移動式供電站噪聲測量分析與降噪研究

王海斌 劉大臣

（1.中國人民解放軍91550部隊91分隊 遼寧 大連 116023；2.中國人民解放軍91913部隊 遼寧 大連 116041）

0 引言

由于某些裝設備的使用地點偏僻，使用頻率較低，固定電網難以進行正常的用電保障，移動式供電站的移動性能好、靈活可靠的優點，受到一些特殊用電行業的關注。某型移動式供電站的發電部分采用柴油發電機組，但柴油發電機組的噪聲很大，嚴重影響人們的正常生活和工作，甚至導致人耳聾和損壞大腦神經。因此，對移動式供電站進行噪聲測量、分析，采取有效的降噪措施，具有十分重要的現實作用。

1 噪聲測量與分析

1.1 測點布設

為了解電站的噪聲頻譜特性，采取有效措施對電站進行降噪處理，采用GJB235A-97《軍用移動電站通用規范》中規定電站噪聲指標測量方法。在電站四周分布4點，其位置在距電站1m處，高度為距箱體地板1m處，所測得的A計權聲壓級的算術平均值作為電站噪聲指標。具體測點布置如圖1所示（該圖為電站俯視圖）。

圖1 電站噪聲測點布置圖

1.2 噪聲測量系統組成

噪聲測量系統包括傳聲器、極化電源、INV多功能抗混濾波放大器、INV306D（M）智能信號采集儀、計算機。其系統測量組成框圖見圖2所示。傳聲器的選用HY245型傳聲器。

1.3 噪聲測量數據及分析

在發電機組滿負荷運行時，使用噪聲測量系統按圖1的測點布設測量各點的多次平均聲壓值，如表1所示，圖3測點1的1/3倍頻程頻譜。

圖2 噪聲測量系統組成框圖

表1 各測點的噪聲測量值

圖3 測點1的1/3倍頻程頻譜

表1中的數據表明，測點的噪聲值均在100dB左右，可以判定柴油發電機組為主要的噪聲源。從圖3中也可以看出，實測的電站噪聲分布在中間稍高、兩邊稍低的較寬的頻率范圍，其噪聲峰值大部在70～2000Hz中心頻帶上，峰值在80～108dB。，噪聲頻譜呈現出明顯的低、中頻特性，其噪聲特性與原動機的頻譜相似，尤其是與排氣噪聲的頻譜相似。由此推斷，該電站的噪聲主要是發電機組產生的噪聲，包括排氣噪聲、機械噪聲和燃燒噪聲、冷卻風扇和排風噪聲、進風噪聲、發電機噪聲、地基振動的傳遞所產生的噪聲等。

1）排氣噪聲。排氣噪聲是一種高溫、高速的脈動性氣流噪聲，是發動機噪聲中能量最大的一種，其噪聲可達100db以上，是噪聲中主要組成。發電機工作時產生的排氣噪聲通過簡易排氣管（發電機組原配排氣管）直接排出，并且隨氣流速度增加，噪聲頻率也顯著提高，嚴重影響鄰近居民的生活、工作。

2）機械噪聲和燃燒噪聲。機械噪聲主要是發動機各運動部件在運轉過程中受氣體壓力和運動慣性力的周期變化所引起的震動或相互沖擊而產生的。它具有噪聲傳播遠、衰減少的特點。燃燒噪聲是柴油在燃燒過程中產生的結構震動和噪聲。

3）冷卻風扇和排風噪聲。機組風扇噪聲是由渦流噪聲、旋轉噪聲以及機械噪聲組成。排風噪聲、氣流噪聲、風扇噪聲、機械噪聲會通過排風的通道傳播出去，從而對環境造成噪聲污染。

4）此外還有進風噪聲和地基振動的傳遞噪聲。

因此，對電站的降噪主要就是對柴油發電機組降噪。

2 主要降噪措施及效果

針對移動電站的發電機組及主體結構基本固定，主要采用高效吸音材料和降噪消聲裝置對進、排風通道和排氣系統進行降噪處理，以達到噪聲排放國家標準[3-4-5]，具體的措施如下：

2.1 降低排氣噪聲。排氣噪聲是機組最主要的噪聲源，其特點是噪聲級高，排氣速度快，治理難度大。采用特制的阻抗型復合式的消聲器，排氣結構選用迷宮式結構，一般可使排氣噪聲降低30-50dB。

2.2 降低軸流風機噪聲。降低發電機組冷卻風機噪聲時，必須考慮兩個問題，一是排氣通道所允許的壓力損失。二是要求的消聲量。針對上述兩點，可選用阻性片式消聲器。

2.3 降柴油機機械噪聲和燃燒噪聲。采用的方法是除必要的觀察窗外，其余窗戶均除去，所有孔、洞要密實封堵，以鋁板隔聲。

2.4 吸聲處理。電站箱體除地面外的五個壁面可作吸聲處理，根據發電機組的頻譜特性采用穿孔板共振吸聲結構。并在穿孔板和鋁板之間依次安放吸音棉、空氣層、巖棉，使用不同的吸音材料吸收不同頻率的噪聲，擴大了降噪的范圍。

采取以上措施后，移動電站的測量平均聲壓級由107dB降到74dB，達到了《工業企業噪聲控制設計規范》（GBJ87-1985）要求。

3 結論

利用噪聲測量系統對移動式供電站的環境噪聲進行了測量，分析了電站噪聲的頻譜特性，結合該電站的實際情況，采用隔聲、吸聲、消聲等降噪技術，實現了降低發電機組噪聲的實際需求，為以后的電站建設積累經驗。

［1］張沛商，姜亢.噪聲控制工程[M].北京：北京經濟學院出版社，1991.

［2］周勃，費朝陽，等.寬頻帶復合吸聲結構在汽輪發電機組噪聲控制中的應用[J].噪聲與振動控制，2006，26(4)：80-83.

［3］蘭江華，劉建群，等.方艙電站降噪技術研究[J].機械設計與制造，2008(11)：114-116.

［4］吳曉紅.中、小型內燃機電站噪聲頻譜試驗研究及降噪措施[J].機械研究與應用，2009(2)：45-46.

［5］翁紅林，周寶焜.多個內插管并聯結構消聲器的插入損失計算[J].福建農業大學學報，2000(3)：393-396.