柴油發(fā)電機房降噪處理的方案
柴油發(fā)電機房通常位于高層建筑的地面首層和地下負(fù)一層,其周邊有一般有居民區(qū)存在。由于發(fā)電機房地處地下室,且上下水及其他管道成‘束’型經(jīng)過發(fā)電機房上空,容易形成共振,將噪聲傳遞到樓房高層,地下室建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜,容易形成共振及混響。舉例一臺300kw康明斯發(fā)電機組,進風(fēng)量為924m³/min,排風(fēng)量為462 m³/min,機房內(nèi)噪音值大于105db以上,而其室外噪聲預(yù)估為95db左右,遠(yuǎn)高于國家聲環(huán)境功能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值,嚴(yán)重影響了周邊居民和本樓工作人員的身心健康與工作質(zhì)量,因此必須對發(fā)電機房噪聲采取治理措施。
一、污染源分析
通常,頻率在5,000-10,000 hz范圍內(nèi)的聲音是人耳最容易聽到的,所以在噪聲測量時可通過對這部份敏感的噪聲采用加權(quán)的方式(一般有a、b、c、d四種),最常用到的是a級加權(quán)計算,表示為db(a)。
1、噪聲的疊加
不同的噪聲源產(chǎn)生的總噪聲值可能過圖1和圖2查得
圖1 柴油發(fā)電機相同等級的噪聲疊加曲線圖
圖2 柴油發(fā)電機不同等級的噪聲疊加曲線圖
噪聲的計算公式:
spl1——已知d1點的噪聲,db(a)(可從技術(shù)參數(shù)表查);
spl2——d2點的噪聲db(a);
d1——d1點離噪聲源的距離m;
d2——d2點離噪聲源的距離m。
2、主要噪聲分類
(1)空氣動力性噪聲。
空氣動力性噪聲是風(fēng)扇葉片與氣流摩擦產(chǎn)生的噪聲,其來源于發(fā)電機組冷卻風(fēng)扇葉片旋轉(zhuǎn)時撞擊周圍空氣而產(chǎn)生的噪聲,有一定的規(guī)律性, 且振動強烈。
(2)燃燒過程和結(jié)構(gòu)振動所產(chǎn)生的噪聲。
燃燒噪聲是在可燃混合氣體燃燒時,因氣缸內(nèi)氣體壓力急劇上升沖擊發(fā)動機各部件,使之振動而產(chǎn)生的噪聲。結(jié)構(gòu)振動噪聲是通過發(fā)動機外表面以及與發(fā)動機外表面剛性連接結(jié)構(gòu)的振動向大氣輻射的噪聲 。一般來說,低轉(zhuǎn)速時,燃燒噪聲占主導(dǎo)地位,高轉(zhuǎn)速時,機械噪聲占主導(dǎo)地位。
(3) 發(fā)電機房內(nèi)產(chǎn)生的混響聲。
混響聲是由于發(fā)電機房機械傳動噪聲與空氣動力噪聲經(jīng)過疊加后通過空氣傳播, 由發(fā)電機房內(nèi)墻壁、管道、不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)及設(shè) 備反射后產(chǎn)生的混合聲響, 頻率紊亂 , 振動強烈。
二、噪聲環(huán)境預(yù)測
1、預(yù)測公式
(1) 對單個聲源用點聲源衰減公式計算預(yù)測點聲壓級:
la(r) = la(ro)- 201 g(r/ro)
式中: r、ro——距離噪聲源的距離,m;
la(r)、la(ro)——距離噪聲源 r、ro 處的 a 聲級, db;
(2) 在兩個以上的聲源同時存在時, 預(yù)測點總聲壓用下式:
式中: l——總聲壓級, db(a);
li——第 i個噪聲源的聲壓級, db(a)
n—— 噪聲源數(shù)。
計算聲源在預(yù)測點的合成聲壓級 , 并考慮各類衰減因素的修正。
2、預(yù)測結(jié)果
根據(jù)上述聲源預(yù)測公式,以發(fā)電機房作為點聲源考慮,噪聲傳播到周邊環(huán)境的衰減量隨距離不同而變化 , 經(jīng)計算得出以下結(jié)論。
距離發(fā)電機房最近的噪聲級最多衰減 10db。預(yù)測發(fā)電機房外噪聲為 90db 左右, 高于國家環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)中《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3096-2008) 中所允許噪聲聲級的要求限值 60db, 超標(biāo)30db。
綜上所述,并結(jié)合相同發(fā)電機房內(nèi)噪聲監(jiān)測結(jié)果看,發(fā)電機房內(nèi)噪聲級超過勞動衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 85db 的要求 , 危害嚴(yán)重人體健康, 對作業(yè)人員造成永久性不可逆轉(zhuǎn)的局部頻段聽力功能損傷 —— 低頻型耳聾失聰。另根據(jù)國家有關(guān)部門大量調(diào)查資料表明:噪聲會使作業(yè)人員產(chǎn)生精神病 ,神經(jīng)官能癥,心血管等疾病;人長期在高噪聲環(huán)境下 , 內(nèi)分泌系統(tǒng)受到干擾,影響免疫系統(tǒng)功能而被誘發(fā)消化系統(tǒng)癌病變;又由于噪聲有掩蔽效應(yīng),往往使人不易察覺一些危險信號,會給生產(chǎn)造成潛在的不安全因素 。所以對發(fā)電機房內(nèi)噪聲治理是非常必要的。
三、污染源控制方案
發(fā)電機房主要噪聲源為發(fā)電機組正常運行期間產(chǎn)生的噪聲,所以必須對發(fā)電機房主要噪聲源采取控制措施,使發(fā)電機組產(chǎn)生的噪聲達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),保證周邊區(qū)域內(nèi)環(huán)境質(zhì)量,為周圍工作人員提供安靜的工作環(huán)境 。由于發(fā)電機房噪聲聲源比較復(fù)雜,僅采取單一的降噪措施難以滿足要求,必須采取綜合治理控制工程。發(fā)電機房噪聲控制布置見圖3和圖4 。
圖3 50-400kw發(fā)電機房隔音降噪立面圖
圖4 50-400kw發(fā)電機房隔音降噪平面圖
具體控制工程的措施如下:
1、減震
發(fā)電機組排氣噪聲由發(fā)電機生產(chǎn)廠家通過安裝排氣管消聲器解決,結(jié)構(gòu)震動噪聲通過在發(fā)電機組地腳與地面之間安裝阻尼減震墊,如圖5所示。
2、吸聲墻面
發(fā)電機組產(chǎn)生的燃燒及機械傳動噪聲與空氣動力性噪聲通過空氣以及發(fā)電機房內(nèi)墻壁、管道、不規(guī)則建筑布局反射回來產(chǎn)生混響聲, 該混響聲直接傳出室外,對周圍工作人員的身心具有很大的傷害,必須通過隔聲處理措施控制聲音向外輻射。故將發(fā)電機房改造為封閉式空間,即將發(fā)電機房自后部向前 8.4 米處隔斷,高 3.1 米處使用吸聲材料將所有管道與發(fā)電機房隔開(如圖6所示),將發(fā)電機房內(nèi)所有無用空間與發(fā)電機房隔斷,發(fā)電機房內(nèi)兩處套間門安裝隔聲門,所有墻體安裝吸聲材料。通過上述措施可防止噪聲通過鍋爐間向外傳播噪聲,有效降低噪聲約20db 左右。
圖5 柴油發(fā)電機振動隔離器
圖6 柴油發(fā)電機組機房吸聲墻面
3、通風(fēng)
將發(fā)電機房改為密閉空間時,室內(nèi)空氣將不流通,導(dǎo)致柴油機沒有充足的氧氣正常工作及散熱,嚴(yán)重影響設(shè)備運行 。由此可見,發(fā)電機房內(nèi)的通風(fēng)是非常重要的。通過現(xiàn)場勘察和發(fā)電機組進風(fēng)量要求計算,在 8.4 米隔斷處下部安裝 shj型進風(fēng)消聲器,進風(fēng)通過柴油機冷卻風(fēng)扇強制吸入,上部安裝 shj型排風(fēng)消聲器,利用熱空氣上升原理及發(fā)電機房室內(nèi)外壓差排除,保柴油機有充足空氣冷卻散熱,有充足的氧氣良好燃燒,不影響設(shè)備運行。在不影響其安全運行的情況下可有效降低噪聲約 20db 以上。
通過以上噪聲控制措施,可使發(fā)電機房內(nèi)正常工作時產(chǎn)生的噪聲聲壓級明顯降低,再通過自然衰減,可將發(fā)電機房周邊生活及辦公區(qū)噪聲控制在 60db 以下,達(dá)到《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3096-2008) 的2 類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的噪聲限制 。 由于發(fā)電機房內(nèi)為密閉空間,致使發(fā)電 機房內(nèi)噪聲明顯過大無法衰減,但對于發(fā)電機房內(nèi)噪聲控制達(dá)到《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(gbz1-2002) 中規(guī)定的限制85 db 以下。
除了上述控制措施外,操作人員必須按照規(guī)章制度操作 :即在正常工作時門窗必須關(guān)閉 , 防止室內(nèi)噪聲輻射到室外。以200kw康明斯柴油發(fā)電機組標(biāo)準(zhǔn)機房為例,材料清單如表1內(nèi)容。
表 1 污染治理方案主要設(shè)備及材料統(tǒng)計
序號
設(shè)備
單位
數(shù)量
備注
1
進風(fēng)消聲器
組
1
型號:shj,流量為 56000m3/h,
2
排風(fēng)消聲器
組
1
型號:shj,流量為 56000m3/h,
3
隔聲門
樘
3
型號:lm
4
墻體吸聲材料
㎡
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