機房設計與設備安裝

發電機房隔音降噪工程施工案例

 

廣東某大酒店位于地下層的柴油發電機房要求做噪聲治理，達到國標GB 12348-2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》的要求，界外噪聲為60dB（A）。機房內需要布置4臺功率為550kVA左右的柴油發電機組，雖然機房內空間充足，但進、排風井緊挨在一起，無法采用軸向通風方式，很難滿足發電機組正常進、排風的要求。

 

一、噪聲來源

 

柴油發電機組噪聲來源于各機械部件的運行噪聲、風扇的排風噪聲、進排氣系統的噪聲，從噪聲的頻譜分析分為低、中、高頻三種，對我們安裝廠商來說就是確定柴油發電機在正常使用時室內噪音不大于110 dB。噪聲成分主要有以下幾種：

a.周期性的排氣所引起的低頻脈動噪聲

b.排氣管道內的氣柱共振噪聲

c.氣缸的亥姆霍茲共振噪聲

d.高速氣流通過排氣門環隙及曲折的管道時所產生的噴注噪聲

e.渦流噪聲以及排氣系統在管內壓力波激勵下所產生的再生噪聲形成了連續性高頻噪聲譜頻率均在10Hz以上隨氣流速度增加頻率顯著提高排氣噪聲是發動機空氣動力噪聲的主要部分其噪聲一般要比發動機整機高10-15dB A是首先要進行降噪控制的部分。

 

二、機房消聲降噪設計

 

1、機房外墻體為2mm以上厚，隔斷機組的噪聲傳至室外；

2、機房設計用防火消音門，以形成聲閘效應隔斷機組的噪聲通過開門傳至室外；

3、排風設計：

排風噪聲主要是風扇噪聲，排風通道也直接與外界相通，空氣流速很大，氣流噪聲風扇噪聲和機械噪聲經此通道輻射出去；在機組的進風通道設高效消音箱，消音箱內為狹長的通道，內壁為微穿孔結構，內設高效吸音材料，微穿孔結構和高效吸音材料形成無數空氣活塞，空氣流經該通道時，其震動能量經空氣活塞變為熱能已被極大地衰減，同時消音箱內的凈通風面積已充分考慮到了機組正常運行機房換氣所需的面積，確保機組的功率輸出；排風系統根據用戶的機房實際和要求，通過軟連接和導風罩后，機組排出的熱風匯流，經消音箱和擴張腔后排往室外；

本項目在排風消音室內安裝復合阻抗式消聲器，消聲器有效消聲長度2.0m。將北面外作為排風百葉。

4、進風噪設計：

發電機組在進風、排風時產生噪聲屬于氣流噪聲，也是發電機組的主要噪聲源之一，氣流噪聲主要是由于氣體流動形成湍流，或氣流高速流動時產生振動而形成。降低氣流噪聲主要是靠安裝各種類型的消聲器及使用消聲室（緩沖室）。消聲器是一種可使氣流通過而能降低噪聲的裝置。

發電機組的進風噪聲主要是氣流湍動而形成的。在機組滿負載時最高可達85dB。排風噪聲是機組的散熱風扇擾動空氣使空氣相互撞擊振動所產生，最高可達105dB（A），噪聲聲級最大的頻率通常也是風扇擾動空氣的頻率。

側頻率f公式為：

f=mz / 60

f =頻率（Hz）

m = 發動機轉速（rpm/min）

z =風扇葉片數

進風消音箱的凈通風面積，應保證風速小于5m/s （機組的排風量與燃氣量消耗相加后除于凈通道面積），才能保證在不降低功率的基礎下，確保達到噪聲效果。本項目進風百葉有效面積只有16平方，康明斯柴油發電機組需求進風量為33.61m3/s，風速為2.1m/s，自然通風就可以滿足要求，可以直接加裝百葉，但是為了降噪效果，華為進風設計為復合阻抗式消聲器加裝電動百葉（此電動百葉開啟與柴油發電聯動，百葉開啟后10秒后啟動柴油發電機）

5、排氣（煙）管設計

排氣噪聲是發動機噪聲中能量最大成分最多的部分它的基頻是發動機的發火頻率在整個的排氣噪聲頻譜中應呈現出基頻及其高次諧波的延伸。

在排氣管路上設有工業型消音器及住宅型消音器，工業型消聲器是利用多孔吸聲材料以一定方式布置在管道內，當氣流通過阻性消聲器時聲波便引起吸聲材料孔隙中的空氣和細小纖維的震動，由于摩擦和粘滯阻力聲能變為熱能而吸收從而起到消聲作用，經兩級消音器后，即可消減排氣噪聲40-45dB（A左右。同時，在管道上，首先安裝的是彈性減震節，隔絕機組震動對排氣系統的影響，在排氣系統的吊裝上，采用彈性吊掛形式，保證不損壞天花或吊掛點，另外，對管道的室內部分采用隔熱隔聲包扎，也有效的改善機組的運行環境及由排氣管引起的噪聲。為了減少排氣溫度對環境的影響，將排氣管安裝沿外墻引至屋面高出屋檐2米處。

6、機房墻頂降噪施工方法

對發電機房內的墻面做吸聲墻，墻頂懸吊吸聲頂。消聲材料為耐火材料，其吸聲系數不低于0.85，面層材料采用鋁合金板材。

天花板、墻體吸聲體

消聲材料：超細玻璃棉+穿孔鋁扣板(1mm)

厚 度：50mm

生產重量：30 — 35公斤/立方米

纖維直徑：5 — 6微米

渣球含量：＜2%

樹脂含量：—7%

使用溫度：4° C

導熱系數：常溫時0.03千卡/米.時.度

防水劑含量：0.5—2.5%

吸水率：＜15% (水中浸泡24小時)

 

圖1  發電機房天花吸音做法示意圖

 

7、消音器制作

（1）各種金屬板材加工應采用機械加工，如剪切、折方、折邊、咬等，做到一次成型，減少手工操作。鍍鋅鋼板施工時，應注意使鍍鋅層不受損壞，盡量采用咬接或鉚接。

（2）消音器框架應牢固，殼體不得漏風。

（3）消音器在加工時，內部尺寸不能隨意改變。其阻性消聲片微沖孔鍍鋅鋼板和輕鋼龍骨制成金屬框，內填超細玻璃棉等吸聲材料，外包玻璃布等覆面材料制成。在填充吸聲材料時，應按設計的容重，厚度等要求鋪放均勻，覆面層不得破損。裝釘吸聲片時，與氣流接觸部分均用漆泡釘，其余部分用拉釘裝釘。釘泡釘時，在泡釘處加一層墊片，可減少破損現象。對于容積較大的吸聲片，為了防止因消音器安裝或移動而造成吸聲材料下沉，可在容腔內裝設適當的托擋板。

（4）消音器內所襯的消聲材料應均勻貼緊，不能脫落，并且拼縫要密實，表面平整，不能凹凸不平。

（5）消音器內的消聲材料覆面層不得破損，搭接時應順氣流，且界面不得有毛邊。

（6）消音器內外金屬構件表面應涂刷紅丹防銹漆兩道（優質鍍鋅板材可不涂防銹漆）。涂刷前，金屬表面應按需要做好處理，清除鐵銹、油脂等雜物。涂刷時要求無漏涂、起溝、露底等現象。

（7）消音器在安裝應單獨設支、吊架，使導風槽不承受其重量。

（8）支吊架應根據消聲器的型號、規格和建筑物的結構情況，按照國標或設計圖紙的規定選用。消聲器在安裝前應檢查支、吊架等固定件的位置是否正確，預埋件或膨脹螺栓是否安裝牢固、可靠。支、吊架必須保證所承擔的載荷。

（9）消音器的安裝方向必須正確，與風管或管件的法蘭連接應保證嚴密、牢固。

 

三、降噪工程實例

 

1、用戶現場條件

（1）進、排風容易形成回路，不能充分冷卻發電機組，也不能滿足機房內的換氣需要；

（2）遠離進風口的發電機組更容易造成熱機運行，嚴重影響發電機組的正常使用性能。

2、方案實例

本方案改變了原設計柴油發電機組的布置方向，在堅持設計原理的基礎上，遵循軸向通風方式的原則，根據機房實際結構，選擇發電機組最佳布置位置，創造有利因素。

 

圖2  柴油發電機房降噪工程立面布置圖

 

圖3  柴油發電機房降噪工程平面布置圖

 

如圖1和圖2所示，根據機房現場結構條件，發電機組分兩組反向布置，分別砌封排風通道，連接至排風井，使發電機組排出的大量熱風得以及時經排風井排出室外，由于排風通道空間充足，降噪裝置采用二級分段結構，既節省降噪材料，又取得更好的降噪效果。而進風降噪就需一定的處理技巧。兩個進風井的降噪裝置采用不同的安裝方式，按進風井的凈面積，科學計算降噪裝置的有效面積，在小進風井里的降噪裝置采用吊裝形式安裝，新鮮空氣自上而下通過降噪裝置送進機房中部；在大進風井下方，距離地面2.6m高處澆注一混凝土板，兩降噪箱分別安裝于此夾層板兩端，巧妙地拓展進風降噪箱安裝空間，新鮮空氣便經由兩降噪箱分別流向兩端分布的發電機組，達到最佳的進風效果，形成軸向通風方式，使發電機組處于最佳的運行狀態。4臺發電機組基本都能均衡地得到冷卻，而機房中間也剛好留出開闊的空間，使配電屏的布置、檢修、操作的空間都很充足。

總體布置確定后，接下來就是排煙系統的布置。一般將排煙系統加裝二級消聲裝置后，引至現場提供的排煙通道，如現場沒有預留排煙通道的，則須引至適當地方接往建筑物頂面，進行高空排放。最后按常規設計要求，設計發電機組的基礎、發電機組排風口連接、加裝隔音門等項目。值得注意的是本方案因進、排風井緊挨在一起，所以要求建筑設計時，進、排風井上部百葉窗在滿足有效面積的同時，排風百葉窗下沿至少必須高出進風百葉窗上沿1.5m以上。本項目經用戶和工程監理部門聯合驗收，機房外1m噪聲在60dB（A）以下，滿足用戶和設計要求。

 

 

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