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        靜音箱

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        靜音箱

        發布日期:2019-05-25 作者: 點擊:

        當前我國電力緊張問題越來越突出,同時人們對環保的要求也越來越高。作為供電網的備用電源,帶靜音箱的柴油發電機組以其噪聲小得到了大量使用。帶靜音箱的機組可實現高達30dB的降噪量,但國內產品與國外相比還有較大差距,如下表1所示。針對康明斯 460KW柴油發電機組的靜音箱綜合利用各種消聲技術進行了設計,使噪聲由108dB降到了 75dB 以下,取得了良好的降噪效果。


         噪聲分析
        為有效控制噪聲,首先分析機組噪聲的產生及其分布,以便有針對性地采用噪聲控制技術。根據燃機發電機組的工作原理,其噪聲的產生非常復雜。從產生的原因和部位上來分,燃機發電機組的噪聲可以包括以下幾部分
        (1)排煙噪聲;
        (2)機械噪聲;
        (3)燃燒噪聲;
        (4)冷卻風扇和排風噪聲;
        (5)進風噪聲; 
        (6)發電機噪聲。

        根據其傳播路徑可歸納為以下幾種噪
        (1)內燃機排煙噪聲.即內燃機排煙通道噪聲,排煙噪聲是一種高溫、高速的脈動性氣流噪聲,是機組噪聲中能量最大,成分最多的部分,比進氣噪聲及機體輻射的機械噪聲要高得多,是機組總噪聲中最主要的組成部分,也是噪聲控制的重點。它的基頻是內燃機的點火頻率。

        (2)進氣噪聲。即箱體進氣處噪聲,進氣噪聲主要有機組機械噪聲、發電機噪聲和氣流噪聲等。由于進氣是被動進氣,且所處位置遠離主噪聲源,噪聲級與其他位置相比相對較低,要求的降噪量就小。

        (3)排氣噪聲。即箱體出風口處噪聲,排氣噪聲主要成分為排風噪聲、氣流噪聲、風扇噪聲、機械噪聲和內燃機燃燒噪聲等。該處噪聲源較多,噪聲級較高,且由于機組采用強排風降溫,增加了噪聲的向外傳播,所以此處的噪聲控制相對較困難。

         靜音箱設計
        針對機組主噪聲源的分布及噪聲的特性,為有效控制各種噪聲,采用隔聲、吸聲和消聲等控制技術分別對不同部位的噪聲進行處理,具體設計如下:
        1隔聲和吸聲計算及設計
        隔聲箱體是為有效降低機組噪聲對外界的影響,有效阻斷噪聲傳播途徑而設計的封閉空間。當機組放置于箱體內部時,由于隔聲技術、吸聲等技術有效地阻止噪聲向外傳播,將噪音源的噪聲控制在箱體內部,從而降低其對外界的影響。隔聲技術是用隔聲體使部分聲波的傳播方向改變(反射、折射),使穿透該物體的聲波能量減弱,從而降低隔聲體另一面的噪聲。物體的隔聲量TL與構件的面密度m(kg×m2)和聲波激發頻率f(Hz)有關,單層板隔聲量計算公式為:
        TL=181gm+121gf-25

        因此,面密度越大,慣性阻力越大,越難激發振動,聲波越難透射,其隔音量也越大。故在設計時盡量選擇面密度大的材料作為箱體壁板。在實際的工程應用中,常以平均隔聲量計算壁板的隔聲量,計算公式為:
        TL=181gm500+8

        根據實際隔聲量要求,以式()*計算壁板厚度。

        在進行隔聲處理的同時,大量的聲波被反射回箱體內部,與原有聲波形成混響聲,將增加內部的噪聲級和噪聲能量,從而降低壁板的隔聲效果。因此在進行隔聲處理的同時要在壁板內側貼附吸聲材料,對內部噪聲進行吸聲處理。


        在降低噪聲向外輻射的同時降低箱內的噪聲能量,從而有效降低總體噪聲級。吸聲是聲波在傳播過程中,遇到各類材料時,一部分聲能向材料內部傳播而產生能量轉移、轉換、或干涉疊加,從而使聲波的能量減弱,其直觀表現為聲級的下降,使噪聲值下降。不同材料有不同的吸聲系數,其吸聲效果也不同,吸聲量可用下列公式計算:

        根據以上隔聲和吸聲理論及計算公式,箱體外殼采用2.0mm 鋼板制成,內附40mm吸聲材料(巖棉),然后用 1.0mm穿孔板固定,這幾部分組裝在一起作為隔聲壁板,可有效阻隔噪聲23dB 以上。壁板結構如圖1所示。
        為方便維修和觀察數據而設置的門和觀察窗成為隔聲壁板的薄弱環節,所以對門進行加厚和密封處理,對觀察窗采用雙層玻璃結構,有效地解決了噪聲從門、窗和空隙中傳出的問題。

        2進、排氣口噪聲處理
        由于箱體采取自然進風、強制排風,在進、排風口產生孔洞,導致漏聲,即形成進氣噪聲區和排氣噪聲區。為防止噪聲從進、排風風道向外傳播,進、排風風口均須安裝消聲器。根據排風量和燃氣量,設計進風排氣消聲通道,保證在進、排風順暢的前提下(風速一般取5m/s左右為宜),達到所有需要的消聲效果。具體設計時,采用多通道折板式阻性消聲器,如圖 2所示,其消聲片的厚度取80-100mm,通道寬取120-150mm,材料用容重80kg/m3。消聲器長度計算公式為:
        片式消聲器通道的通流截面積設計為排風口截 面積的1.5倍。

        折板式阻消聲器利用聲波在吸聲材料中傳播時因受摩擦將聲能轉化為熱能而散發掉,并且由于拐角的存在使噪聲不能直接通過消聲通道,從而有效提高消聲效果,達到消聲的目的。阻性消聲器其具有良好的中高頻性能。另外在消聲器出口處加裝百葉窗避免雨水進入,對其實行有效保護。
         3內燃機排氣噪聲的控制
        由于排氣管是柴油發電機組的最大噪聲擴散源,因此抑制排氣噪聲最簡單且最有效的方法就是在排氣管上安裝消聲器。

        所采用的消聲器應盡量減少通道各部件的壓力損失,故要堅持以下原則:
        1盡量降低排氣通道中各部件的氣流速度;
        2盡量減小排氣通道中直角彎頭的次數,并擴大排氣管截面。

        因此設計進行消聲處理時遵循以上原則,在原有消聲器的基礎上再加一抗性消聲器形成兩級擴張式(抗性)消聲器,膨脹系數 m=9。經實際測量可知,排氣噪聲 (排氣管出口1m處減少了 30dB(消聲器安裝前為 108dB,安裝后為75dB以上,達到了預期目的。但是,采用消聲器會使排氣管中氣流阻力增大,降低柴油發電機組的有效功率,因此要加以注意。

        實例分析
        在對康明斯460KW機組進行噪聲處理時,由于機組已做防震處理,在此不再對機組的抗震問題進行處理。根據以上分析,箱體壁板采用2.0mm鋼板作為外殼,內附40mm 巖棉作為吸聲材料,然后用1.0m穿孔板固定,使鋼板、巖棉和穿孔板形成一體以方便安裝;進、排氣口消聲器采用折板式阻性消聲器,折板由鋼板兩側各貼吸聲材料組合而成,且以穿孔板固定吸聲材料,具體結構如圖3 , 所示。

        根據進、排氣通道要求插入損失的不同,進風口消聲器設計長為350mm,為增加被動進風量縮短箱體長度采取兩側布置的方式安裝,見圖3 ;

        出風口由于噪聲較復雜且噪聲級高消聲器設計長為2000mm;內燃機排氣口由于噪聲級較高,為增大插入損失,在原有消聲器基礎上安裝一新抗性消聲器形成二級消聲器,有效降低排氣噪聲;箱體兩側安裝雙層門既保證了隔聲效果又方便設備維修。

        各控制分區分別采取相應的噪聲控制技術,綜合控制使箱體外噪聲級降至75dB以下,達到了良好的隔聲效果。靜音箱結構圖如圖 % 所示。如果帶靜音箱的機組放在機房內對發電機房采取二次降噪處理,將進一步降低噪聲的影響。

        小結
        為了降低柴油發電機組運行時的噪聲,綜合利用噪聲控制技術設計了機組用靜音箱。針對不同位置噪聲特點分別采用隔聲、吸聲和消聲等控制措施。在受尺寸限制的條件下,使噪聲降至75dB以下,達到了國家環境要求的標準。

        實踐證明,本文所設計的靜音箱可以有效地降低柴油發電機組噪聲對外界的影響,這為進一步降低柴油發電機組運行時的噪聲打下了堅實的基礎。


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        關鍵詞:濰坊靜音箱,靜音箱廠家,濰城靜音箱

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