康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

机房设计与设备安装

发电机房隔音降噪工程施工案例

 

广东某大酒店位于地下层的柴油发电机房要求做噪声治理，达到国标GB 12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》的要求，界外噪声为60dB（A）。机房内需要布置4台功率为550kVA左右的柴油发电机组，虽然机房内空间充足，但进、排风井紧挨在一起，无法采用轴向通风方式，很难满足发电机组正常进、排风的要求。

 

一、噪声来源

 

柴油发电机组噪声来源于各机械部件的运行噪声、风扇的排风噪声、进排气系统的噪声，从噪声的频谱分析分为低、中、高频三种，对我们安装厂商来说就是确定柴油发电机在正常使用时室内噪音不大于110 dB。噪声成分主要有以下几种：

a.周期性的排气所引起的低频脉动噪声

b.排气管道内的气柱共振噪声

c.气缸的亥姆霍兹共振噪声

d.高速气流通过排气门环隙及曲折的管道时所产生的喷注噪声

e.涡流噪声以及排气系统在管内压力波激励下所产生的再生噪声形成了连续性高频噪声谱频率均在10Hz以上随气流速度增加频率显著提高排气噪声是发动机空气动力噪声的主要部分其噪声一般要比发动机整机高10-15dB A是首先要进行降噪控制的部分。

 

二、机房消声降噪设计

 

1、机房外墙体为2mm以上厚，隔断机组的噪声传至室外；

2、机房设计用防火消音门，以形成声闸效应隔断机组的噪声通过开门传至室外；

3、排风设计：

排风噪声主要是风扇噪声，排风通道也直接与外界相通，空气流速很大，气流噪声风扇噪声和机械噪声经此通道辐射出去；在机组的进风通道设高效消音箱，消音箱内为狭长的通道，内壁为微穿孔结构，内设高效吸音材料，微穿孔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，其震动能量经空气活塞变为热能已被极大地衰减，同时消音箱内的净通风面积已充分考虑到了机组正常运行机房换气所需的面积，确保机组的功率输出；排风系统根据用户的机房实际和要求，通过软连接和导风罩后，机组排出的热风汇流，经消音箱和扩张腔后排往室外；

本项目在排风消音室内安装复合阻抗式消声器，消声器有效消声长度2.0m。将北面外作为排风百叶。

4、进风噪设计：

发电机组在进风、排风时产生噪声属于气流噪声，也是发电机组的主要噪声源之一，气流噪声主要是由于气体流动形成湍流，或气流高速流动时产生振动而形成。降低气流噪声主要是靠安装各种类型的消声器及使用消声室（缓冲室）。消声器是一种可使气流通过而能降低噪声的装置。

发电机组的进风噪声主要是气流湍动而形成的。在机组满负载时最高可达85dB。排风噪声是机组的散热风扇扰动空气使空气相互撞击振动所产生，最高可达105dB（A），噪声声级最大的频率通常也是风扇扰动空气的频率。

侧频率f公式为：

f=mz / 60

f =频率（Hz）

m = 发动机转速（rpm/min）

z =风扇叶片数

进风消音箱的净通风面积，应保证风速小于5m/s （机组的排风量与燃气量消耗相加后除于净通道面积），才能保证在不降低功率的基础下，确保达到噪声效果。本项目进风百叶有效面积只有16平方，康明斯柴油发电机组需求进风量为33.61m3/s，风速为2.1m/s，自然通风就可以满足要求，可以直接加装百叶，但是为了降噪效果，华为进风设计为复合阻抗式消声器加装电动百叶（此电动百叶开启与柴油发电联动，百叶开启后10秒后启动柴油发电机）

5、排气（烟）管设计

排气噪声是发动机噪声中能量最大成分最多的部分它的基频是发动机的发火频率在整个的排气噪声频谱中应呈现出基频及其高次谐波的延伸。

在排气管路上设有工业型消音器及住宅型消音器，工业型消声器是利用多孔吸声材料以一定方式布置在管道内，当气流通过阻性消声器时声波便引起吸声材料孔隙中的空气和细小纤维的震动，由于摩擦和粘滞阻力声能变为热能而吸收从而起到消声作用，经两级消音器后，即可消减排气噪声40-45dB（A左右。同时，在管道上，首先安装的是弹性减震节，隔绝机组震动对排气系统的影响，在排气系统的吊装上，采用弹性吊挂形式，保证不损坏天花或吊挂点，另外，对管道的室内部分采用隔热隔声包扎，也有效的改善机组的运行环境及由排气管引起的噪声。为了减少排气温度对环境的影响，将排气管安装沿外墙引至屋面高出屋檐2米处。

6、机房墙顶降噪施工方法

对发电机房内的墙面做吸声墙，墙顶悬吊吸声顶。消声材料为耐火材料，其吸声系数不低于0.85，面层材料采用铝合金板材。

天花板、墙体吸声体

消声材料：超细玻璃棉+穿孔铝扣板(1mm)

厚 度：50mm

生产重量：30 — 35公斤/立方米

纤维直径：5 — 6微米

渣球含量：＜2%

树脂含量：—7%

使用温度：4° C

导热系数：常温时0.03千卡/米.时.度

防水剂含量：0.5—2.5%

吸水率：＜15% (水中浸泡24小时)

 

图1  发电机房天花吸音做法示意图

 

7、消音器制作

（1）各种金属板材加工应采用机械加工，如剪切、折方、折边、咬等，做到一次成型，减少手工操作。镀锌钢板施工时，应注意使镀锌层不受损坏，尽量采用咬接或铆接。

（2）消音器框架应牢固，壳体不得漏风。

（3）消音器在加工时，内部尺寸不能随意改变。其阻性消声片微冲孔镀锌钢板和轻钢龙骨制成金属框，内填超细玻璃棉等吸声材料，外包玻璃布等覆面材料制成。在填充吸声材料时，应按设计的容重，厚度等要求铺放均匀，覆面层不得破损。装钉吸声片时，与气流接触部分均用漆泡钉，其余部分用拉钉装钉。钉泡钉时，在泡钉处加一层垫片，可减少破损现象。对于容积较大的吸声片，为了防止因消音器安装或移动而造成吸声材料下沉，可在容腔内装设适当的托挡板。

（4）消音器内所衬的消声材料应均匀贴紧，不能脱落，并且拼缝要密实，表面平整，不能凹凸不平。

（5）消音器内的消声材料覆面层不得破损，搭接时应顺气流，且界面不得有毛边。

（6）消音器内外金属构件表面应涂刷红丹防锈漆两道（优质镀锌板材可不涂防锈漆）。涂刷前，金属表面应按需要做好处理，清除铁锈、油脂等杂物。涂刷时要求无漏涂、起沟、露底等现象。

（7）消音器在安装应单独设支、吊架，使导风槽不承受其重量。

（8）支吊架应根据消声器的型号、规格和建筑物的结构情况，按照国标或设计图纸的规定选用。消声器在安装前应检查支、吊架等固定件的位置是否正确，预埋件或膨胀螺栓是否安装牢固、可靠。支、吊架必须保证所承担的载荷。

（9）消音器的安装方向必须正确，与风管或管件的法兰连接应保证严密、牢固。

 

三、降噪工程实例

 

1、用户现场条件

（1）进、排风容易形成回路，不能充分冷却发电机组，也不能满足机房内的换气需要；

（2）远离进风口的发电机组更容易造成热机运行，严重影响发电机组的正常使用性能。

2、方案实例

本方案改变了原设计柴油发电机组的布置方向，在坚持设计原理的基础上，遵循轴向通风方式的原则，根据机房实际结构，选择发电机组最佳布置位置，创造有利因素。

 

图2  柴油发电机房降噪工程立面布置图

 

图3  柴油发电机房降噪工程平面布置图

 

如图1和图2所示，根据机房现场结构条件，发电机组分两组反向布置，分别砌封排风通道，连接至排风井，使发电机组排出的大量热风得以及时经排风井排出室外，由于排风通道空间充足，降噪装置采用二级分段结构，既节省降噪材料，又取得更好的降噪效果。而进风降噪就需一定的处理技巧。两个进风井的降噪装置采用不同的安装方式，按进风井的净面积，科学计算降噪装置的有效面积，在小进风井里的降噪装置采用吊装形式安装，新鲜空气自上而下通过降噪装置送进机房中部；在大进风井下方，距离地面2.6m高处浇注一混凝土板，两降噪箱分别安装于此夹层板两端，巧妙地拓展进风降噪箱安装空间，新鲜空气便经由两降噪箱分别流向两端分布的发电机组，达到最佳的进风效果，形成轴向通风方式，使发电机组处于最佳的运行状态。4台发电机组基本都能均衡地得到冷却，而机房中间也刚好留出开阔的空间，使配电屏的布置、检修、操作的空间都很充足。

总体布置确定后，接下来就是排烟系统的布置。一般将排烟系统加装二级消声装置后，引至现场提供的排烟通道，如现场没有预留排烟通道的，则须引至适当地方接往建筑物顶面，进行高空排放。最后按常规设计要求，设计发电机组的基础、发电机组排风口连接、加装隔音门等项目。值得注意的是本方案因进、排风井紧挨在一起，所以要求建筑设计时，进、排风井上部百叶窗在满足有效面积的同时，排风百叶窗下沿至少必须高出进风百叶窗上沿1.5m以上。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，满足用户和设计要求。

 

 

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