低噪声内燃机电站的设计问题探究

低噪声内燃机电站的设计问题探究

何庆丰 

中车资阳机车有限公司     641301

摘要：现代社会建筑的功能比较丰富，内部大量的空调、计算机等用电设备对供电容量、供电品质、供电可靠性提出了更高的要求。因此很多建筑配备内燃机电站以解决突发的供电故障。内燃机电站位于城市建筑中，受到工作环境条件的限制，对其运行的噪音有着较高要求。因此对低噪声内燃机电站的设计进行研究是一项具有实践价值的课题。本文对低噪声内燃机电站的设计要点进行分析，针对相关低噪声内燃机电站的指标要求，提出了优化改进噪声问题的对策。

关键字：低噪声 内燃机 电站 设计问题

   内燃机电站的工作运行中会存在100分贝左右的噪声，对周围环境带来一定影响。通常对内燃机电站的设计中，会采用两种主要的降噪方法，一是对内燃机电站的机房进行降噪作业，二是对内燃机机组加装防噪声隔离装置。本文对低噪声内燃机电站的设计要点进行分析，基于声学和热工学的原理，提出了解决噪声问题的对策。

1 内燃机电站的降噪设计方向

1.1内燃机电站的基础隔震设计

针对内燃机电站的噪声特点，内燃机机组的布置要选用单独的区域进行，并距离主配电房较近。要为机房配置通风、排烟等相关设施，便于进行机房的保养维护。在机组安装的侧面、顶端都要留出一定空间和高度。对于机组基础的底部要采用和建筑分开、独立成型的基础结构。在设计中，首先要基于低噪声环境设计的载荷来对基础载荷进行计算。其中基础的总载荷包括内燃机、同步电机、散热器等设备的重量总和。在内燃机电站内部其他设备附件较多的情况下要考虑到设备净重和整装重量之间的差距，对总负荷进行修正。要在设计中综合考虑基础结构的混凝土性能。基础面要高出地面0.1米左右的高度，并配套设计电缆、管道沟等。做好了基础隔震设计才能进行后续的噪声环境设计。

1.2 内燃机电站的低噪声环境设计

内燃机电站在进行低噪声环境设计中，要针对电站的噪声声音特点和传播方向进行针对性降噪处理。通常内燃机电站内部的噪声来源于机械设备的运行噪声、冷却设备风扇气流产生的噪声、废气燃烧产生的噪声、设备机械振动产生的噪声等。这些噪声的特点是具有中高频特征，传播的方式是：第一，内燃机电站的冷却口、排气口等部位因为气流的变化而产生的面声源传播。第二，内燃机燃烧口废气气流产生的点声源传播。第三，电站的基础结构产生的固体声传播。其中上述的前两种噪声传播比较剧烈。因此在内燃机电站的低噪声设计中，要针对电站通风散射设施、废气排放区域进行专业降噪设计。通常的设计方法是，基于内燃机站高温恶劣的工作环境条件，以及对噪声辐射的较低要求，采用综合平衡通风量和噪声的设计方法。针对内燃机运行中对温度调节能力有限的情况，注重解决内燃机的通风散热问题。主要是要在设计中对内燃机内部的涡流区和死区进行分析，围绕提高内燃机电站室内气流的合理流动，保证内燃机机组的正常工作目标进行总通风量的计算，作为设计的主要依据。

2低噪声内燃机电站的主要设计要点

低噪声内燃机电站的降噪设计要针对内燃机的工作时段运行特点，采用隔声、吸音、消声等技术措施，实现低噪声环境。在具体设计工作中要结合电站的特点，在内燃机允许的功率消耗范围内，采用经济化的手段实现最佳的降噪效果。

2.1机房的降噪隔音设计

一是在电站机房设置隔音门。采用钢结构为主体，具有防火作用。单层隔音门的隔音效果在40分贝左右，双层的隔音效果在50分贝左右。在对隔音效果要求比较高的电站设计中，可以采用加大双隔音门之间的空间，形成门斗形式的声闸来进行处理。门斗内部表面进行专业的吸声处理，能有效增加隔声门的隔音效果。二是隔声窗设计中，一般采用玻璃窗结构，一方面方便进行机房内部情况的观察，同时有很好的隔音效果。隔音窗采用的是两层或三层玻璃的结构。两层玻璃之间的间隔在100毫米以上，三层玻璃结构的中间玻璃采用倾斜向机房面比较低的形式放置，以提高隔音的效果。

2.2机房的吸音降噪设计

内燃机电站的机房进行吸音处理中，主要是对室内的顶面、墙面进行吸音处理，以降低室内的噪声等级。要充分考虑密闭的机房空间不仅有重点的噪声源，也有来自每个声边界面反射形成的混响声，充分考虑直达声和混响声叠加产生的噪音影响。在室内的边界面采用吸音材料进行处理，吸收室内混响声，从而达到消音降噪效果。

2.3机房的消声设计

一是针对进风口、排风口设计消声器。在内燃机进风量比较大时，采用阻性片式结构消音器，减少气流的阻力，实现对中高频的良好消音。该方法是目前最常用的消音方法。片式消音器的消音性能和吸声片的长度、厚度、相互距离等相关。消音器的长度和消音效果成正相关关系，在消声器的吸声片长度和风速一定的情况下，消声片的材料和厚度对消音效果起着决定性作用。目前为提高消音效果，多采用分段设置消音器，在中间设置膨胀室的方法，这样利用多级阻抗来实现复合式消音，增加对低频的消音效果，取得更好的消音成果。在设计中还要考虑到进风口不能正对着消音器。如果无法避免，就要增加进风口的百叶窗面积，这样能让排风口的噪声有自然衰减的空间，也提高了出口处的消音效果。

二是排烟口设置消声器。在设计中针对排烟消声的需要，可以采用阻性和抗性相结合的消声器来减少不同频段的噪声影响。阻性消声器主要是利用高频来限制高频噪声，一般都会布置在靠近内燃机机组的涡流增加器的附近。在一些双排气结构的内燃机中，会先设置阻性消声器之后再设置抗性消声器，提高噪声的消声效果。针对小功率内燃机，还可以把两种消声器组合起来形成结构更加紧凑的复合型消声器，也有很好的降噪效果。如果阻性直管消声器的通过截面积比较大的时候，如直径大于300毫米时，就可以将片式消声器的消声片间距设置大于130毫米，这样能很好地实现对高频声波的降噪。对于大通径的直管式阻性消音器，采用两端设置小的扩张腔、中间设计小管径多列管的形式，对高频噪声有很好的效果。

3 低噪音内燃机电站的设计优化改进建议

3.1采用加装隔音罩提高电站机组的降噪效果

   要针对内燃机电站的低噪声等级要求、机组的噪声等级来进行降噪结构设计。针对标准静音和超级静音不同的标准，采用不同的降噪措施。要在设计中对内燃机的排风口有效面积进行准确计算，对排风量、风速的计算要提高计算精度，才能提高降噪设计针对性。要在降噪隔音罩的设计中，注意控制整体体积大小，采用简便的制造工艺和运输成本，获得最佳的降噪效果，并具有良好的操作和维修空间，便于后续对机组进行加水、加油、排污等操作维修。对于主机舱的增压器、波纹管、排烟管等要进行隔热处理。增强隔音罩机箱门的密封效果，避免缝隙和多余孔洞造成的噪声泄漏。消音器的设计安装要处于通风比较好的区域，一般选择在排风扇的前面位置。

3.2采用综合降噪消音处理措施

对内燃机电站低噪声设计中，要结合实际情况因地制宜进行设计，采用综合处理措施，提高降噪的效果。可以采用厚度在50毫米左右的吸声体，表面采用玻璃丝布包扎后固定在机房的龙骨结构上。针对电站的冷却进气口、排气口安装消声元件。针对内燃机电站的功率和散热要求，采用导流板式结构，合理设计吸声板间距，保障电站在高温环境下的低噪声需要。

   内燃机电站的噪声问题不容忽视，在低噪声内燃机电站需求越来越大，要求越来越高的背景下，要综合采用因地制宜措施，不断提高降噪消音效果，保障内燃机的低噪音运行需要。

参考文献

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