重康动力（深圳）有限公司

 

机房设计与设备安装

柴油发电机组机房降噪方案

 

摘要：发电机房降噪方案的设计依据是一个以国家法规标准为纲领，以声学原理为技术核心，同时严格遵循设备运行规律和安全生产规范的综合性框架。一个成功的柴油发电机组降噪方案，是在 “合规、安静、通风、安全、易维” 这五个关键点之间取得的完美平衡。忽视任何一点，都可能导致方案失败。因此，强烈建议由具备相关经验和资质的专业噪声控制公司进行设计和施工。

 

一、设计依据

 

1、核心法规与标准依据（合法性基础）

      这是降噪设计的首要依据，确保方案符合国家和地方的法律法规要求。

（1）声环境质量标准：《声环境质量标准》（GB 3096-2008）：规定了城市五类区域（居住区、工业区、交通干线两侧等）的环境噪声限值。机房外的噪声值必须满足其所在声环境功能区的标准要求。这是最终的验收标准。

（2）工业企业噪声控制标准：《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348-2008）：规定了工厂及可能产生噪声的企事业单位的边界噪声排放限值。这是机房降噪最直接、最常用的设计目标依据。需要根据厂界所处的声环境功能区类别（1类、2类、3类、4类）来确定昼间和夜间的噪声限值。

（3）建筑设计相关标准：

① 《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）：任何降噪措施都不能以牺牲消防安全为代价。所使用的吸音、隔音材料必须满足相应的防火等级要求，通风设计必须保证火灾时排烟顺畅。

② 《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118-2010）：如果机房毗邻或位于民用建筑内（如医院、酒店、住宅楼），还需满足此规范中对机房等设备用房的隔声要求。

2、声学原理与技术依据（技术可行性基础）

      这是实现降噪目标的技术手段和理论支撑。

（1）噪声源分析：

① 空气动力性噪声：主要是进气、排气噪声，频率高，强度大，是主要噪声源之一。

② 机械性噪声：发动机活塞、齿轮、轴承等运动部件产生的噪声，以及发电机电磁噪声。

③ 燃烧噪声：柴油在气缸内燃烧产生的噪声。

④ 排气噪声：高温高压废气通过排气管排出产生的宽频带噪声，是最大的噪声源。

      需要了解机组在不同负载下的噪声频谱特性（低频、中频、高频成分），以便采取针对性的措施。

（2）噪声传播途径控制原理：

① 隔声：采用隔声墙体、隔声门、隔声窗等，利用质量定律阻挡噪声向外传播。目标是提高围护结构的隔声量（Rw）。

② 吸声：在机房内壁和顶棚安装吸声材料或结构，降低室内混响声，减少噪声通过墙壁透射的能量。常用材料有离心玻璃棉、岩棉、多孔泡沫铝等，并配合吸声体结构。

③ 消声：针对进、排气气流噪声，安装消声器。消声器需满足插入损失要求，同时其空气动力性能（阻力损失）不能影响发动机的进气效率和排气背压，否则会导致机组功率下降、油耗增加、温度过高。

④ 减振：在机组底座与基础之间安装高效减振器，阻断固体声（结构传声）的传播。对于与之连接的管道（如排烟管）、电缆等也需要采用柔性连接。

3、设备运行与安全依据（功能性保障）

      降噪方案不能影响发电机组的正常运行和维护，真实效果如图1所述。

（1）机组通风散热需求：柴油发电机组运行时会产生大量热量，机房必须有充足的进风和排风通道。降噪设计中的难点之一就是平衡通风量与消声量。进排风消声器的尺寸和结构必须经过计算，确保在满足降噪要求的同时，提供足够的冷却风量，防止机房温度过高导致机组“高水温”停机。

（2）机组输出功率保障：任何附加的消声器、过滤器都会增加进排气阻力。设计时必须确保总阻力在发动机厂家允许的范围内，以避免机组输出功率下降。

（3）操作、维护与安全：

① 可及性：降噪设施不能妨碍对机组的日常巡检、维护和大修工作。

② visibility：观察窗应便于观察机组运行状态。

③ 安全性：所有材料必须防火、防腐、防潮。电气线路敷设符合防爆要求。必须设置应急逃生门和消防设施。

 

图1  柴油发电机组隔音降噪工程效果图

 

二、设计方案与施工要求

 

      本文以康柴公司某施工项目为案例，详细阐述降噪方案细节和效果。根据对现场环境噪声的调查和估测，该机房受周边设备运转噪声的影响较大，如相邻的空调机房与油机房相隔不足10m。未做降噪处理，开机时噪声对油机房影响很大。柴油发电机组的噪声为稳定噪声，在相同工况下运行噪声级不变，因此在修正背景噪声的影响后，机房外1m噪声值控制在60dB（A）。

1、项目概述

      某省网通公司通信枢纽楼项目备用电源，由两台KM2250E型发电机组并联运行组成。备用功率为1800kW×2（2250kVA×2），输出电压为400/230V，每台发电机组的排风量为2500m3/min，排烟量为420m3/min，排烟口尺寸为φ350，发电机组重量为15t。发电机组基础尺寸6000L×2500W，机房位于枢纽综合楼后面附楼一层室内，距大楼约50m。机房的进、排风位于机房两侧，为自然进、排风。排烟口位于平房屋顶。为了保证发电机组的正常使用，并符合大楼整体建设的要求，针对机房的实际情况，本着环保、方便、实用、可靠的原则，制定出机房工程的设计施工方案，图纸如图2所述。

2、施工要求

      整个工程分为发电机组就位安装、排气系统、机房消声处理、机房防寒防尘处理、自动燃油系统和电气系统六大部分，以下将对各部分逐一阐述。

（1）发电机组就位安装

      为了使发电机组平稳工作，并不致使振动传至基础，在发电机组安装基础平台上预埋减振垫的安装钢板，用于发电机组减振垫的安装，待发电机组就位后，使用千斤顶将发电机组抬高，将24个高效减振垫的安装孔分别对准钢板上预先钻好的安装螺孔，然后用螺栓将减振垫固定在安装钢板上。

（2）排气系统

      发电机组的排气系统由波纹减振节、室内排烟管、工业型消声器、住宅型消声器和室外450mmx450mm方形排烟管、防雨帽等组成。在发电机组排烟口，首先安装波纹减振节，用于隔绝发电机组的振动；室内使用直径为350mm排烟管；自排气方向，工业型消音器在前，住宅型消音器安装在后，发电机组随机配置的工业型消声器是阻性消声器，它可以吸收发电机组排气噪声中的高频部分。设计消声量≥10dB（A）。专为降噪配置的住宅型消声器是抗性消声器，由排气扩张室和共振腔组成，它可以吸收发电机组排气噪声中的中、低频部分。设计消声量≥40dB（A）。排气管穿墙时使用岩棉包裹，避免将振动传至墙体；室外使用450mmx450mm方形排烟管，沿墙伸至屋顶，以满足环保要求（排烟口周围15m内不得有建筑），并作相应固定；排烟口设有防雨帽，确保发电机组能正常运行；排气系统作为发电机组的一大热源，为了保持室内温度适合发电机组运行，排气管室内部分及消音器使用50mm厚岩棉作为内层包裹，用铝薄作外层包裹；为了避免排气系统对上一层建筑的影响，在消音器吊装时设有弹簧减振装置。

      由于消声器、排烟管和弯接头的阻力影响，整个排气系统产生了一个排气压力损失，按照发动机的技术要求，该型发动机排气允许的压力损失为≤5.6kPa，发电机组验收测试时，满载时测量，系统的排气压力损失为4.25kPa，在允许的范围之内。

（3）机房降噪处理

      本机房按GB12348-12349-90二类（昼）标准进行设计，机房外1m测量达到60dB（A）的要求，同时将不降低发电机组功率。机房外墙体要求为300mm厚，隔断发电机组的噪声传至室外；机房设计用两扇消声门，中间做成门斗形式，以形成声闸效应隔断发电机组的噪声通过门洞传至室外；机房到配电室的门也用消声门隔断噪声的传播。

      发电机组的进风通道、排风通道均设高效片式消声器，消声器内为狭长的通道，内壁为穿孔板结构，内设高效吸声材料，穿孔板结构和高效吸音材料形成无数空气活塞，空气流经该通道时，其振动能量经空气活塞变为热能已被极大地衰减，同时消声器内的通风净面积已充分考虑到了发电机组正常运行机房换气所需的面积，满足发电机组通风散热的要求。

      发电机组的机座下部安装有高效减振装置，吸收发电机组90％以上的振动能量。

（4）机房防寒防尘处理

      由于当地气候条件为全年多风多尘、冬季寒冷，为了保持室内清洁，延长发电机组使用寿命及在冬季防止机房内温度过低，发电机组无法正常启动使用，兼顾经济性考虑，在机房的进风口设电动百叶窗，发电机组水箱前的排风口设自垂式百叶窗。外墙排风口安装固定百叶窗。

      当发电机组运行时，电动百叶窗自动打开，自垂式百叶窗在发动机风机风压作用下被吹开，当发电机组停止运行时，电动百叶窗延时后（由UPS电源）自动关闭。自垂式百叶窗由于重力作用也自动闭合，由此，确保机房在发电机组备用时处于密闭状态，保暖和防尘。

（5）自动燃油系统

      由两个2500L室内日用油箱（每台发电机组用一台）、两台电动油泵、自动燃油控制箱、室外油罐、管路及阀门等组成。日用油箱采用自流方式向发电机组供油，在日用油箱上设有高、低液面检测传感器。该系统可手动/自动操作，自动方式为发电机组运行时，液面低于低位，电动油泵自动将燃油从室外油罐抽至室内日用油箱，当油箱液位高于高位时，自动停止，手动方式为用户

      根据油箱液位指示，通过按钮控制室外油罐向油箱补油。

      使用1寸无缝钢管自油箱进、回油接口处将进、回油管沿着油管沟引至发电机组旁，通过柔性管接至发动机进、回油管接口。进、回油管管路中均设有阀门；根据消防要求，使用1.5寸无缝钢管将室内油箱的透气管接至室外；管路安装前首先刷上防锈漆，油路系统安装完毕后，管路内用柴油清洗。

（6）电气系统

      电气系统安装包括发电机组至输出配电柜动力电缆的制作与连接，8808并车系统之间，8808并车系统与发电机组输出配电柜控制电缆的制作与连接，发电机组及输出柜与接地系统的连接，发电机组的水套加热器及启动蓄电池浮充装置电源连接，自动燃油系统控制电源连接，电动百叶窗控制系统连接等。以上项目在机房降噪安装时，施工方将统一考虑。

 

图2 柴油发电机机房降噪设计图

 

3、基本思路和技巧

      本机房的降噪设计充分利用原有机房的布局特点，进风和排风顺着发电机组自然通风的方向，从发电机端进风，水箱端排风，在外墙进风口和进风消声器之间留有1m距离的扩张腔，相当于多了一个抗性消声器，提升了消声器的低频消声特性，有效降低了进风口的风速和噪声。同时，由于扩张腔的存在，使布置进风百叶窗时避免落地安装。

      进风百叶窗布置在离地3.6m以上的外墙。排风通道布置了两段扩张腔，水箱排出的热风先排到排风井的空腔，空腔挡风墙距离水箱口有3.8m，使排风风压降低，然后再通过消声器降噪，最后经过扩张腔和百叶窗排出室外。由于设计时有意加长了排风路径的距离，并设置了两段扩张腔，把排风口设计在离地4.4m以上的外墙，这些综合措施将进、排风口噪声的影响降到了最低。设计方案如图3所示。

      由于两台发电机组布置在一个机房里，中间留有大约5m的通道，而机房门和两边的进风消声器互不干涉，这样就留出了门斗的位置。门斗的直线距离为3m，在门斗里分别安装两扇单开隔声门，由于有门斗的声闸效应，门的隔声量达到60dB（A）左右，与整个机房的降噪要求等效。本项目经用户和工程监理部门联合验收，机房外1m噪声在60dB（A）以下，满足用户和设计的要求。

 

图3 柴油发电机机房隔音降噪平面图

 

总结：

发电机房降噪设计是一个系统工程，需要综合考虑声学原理、柴油发电机组运行需求和安全规范。除此之外，本文方案还对比了有关的环境噪声材料的效果，勘察了现场的机房实际尺寸和周边情况，了解了发电机组的有关性能和参数，以及同类柴油发电机组机房噪声类比测量报告。

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