抽拉式雙機靜音電站設計

路爾旺

(江西清華泰豪三波電機有限公司，江西 南昌330096)

0 前言

抽拉式雙機靜音廂式電站由1套抽拉式導軌和2臺靜音廂式電站組成，2臺靜音廂式電站采用鏡像的結構布置通過二級減震器安裝于抽拉式導軌上，并且為了保持與系統外形的一致性，電站采用外部銷角的結構。其中單臺靜音廂式電站主要由一臺BF4L2011F柴油機、發電機、控制屏、低噪聲箱體、軸流風機等其它附件組成。2臺靜音廂式電站可單獨供電，互為備份，為用電設備提供380V、50Hz的三相工頻交流電源。

1 電站總體結構概述

抽拉式雙機靜音廂式電站通過抽拉式導軌橫向安裝于載運平臺上，當要對電站維修時，可通過抽拉導軌移出平臺進行，而不是采用原來需吊下電站進行維修的方式，減少了起吊單元和系統重量，提高系統的機動性。

靜音廂式電站內部沿長度方向布置有柴油機和發電機，廂式電站采用兩側進風、頂部排熱風和排煙的方式進行通風散熱，廂式電站內部布置有冷熱風隔腔采用擴張式消音原理，達到既通風又降噪的目的。具體內部布置如下圖1∶

圖1 靜音電站內部結構示意圖

2 結構設計特點

2.1 箱體的高效散熱和降噪設計

箱體內在高溫環境條件的溫升直接影響到電站的工作，溫升主要由機組表面輻射、排煙系統與熱排風引起，控制好溫升必須有一個良好的風路設計，如何將箱體內的冷卻風路進行有效的隔離，并對箱體內部的風道進行分散導流是保證機組高溫（＋50℃）正常工作的關鍵。在散熱方面重點進行了以下設計：

2.1.1 箱體總體風道設計

電站的通風散熱采用多腔體（分為電機風室，油機風室，排風腔，油機進風腔）分隔式負壓歧路進風風路設計，箱體的進風口與出風口隔離，有別于以往的風路設計，不會形成風路短路及渦流現象，具有較好的通風散熱功能。

2.1.2 噪聲和通風散熱處理

1）為了達到降低電站運行噪聲的要求，對箱體內的柴油發電機組的進風、排風通道做降噪處理。在柴油發電機組運行時，為了能滿足電站運行進、排風順暢，使電站在一個熱平衡狀態下正常工作，箱體設置油機進風口及電機進風口等多風路，冷空氣由兩個進風口分別進入油機風室及電機風室，每個風室與其它腔體完全隔離，進入油機室的冷風經過“S”形循環被油機冷卻風道內負壓吸入，對油機機體冷卻后，排至排風處，同時進入電機室的冷風被電機內風扇自電機尾部負壓吸入，冷卻電機后，經電機前端排風口排出，匯集于排風處，后由軸流風機吸出，由于是歧路進風，不會形成風短路及渦流現象，具有較好的通風散熱功能。而且，進風口設置在箱體下部及底盤兩側，底盤上進風口設置在底盤內壁，可防止箱內噪聲外泄，油機側進風口采用消聲迷宮形式進行降噪處理，在進風迷宮前端設置有進風百葉。箱體內壁安裝有吸音降噪層，電站通過高效低噪聲軸流風機進行排熱風，并且通過低噪聲消音器進行降噪和排煙。

電站要求噪聲值≤75dB(A)，對于要求在體積小、重量輕的約束條件下對電站的降噪處理存在一定難度，所以，在電站設計中，運用空腔復合阻抗式降噪設計技術。根據對噪聲源的分析，噪聲主要分為空氣動力噪聲、機械噪聲、燃燒噪聲等。針對噪聲源的特點，電站進行了針對性的設計。第一，在排風口與進風口運用了迷宮形式的空腔風道，對氣流噪聲進行氣壓釋放空腔復合阻抗式的降噪處理；第二，在兩側壁采用吸音層結構，對機組的機械噪聲進行降噪處理；第三，對柴油機的排氣噪聲采用降噪型消聲器進行降噪，降低排煙輻射噪聲；第四，對發電機組進行高效減震減小電站振動，從而降低噪聲。

2）箱體隔聲量

電站在未安裝箱體降噪前，電站噪聲值達98dB(A)，要使電站達到75dB(A)的要求，則箱體至少要求達到的降噪量為：98dB(A)-75dB(A)= 23dB(A)。

本電站箱體降噪主要采用隔聲和吸聲兩個措施。箱體外罩的蒙皮為1.5mm整張鋼板，用50mm黑色吸音棉粘在外蒙皮的內壁，并且采用合理結構1mm微孔鋁板進行保護固定住吸音棉。進排風百葉窗采用1.2mm鋼板折彎成型，百葉窗最下一片須進行防雨設計，百葉窗上粘有10mm的巖棉，巖棉用玻璃絲面包好后再用整塊穿孔板固定。

隔聲壁板材料為1.5mm鋼板，面密度為11.78kg/m2，其隔聲量為：

表1

其中，TL1——平均隔聲量。

吸聲棉為50mm巖棉，其吸聲系數為：

表2

其中，α1——平均吸聲系數。

隔聲罩的實際隔聲量可用下式計算：

R1=TL1＋10lg（α1）=28.8 dB(A)

通過計算可滿足降噪要求。

3）消音器消音降噪

消音器為阻抗復合性消聲器，其消聲量可用下式計算：

式中：R2——阻性消聲器的消聲量，dB(A)；

φ(α2)——消音系數，與阻性材料的吸聲系數有關，φ(α2)=1；

S——氣流通道橫截面積，0.022×3.14=0.0013（m2）；

P——氣流通道斷面周長，0.04×3.14=0.13（m）；

L——有限消聲長度，0.3（m）。

通過計算可滿足降噪要求。

2.2 抽拉式導軌設計

為了達到快速簡單可靠的維修性，采用對2臺靜音廂式電站采用鏡像的結構布置通過二級減震器安裝于抽拉式導軌的結構，有效解決維修空間的局限性。在一臺電站需要維修時，通過將抽拉式導軌連同靜音廂式電站從汽車的一端往外拉出，另一臺靜音廂式電站則隨導軌一起移動到汽車的中部位置，使需維修電站不會因懸空而掉落。

2.3 采用二級高效減震的效果設計

為減小電站的振動主動傳播和有效隔離,電站在本身有一級減震器的情況下，通過在電站箱體底座外部安裝四個減震器，最后安裝于抽拉式導軌上，從而達到二級高效減震的效果，同時降低噪聲。

3 結論

抽拉式雙機靜音廂式電站具有“噪音低、機動性強、快速反應能力強、全天候的環境適應力”的特點，技術性能優異，符合軍用移動電站的發展方向。該項目考慮了高溫環境下的工作可靠性，人機工程設計，能適應于各種特殊要求的軍用環境條件，具備起點高、技術功能齊全、人機環境合理等特點，具有廣闊的市場前景，產品具有長期的市場壽命。

［1］王文奇，江珍泉.噪聲控制技術[M].北京：化學工業出版社，1987，10.