论文部分内容阅读
摘要：坑口发电站通过管道输送瓦斯气体到发电机房发电，变废为宝。瓦斯资源的再生利用，可产生可观的经济效益，但发电机组运行时，会产生95～128分贝的噪声，污染环境。考虑到工作人员及附近居民，有必要降低降噪污染。本文提出了降噪处理方法及治理方案。
关键词：发电机组 环境污染 降噪处理 治理措施
中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：
1 概述
噪声是影响人员健康和工作的重要因素。噪音级在30～40分贝是比较安静正常的环境；超过50分贝就会影响睡眠和休息；70分贝以上干扰谈话，造成心烦意乱；长期工作或生活在90分贝以上的噪音环境，会严重影响听力和导致心血管等其他疾病的发生；当人在100分贝左右的噪声环境中工作时会感到刺耳、难受，甚至引起暂时性耳聋。以国标《城市环境噪声标准》中提出的二类昼间标准为例，即：6∶00～22∶00不得超过60分贝。
2 发电机组的主要噪声源
噪声源，包括排气噪声、机械噪声和燃烧噪声、冷却风扇和排风噪声、进风噪声、发电机噪声、地基振动的传递所产生的噪声等：
(1)、排气噪声：是一种高温、高速的脉动性气流噪声，其噪声可达100 分贝以上，是噪声中最主要的组成部分。
(2)、机械噪声和燃烧噪声：是发动机各运动部件在运转过程中受气体压力和运动惯性力的周期变化所引起的震动或相互冲击而产生的。它具有噪声传播远、衰减少的特点。
(3)、冷却风扇和排风噪声：由涡流噪声、旋转噪声以及机械噪声组成。
(4)、进风噪声：进风通道的作用是保证发动机的正常工作以及给机组本身创造良好的散热条件，能够使进风顺畅进入机房，但同时机组的机械噪声、气流噪声也会通过这个进风通道辐射到机房外面。
(5)、地基振动的传递噪声：发电机组强烈的机械振动可通过地基远距离传播到室外各处然后通过地面再幅射噪声。
3 发电机组房内噪声的控制
从机组机房产生的噪声来源考虑治理方案：
①工作出入门：未经过环保处理改造的普通门不能有效的将噪音吸收、隔离，致使噪音外泄；
②排风系统：发电机组工作时产生大量的热量，需排放到机房外，所以大量的噪音直接由排风口排到室外；
③进气系统：发电机组工作时需大量的新鲜空气以满足工作所需，所以噪音直接由进风口排放到室外；
④机房本体：由于普通的机房是由砖与水泥构造而成，而它只能阻挡部分的噪音外泄，不能有效的将噪音衰减到最理想程度；
⑤机房内外有无其它噪声源：在设计机房治理方案时必须从以下四个方面来考虑：A、工作出入门 B、排风系统C、进气系统D、发电机房本身。
4 发电机组房内的降噪处理
降噪最根本的办法是从声源着手，采用常规的降低噪声的技术，如消声器、隔声、吸声、
隔振等办法。
(1) 机房出入门的消音：
每个机房至少有一个以上出入门，从消音角度看，机房大门不应设置过多，一般情况下设置一个大门，一个小门，面积尽可能不超过3平方米，金属框架，内部附设高强度隔音材料，外部为金属铁板，消音门与墙壁及门框上下紧密配合。
(2) 降低排气噪声：
排气噪声是一种高温、高速的脉动性气流噪声，可达100 分贝以上。电机工作时，排气噪声通过排气管（发电机组原配排气管）直接排出，并且随气流速度增加，噪声频率显著提高。其特点是噪声级高，排气速度快，治理难度大，选用特制的阻抗型复合式的消声器，结合具体的噪声源特点和现场情况，通过不同的方式恰当地进行组合，就可以设计出不同结构形式的复合消声器来。如图1所示的阻抗复合式消声器为例。设S1与S2分别为粗管与细管的横截面积，则消声量△L为：
△L＝
图1 阻抗复合适式消声器的理论计算模型
式中——粗管中吸声材料单位长度引起的生衰减，dB/m，这里忽略了端点的反射；
m——扩张比，m＝S2/S1，这里忽略了吸声材料所占的面积，而且吸声材料的厚度远小于通过它的声波之波长；
k——波数，k＝
——粗管长度，m；
Coshx、sinhx——代表x的双轴余弦与双曲正弦函数。
在上式中，互换m和1/m结果是相同的。它表现收缩室与扩张室具有相同的传声损失，两者的差别仅在进出口的静压力。当m＝1时，△L＝4.34，即为阻性消声器的消声量了。
在实际应用中，阻抗复合式消声器的消声值通常由试验或实际测量确定。一般可使排气噪声降低40-60分贝。
（3）进风与排风：
要解决机房内通风散热问题。进风口应与发电机组、排风口设置在同一直线上，使机房内进出风量自然达到平衡，通风散热效果明显。降低发电机组冷却风机噪声时，必须考虑两个问题，一是排气通道所允许的压力损失；二是要求的消声量。针对上述两点，可选用阻性片式消声器。
阻性片式消声器如图2所示，它实际上是由一排平行的窄矩形管式并联而成。消声量只计算一个窄矩形即可，可由（1-1）[1]式进行简化而变为
式中——消声器的有效长度，m；
ψ（a0）——消声系数，它与阻性材料的吸声系数有关（见表7-2）[1]，dB；
a0 ——吸声系数（见表5-1）[1]，dB；
a——气流通道的宽度，m。
片式消声器结构不太复杂，中、高频消声效果好，是在噪声控制工作中常用的一种。为了不妨碍气体流动，片式消声器的流通截面应设计为管道截面的1.5倍。
图2片式消声器
(4) 机房的隔声、吸声处理和机组隔振
① 机房隔声。机组的排气噪声和冷却风机噪声降低之后，剩下的 主要噪声源是机械噪声和燃烧噪声。采用的方法是除必要的与观察室相连接的内墙观察窗之外，其余窗户均除去，所有孔、洞要密实封堵， 砖墙墙体的隔声量要求40分贝以上。机房门窗采用防火隔声门窗，结构采用金属框架，内部附设高强度隔音岩棉材料，外部为金属铁板，消音门与四周金属门框采用软性密封胶管密封。
② 吸声处理。机房内除地面外的五个壁面可作吸声处理，根据发电机组的频谱特性采用穿孔板共振吸声结构。微穿孔板消声器是利用微穿孔板吸声结构制成的消声器。它能在高速、高温及有水汽、油雾、粉尘等特殊环境下应用。通过选择微穿孔板上的不同穿孔率与板后不同的腔深相组合，可以在较宽的频带内获得良好的消声效果。
③机组隔振。发电机组安装前，应严格按厂家提供的有关资料进行隔振处理，避免造成结构声的远距离传播，并在传播中不断幅射空气声。对因超标而要求治理的现有发电机组，必须实测机组附近地面的振动情况，如果振感明显，则先要对发电机组进行隔振处理。
5、结束语
要控制发电机组房内设备运行时产生的噪声，应首先分析站内噪声的来源，并进行现场测量(噪声的测量应按有关标准进行)，根据有关标准和现场情况确定容许的声级；其次，根据分析，确定方案。对噪声的控制，应从声源控制、传声途径控制、合理建筑结构和隔声、吸声设计、工作人员防护等几个方面，综合进行。
参考文献：
[1] 王文奇，江珍泉, 噪聲控制技术. 化学工业出版社.
[2] 马大猷, 噪声控制学. 科学出版社,1987年[3] [美]L.L. 福尔克纳, 工业噪声控制手册. 科学出版社1987
关键词：发电机组 环境污染 降噪处理 治理措施
中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：
1 概述
噪声是影响人员健康和工作的重要因素。噪音级在30～40分贝是比较安静正常的环境；超过50分贝就会影响睡眠和休息；70分贝以上干扰谈话，造成心烦意乱；长期工作或生活在90分贝以上的噪音环境，会严重影响听力和导致心血管等其他疾病的发生；当人在100分贝左右的噪声环境中工作时会感到刺耳、难受，甚至引起暂时性耳聋。以国标《城市环境噪声标准》中提出的二类昼间标准为例，即：6∶00～22∶00不得超过60分贝。
2 发电机组的主要噪声源
噪声源，包括排气噪声、机械噪声和燃烧噪声、冷却风扇和排风噪声、进风噪声、发电机噪声、地基振动的传递所产生的噪声等：
(1)、排气噪声：是一种高温、高速的脉动性气流噪声，其噪声可达100 分贝以上，是噪声中最主要的组成部分。
(2)、机械噪声和燃烧噪声：是发动机各运动部件在运转过程中受气体压力和运动惯性力的周期变化所引起的震动或相互冲击而产生的。它具有噪声传播远、衰减少的特点。
(3)、冷却风扇和排风噪声：由涡流噪声、旋转噪声以及机械噪声组成。
(4)、进风噪声：进风通道的作用是保证发动机的正常工作以及给机组本身创造良好的散热条件，能够使进风顺畅进入机房，但同时机组的机械噪声、气流噪声也会通过这个进风通道辐射到机房外面。
(5)、地基振动的传递噪声：发电机组强烈的机械振动可通过地基远距离传播到室外各处然后通过地面再幅射噪声。
3 发电机组房内噪声的控制
从机组机房产生的噪声来源考虑治理方案：
①工作出入门：未经过环保处理改造的普通门不能有效的将噪音吸收、隔离，致使噪音外泄；
②排风系统：发电机组工作时产生大量的热量，需排放到机房外，所以大量的噪音直接由排风口排到室外；
③进气系统：发电机组工作时需大量的新鲜空气以满足工作所需，所以噪音直接由进风口排放到室外；
④机房本体：由于普通的机房是由砖与水泥构造而成，而它只能阻挡部分的噪音外泄，不能有效的将噪音衰减到最理想程度；
⑤机房内外有无其它噪声源：在设计机房治理方案时必须从以下四个方面来考虑：A、工作出入门 B、排风系统C、进气系统D、发电机房本身。
4 发电机组房内的降噪处理
降噪最根本的办法是从声源着手，采用常规的降低噪声的技术，如消声器、隔声、吸声、
隔振等办法。
(1) 机房出入门的消音：
每个机房至少有一个以上出入门，从消音角度看，机房大门不应设置过多，一般情况下设置一个大门，一个小门，面积尽可能不超过3平方米，金属框架，内部附设高强度隔音材料，外部为金属铁板，消音门与墙壁及门框上下紧密配合。
(2) 降低排气噪声：
排气噪声是一种高温、高速的脉动性气流噪声，可达100 分贝以上。电机工作时，排气噪声通过排气管（发电机组原配排气管）直接排出，并且随气流速度增加，噪声频率显著提高。其特点是噪声级高，排气速度快，治理难度大，选用特制的阻抗型复合式的消声器，结合具体的噪声源特点和现场情况，通过不同的方式恰当地进行组合，就可以设计出不同结构形式的复合消声器来。如图1所示的阻抗复合式消声器为例。设S1与S2分别为粗管与细管的横截面积，则消声量△L为：
△L＝
图1 阻抗复合适式消声器的理论计算模型
式中——粗管中吸声材料单位长度引起的生衰减，dB/m，这里忽略了端点的反射；
m——扩张比，m＝S2/S1，这里忽略了吸声材料所占的面积，而且吸声材料的厚度远小于通过它的声波之波长；
k——波数，k＝
——粗管长度，m；
Coshx、sinhx——代表x的双轴余弦与双曲正弦函数。
在上式中，互换m和1/m结果是相同的。它表现收缩室与扩张室具有相同的传声损失，两者的差别仅在进出口的静压力。当m＝1时，△L＝4.34，即为阻性消声器的消声量了。
在实际应用中，阻抗复合式消声器的消声值通常由试验或实际测量确定。一般可使排气噪声降低40-60分贝。
（3）进风与排风：
要解决机房内通风散热问题。进风口应与发电机组、排风口设置在同一直线上，使机房内进出风量自然达到平衡，通风散热效果明显。降低发电机组冷却风机噪声时，必须考虑两个问题，一是排气通道所允许的压力损失；二是要求的消声量。针对上述两点，可选用阻性片式消声器。
阻性片式消声器如图2所示，它实际上是由一排平行的窄矩形管式并联而成。消声量只计算一个窄矩形即可，可由（1-1）[1]式进行简化而变为
式中——消声器的有效长度，m；
ψ（a0）——消声系数，它与阻性材料的吸声系数有关（见表7-2）[1]，dB；
a0 ——吸声系数（见表5-1）[1]，dB；
a——气流通道的宽度，m。
片式消声器结构不太复杂，中、高频消声效果好，是在噪声控制工作中常用的一种。为了不妨碍气体流动，片式消声器的流通截面应设计为管道截面的1.5倍。
图2片式消声器
(4) 机房的隔声、吸声处理和机组隔振
① 机房隔声。机组的排气噪声和冷却风机噪声降低之后，剩下的 主要噪声源是机械噪声和燃烧噪声。采用的方法是除必要的与观察室相连接的内墙观察窗之外，其余窗户均除去，所有孔、洞要密实封堵， 砖墙墙体的隔声量要求40分贝以上。机房门窗采用防火隔声门窗，结构采用金属框架，内部附设高强度隔音岩棉材料，外部为金属铁板，消音门与四周金属门框采用软性密封胶管密封。
② 吸声处理。机房内除地面外的五个壁面可作吸声处理，根据发电机组的频谱特性采用穿孔板共振吸声结构。微穿孔板消声器是利用微穿孔板吸声结构制成的消声器。它能在高速、高温及有水汽、油雾、粉尘等特殊环境下应用。通过选择微穿孔板上的不同穿孔率与板后不同的腔深相组合，可以在较宽的频带内获得良好的消声效果。
③机组隔振。发电机组安装前，应严格按厂家提供的有关资料进行隔振处理，避免造成结构声的远距离传播，并在传播中不断幅射空气声。对因超标而要求治理的现有发电机组，必须实测机组附近地面的振动情况，如果振感明显，则先要对发电机组进行隔振处理。
5、结束语
要控制发电机组房内设备运行时产生的噪声，应首先分析站内噪声的来源，并进行现场测量(噪声的测量应按有关标准进行)，根据有关标准和现场情况确定容许的声级；其次，根据分析，确定方案。对噪声的控制，应从声源控制、传声途径控制、合理建筑结构和隔声、吸声设计、工作人员防护等几个方面，综合进行。
参考文献：
[1] 王文奇，江珍泉, 噪聲控制技术. 化学工业出版社.
[2] 马大猷, 噪声控制学. 科学出版社,1987年[3] [美]L.L. 福尔克纳, 工业噪声控制手册. 科学出版社1987