柴油發電機噪聲發生及解決方法分析

劉志軍

【摘 要】城市發展對環境提出新要求，柴油發電機是城市持續運行中保障性供電措施，但是其自身噪聲較大，產生大量噪聲污染，影響周圍環境穩定。為滿足備用電力供應穩定，需分析柴油發電機噪聲的實際發生，針對其發生出對應解決措施，提高城市環境整體水平。

【關鍵詞】柴油發電機；噪聲；解決方法；環境污染

國民經濟發展帶動電力需求增長，為環節供電緊張，確保一些重要機關供電穩定，發電機房大多配置有緊急柴油發電機[1]。但是，柴油發電機自身運行中噪聲大，對周圍環境影響大。為解決柴油發電機這一問題，下文對其降噪處理詳細分析，為實際優化柴油發電機奠定堅實的基礎。

1.柴油發電機噪聲源分析

柴油發電機運行中，噪聲產生部位及原因具有差異性，大致的可分為：進氣、燃燒、排氣、機械、電磁及冷卻扇噪聲。

1.1進氣噪聲

柴油發電機在機房中需大量新鮮空氣維持工作，為避免柴油發電機工作溫度過高，需具備良好散熱，因此，進氣系統在柴油發電機整個工作中都持續運作。進風通道確保新風進入機房，以通道將機械噪聲及氣流噪聲傳遞出去，造成進氣噪聲[2]。

1.2排氣噪聲

排氣噪聲是排氣管中氣柱共振導致，一些氣缸共振、高速氣流經曲折管道及氣門間隙也會導致噪聲產生。此外，排期中管道壓力擠壓將產生再生性噪聲。排氣噪聲自身噪聲能量大、成分較多，受發動機發火頻率影響大。

1.3燃燒噪聲

燃燒噪聲是柴油發電機燃油中結構振動導致的噪聲出現。

1.4機械噪聲

機械噪聲是機組發動機自身運作中受本體原理影響和運用連貫性影響，產生振動，發生噪音。一般傳動齒輪、活塞曲柄聯動機、配氣結構都會產生噪聲。機械噪聲多是發動機自身振動導致，其噪聲危害打、傳播范圍廣，對環境影響較大。

時下，工程項目多在柴油發電機前裝配配套軸流式冷卻風發電機，其空氣脈動將產生大量噪音，引起附近居民不適。

1.5電磁噪聲

發電機定子及轉子形成磁場脈沖，引起電磁噪聲

1.6冷卻扇噪音

扇葉切割空氣，產生周期噪音，和排氣、機械等輻射噪音有一定區別。

2.降噪方式

降噪可以從以下幾種方式實現：減低噪聲源；注重傳遞途徑隔離；保護噪聲接受者。可從這三角度分析，降低噪聲對周圍環境的影響。

2.1隔聲降噪方式

設計低噪聲機組，將噪聲和外界進行有效隔離，可以在柴油發電機外部安裝隔聲罩，限制噪聲傳播。

（1）降噪原則

采用隔聲罩設計，其實際固有頻率設計不能和和噪聲頻率基本吻合，將噪聲能力充分的控制在隔聲罩當中，避免隔聲罩和噪音振動頻率一致，不能起到良好的隔音效果。隔聲罩 設計中，需確保結構實際頻率和噪聲入射頻率的差異性。

隔聲罩結構的設計上，采用材料組合，提高質量。材料交匯中，可以反射一部分噪聲。同等厚度隔聲罩上，多采用兩種以上的隔聲材料進行設計，起到良好隔音效果。

（2）結構設計

隔聲罩可采用不同形式腎寶合劑，以金屬板和吸濾材料組成，吸濾材料以玻璃毛氈、泡沫、塑料為首選，也可選擇超細玻璃棉輔助設計。

柴油發電機自身隔聲罩空間較小，實際散熱能力不理想，機組運行中，隔聲罩內溫度偏高，將影響柴油發電機整體性能，甚至影響其運行安全。在隔聲罩設計上，還要考慮其傳熱性。玻璃毛氈自身不易燃燒，頻率區處于250-1000Hz吸聲能力較好，可首選玻璃毛氈為主要材料。泡沫材料易燃性較好，選擇泡沫材料設計，需加入阻燃材料，保障安全性。

隔聲罩設計一層金屬板及兩層吸聲材料，組合中，以不同吸聲材料組合，確保兩材料在不同頻率區有互補性吸聲系數，提高吸聲效果[3]。

可以采用隔聲板加吸聲材料方式，兩層隔聲板厚度和材料厚度區分開，以材料界面消耗噪聲，利用屏障材料，對不同噪聲起到隔離效果。

2.2消聲器降噪

采用消聲器方式降低噪音，主要針對發電機進氣噪音及排氣噪音。在進排氣處安裝消聲器，實現合理降噪。消聲器以阻性、抗性及阻抗符合三種結構：

（1）阻性消聲器

噪聲聲波經消聲器，材料將噪聲轉化為熱能，實現消聲。阻性消聲器性能受吸聲材料影響大，考慮柴油發電機噪聲頻率屬中低頻，吸聲材料低頻吸聲效果差，不易采用阻性消聲器建設。但是對消減增壓柴油機進氣噪音而言，其有天然優勢。

（2）抗性消聲器

針對聲波濾波制作的抗性消聲器，其吸聲效果受尺寸及形狀影響大，膨脹室存在有限長管道，適當組合，以管道界面變化沿管道傳播頻率反射出去，部分噪聲無法通過消聲器。抗性消聲器用于中低頻噪聲消除，在柴油機排氣消聲上可推廣應用。

（3）阻抗復合消聲器

阻抗復合消聲器結合阻性消聲器及抗性消聲器特點，其能夠在較寬頻率上實現良好消聲效果。

3.柴油發電機低噪聲結構設計

3.1機組通風設計

在機組結構中，分析散熱及空氣補充，一方面柴油機冷卻風扇鼓風，帶走艙內熱量，補充空氣，可在隔聲罩加裝百葉窗進風口。另一方面可在隔聲罩上加裝換氣扇，發電機鳳展附近設置進風口，滿足柴油機排風需求。

3.2排風道降噪

機組運行中，設計需考慮降噪風道。風道界面以折現為主，形成對噪聲的反射降噪；風道中設置吸聲材料，吸收部分噪聲；風道及機組工作艙設計可拆卸模式，利于維護。

3.3發電機布局

機組運行熱量不易排出，導致工作艙溫度較高，影響使用壽命，需將控制屏隔離工作艙，避免電器元件老化嚴重。對消聲器工作溫度正常的，可在隔音罩設置消聲器，將消聲器排氣尾管引導外部，提高吸聲效果。

4.結束語

綜上所述，對柴油發電機噪聲發生及解決方法分析，應對柴油發電機噪聲源詳細分析，了解進氣、燃燒、排氣、機械、電磁及冷卻扇噪聲組成，在此基礎上分析不同降噪方式：隔聲降噪方式；消聲器降噪。最后對柴油發電機低噪聲結構設計，分析機組通風設計、排風道降噪、發電機布局等內容，以此確保柴油發電機運行穩定，減輕其對周圍環境的影響。

參考文獻：

[1]熊振華. 柴油發電機房噪聲及其控制辦法[J]. 通信電源技術，2016，33（2）：158-159.

[2]董秋蘇. 狹小艙室內柴油發電機組噪聲測量及評定[J]. 船舶標準化工程師，2017，50（4）：59-63.

[3]劉賀，李玉海，魏莉. 泡沫鋁在200千瓦柴油發電機組中降噪的應用研究[J]. 沈陽理工大學學報，2016，35（4）：88-91.

（作者單位：黑龍江外國語學院）