗不匹配的反射和干涉作用，達到噪聲再衰減的目的。同時由于進、排風路徑的拉長，使噪聲在泄出過程中自然衰減，增加了降噪效果。
三、設計的技術特點
（1）易拆易裝的整體結構
組合式結構能拆易合，方便道路運輸，降噪方艙由控制柜方艙、動力方艙、消聲器方艙、進風擴展艙、動力擴展艙和排風擴展艙6個小方艙組合而成。能拆易合，到達使用地點后再拼裝成整體，方便移動和道路運輸。
組合式方艙把日用油箱、控制開關柜和進風消聲器固定在控制柜方艙，發電機組整體固定在動力方艙，排風消聲器和排煙消聲系統固定在消聲器方艙，進風擴展艙和排風擴展艙分別安裝電動百葉窗，可以控制進、排風的方向。動力擴展艙起連接作用。這6個小方艙分別在其接口處用螺栓和密封條連接。排煙管、油管分別用法蘭和密封墊片連接，電纜用母排連接。在結構設計上充分考慮方艙拆裝的工藝性和可靠性。
（2）降噪裝置的功率損失小
降噪裝置的功率損失很小，滿足額定功率低噪聲工作。大功率柴油發電機組運行時，通常會產生110db（a）以上的噪聲，必須對振動、噪聲進行控制。本項目降噪方艙通過減振和隔振裝置，以及機艙采用高效吸音材料，用降噪消聲裝置對進、排氣系統進行降噪處理，滿足了國家環保要求。
一般來說，方艙降噪處理改變了發電機組正常的工作環境，如果處理不好，將會影響發電機組的功率輸出，嚴重時會停機保護。通過對發電機組進、排風量和排氣背壓的準確設計，把握了滿功率輸出和降噪的平衡點，確保發電機組在滿足通風冷卻及允許排氣背壓條件下實現低噪聲工作的要求，達到了額定功率低噪聲工作的目的。
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圖1 組合式低噪聲方艙電站的示意圖
一、組合式低噪聲方艙電站結構的特點
組合式低噪聲方艙電站包括柴油機、發電機、安裝底座、冷卻水箱、啟動蓄電池組、減振橡膠墊、組合式降噪方艙、排煙消聲裝置、日用油箱、系統集成的控制和開關柜等。
安裝底座是發動機和發電機的公共底座，其結構為剛性框架。柴油機、發電機和散熱水箱都安裝在公共底座上。底座下面安裝橡膠減振墊并固定在降噪方艙底板的骨架上，以減小發電機組工作時振動的傳遞和運輸時車輛振動對發電機組的損害。
降噪方艙是發電機組的防護罩殼，由控制柜方艙、動力方艙、消聲器方艙、進風擴展艙、動力擴展艙和排風擴展艙組成。降噪方艙內置進、排風消聲器和排煙消聲裝置，在保證發電機組正常通風量的前提下降低噪聲的傳播。
啟動蓄電池組為啟動機提供電力，啟動蓄電池組布置在靠近發電機組啟動機的方艙內底板上，并給予固定。日用油箱為柴油機提供燃油。控制開關柜是發電機組的控制系統和電力輸出系統總成，包括啟動、保護、通信等各種功能和發電機組電力輸出的總開關。
組合式低噪聲方艙電站示意圖如圖6-4所示。組合式方艙根據運輸條件設計成6個獨立的小方艙，方便移動和運輸，到達使用地點后再拼裝成整體，6個小方艙通過螺栓和密封條連接，分別為控制柜方艙、動力方艙、消聲器方艙、進風擴展艙、動力擴展艙及排風擴展艙，其中控制柜方艙、動力方艙及消聲器方艙分別為從左至右依次設置在組合式方艙的下部，進風擴展艙、動力擴展艙及排風擴展艙分別設置在控制柜方艙、動力方艙及消聲器方艙的頂面。
同時，方艙電站還配日用油箱。排煙管自柴油發電機組上連接到排煙消聲器并從排風擴展艙頂端伸出。排煙管、油管分別用法蘭盤和密封墊片連接，電纜用母排連接。在結構設計上充分考慮了方艙拆裝的工藝性和可靠性。
二、低噪聲原理
（1）減振功能
柴油機和發電機通過飛輪殼和連接套對中定位連成一體，柴油機的飛輪盤和發電機的連接盤用螺栓連接傳遞動力。由于柴油機的飛輪殼和發電機的連接套具有足夠的剛性和強度，其定位凸臺和止口與軸的同軸度精度很高，能保證柴油機和發電機連接的同軸度和整體剛度。最大限度地減少發電機組運轉時主軸上的扭振。
橡膠減振墊安裝在底座和動力方艙底板骨架之間，有效地隔斷發電機組運轉時的振動向方艙傳遞，同時能緩沖運輸時車輛振動對發電機組的沖擊。
橡膠減振墊結構為一種壓剪復合型橡膠隔振墊，具有較高的承載能力，較低的剛度和較大的阻尼比，固有頻率可做到5hz。由于很低的固有頻率，使減振墊在發電機組開動時或方艙電站移動時不容易引起共振，而較大的阻尼比使振動時的激振很快衰減。同時，上蓋板特有的碗形設計能很好地保護橡膠材料，剛性十足的漏斗型底板和橢圓形平面結構使底板的安裝強度大大增強。碗形上蓋板和漏斗型底板凹凸相扣，在極端情況下，當橡膠墊遭到破壞時發電機組也不會因橡膠墊損壞而造成結構破壞，有效地減振和隔振衰減了振動噪聲的傳播。
（2）吸聲、消聲功能
動力方艙四周墻壁和頂板均采用高效吸音材料鋪設，里層材料為鍍鋅沖孔鋼板，沖孔鋼板和高效吸音材料的配合就像無數聲音活塞，當噪聲穿過沖孔鋼板小孔沖擊吸音材料時，就像推動活塞運動一樣，聲波引起吸聲材料孔隙中的空氣和細小纖維的振動。由于摩擦和黏滯阻力，把一部分噪聲能量變成聲音活塞的動能消耗掉，從而減少了部分噪聲向外傳播。
排煙噪聲是柴油機空氣動力噪聲的主要部分，噪聲一般要比柴油機整機高10～15db（a），消聲器是控制排煙噪聲的一種基本方法，正確選配消聲器（或消聲器組合）可使排氣噪聲減弱30～40db（a）以上。
發電機組排煙系統的降噪處理：在柴油機允許的排煙背壓范圍內，應用一個波紋減振節，一個阻性消聲器和一個抗性消聲器的組合，有效地隔斷了排煙振動和排煙噪聲的傳播。同時，對排煙管道進行隔熱、隔音包扎，也改善了發電機組的運行環境和由排煙管引起的噪聲。
進、排風通道是發電機組燃氣量供應、冷卻和熱風排出的通道，同時也是發電機組噪聲泄出的出口。為了保證發電機組的正常通風量，使發電機組滿功率輸出和減少噪聲排放，在發電機組的進、排風通道都設有阻性片式消聲器，片式消聲器通道的有效面積滿足正常通風量的要求，同時在與進、排風擴張艙對接時分別形成1～2個擴張腔，新風路徑為電動百葉窗-擴張腔-排風消聲器-動力方艙。噪聲通過進風通道泄出的路徑沿新風路徑逆向傳播。熱風沿排風通道排出的路徑為散熱水箱-消聲器-擴張腔-消聲器-擴張腔-電動百葉窗排出方艙外。噪聲沿排風通道泄出與熱風同向傳播。由于布置了擴張腔，使噪聲在經過片式消聲器衰減后再經擴張腔擴張產生聲阻抗不匹配的反射和干涉作用，達到噪聲再衰減的目的。同時由于進、排風路徑的拉長，使噪聲在泄出過程中自然衰減，增加了降噪效果。
三、設計的技術特點
（1）易拆易裝的整體結構
組合式結構能拆易合，方便道路運輸，降噪方艙由控制柜方艙、動力方艙、消聲器方艙、進風擴展艙、動力擴展艙和排風擴展艙6個小方艙組合而成。能拆易合，到達使用地點后再拼裝成整體，方便移動和道路運輸。
組合式方艙把日用油箱、控制開關柜和進風消聲器固定在控制柜方艙，發電機組整體固定在動力方艙，排風消聲器和排煙消聲系統固定在消聲器方艙，進風擴展艙和排風擴展艙分別安裝電動百葉窗，可以控制進、排風的方向。動力擴展艙起連接作用。這6個小方艙分別在其接口處用螺栓和密封條連接。排煙管、油管分別用法蘭和密封墊片連接，電纜用母排連接。在結構設計上充分考慮方艙拆裝的工藝性和可靠性。
（2）降噪裝置的功率損失小
降噪裝置的功率損失很小，滿足額定功率低噪聲工作。大功率柴油發電機組運行時，通常會產生110db（a）以上的噪聲，必須對振動、噪聲進行控制。本項目降噪方艙通過減振和隔振裝置，以及機艙采用高效吸音材料，用降噪消聲裝置對進、排氣系統進行降噪處理，滿足了國家環保要求。
一般來說，方艙降噪處理改變了發電機組正常的工作環境，如果處理不好，將會影響發電機組的功率輸出，嚴重時會停機保護。通過對發電機組進、排風量和排氣背壓的準確設計，把握了滿功率輸出和降噪的平衡點，確保發電機組在滿足通風冷卻及允許排氣背壓條件下實現低噪聲工作的要求，達到了額定功率低噪聲工作的目的。
發電機房隔音降噪方案的做法
康明斯發電機組機油濾清器的作用和分類
柴油發電機組安裝流程的具體步驟
柴油發電機組油耗猛增趕緊開展以下檢查
為什么企業選擇柴油發電機組，不選擇天然氣或汽油發電機？
冬天家里的柴油發電機汽缸蓋裂縫了怎么辦
靜音發電機組冷卻排風系統在使用時要注意些什么？
維修案例：柴油發電機組正時皮帶斷裂的診斷方法