低噪聲方艙電站是針對目前柴油發(fā)電機組的振動和噪聲污染的難題，采用減震、隔聲、吸聲和消聲等技術(shù)手段，限制震動和噪聲的傳播，在保證機組滿功率輸出的前提下，達到低噪聲工作的效果。組合式方艙是一種可拆卸結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)尺寸較大的方艙，在運輸時由于受道路運輸條件的限制，可先拆卸成滿足運輸要求的小方艙到達使用現(xiàn)場后再拼裝成整體，可大大節(jié)約運輸成本。

組合式低噪聲方艙電站可運用于缺乏機房降噪條件的場所，機組不必建造機房，可以露天停放，主要用于通信樞紐站的應(yīng)急備用電力系統(tǒng),在電力系統(tǒng)失去廠外電源后向*的設(shè)備提供電源,以保證其執(zhí)行相應(yīng)的功能。

一、結(jié)構(gòu)特點

組合式低噪聲方艙電站包括柴油機、發(fā)電機、安裝底座、冷卻水箱、啟動蓄電池組、減震橡膠墊、組合式降噪方艙、排煙消聲裝置、日用油箱和系統(tǒng)集成的控制和開關(guān)柜等。降噪方艙是機組的防護罩殼，由控制器方艙、動力方艙、消聲器方艙、進風(fēng)擴展艙、動力擴展艙和排風(fēng)擴展艙組成。

組合式方艙根據(jù)運輸條件設(shè)計成滿足運輸條件的六個獨立的小方艙，到達使用地點后再拼裝成整體，大大方便移動和運輸。該六個小方艙分別在其對應(yīng)的連接面上用螺栓和密封條聯(lián)結(jié)，它們?yōu)榭刂乒穹脚?、動力方艙、消聲器方艙、進風(fēng)擴展艙、動力擴展艙及排風(fēng)擴展艙，其中，控制柜方艙、動力方艙及消聲器方艙分別為從左至右依次設(shè)置在組合式方艙的下部，進風(fēng)擴展艙、動力擴展艙及排風(fēng)擴展艙分別設(shè)置在控制柜方艙、動力方艙及消聲器方艙的頂面。

方艙電站還配有一個通過油管向柴油發(fā)電機組供油的日用油箱。排煙管自柴油發(fā)電機組上連接到排煙消聲器并從排風(fēng)擴展艙頂端伸出。排煙管、油管分別用法蘭和密封墊片連接，電纜用母排連接。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上充分考慮了方艙拆裝的工藝性和可靠性。

二、低噪音發(fā)電機組的原理

整體結(jié)構(gòu)柴油機和發(fā)電機通過飛輪殼和連接套對中定位連成一體，柴油機的飛輪盤和發(fā)電機的連接盤用螺栓連接傳遞動力。由于柴油機的飛輪殼和發(fā)電機的連接套具有足夠的剛性和強度，其定位凸臺和止口與軸的同軸度精度很高，能保證柴油機和發(fā)電機連接的同軸度和整體剛度。較大限度的減少機組運轉(zhuǎn)時主軸上的扭振。

1、減震功能

橡膠減震墊布置在安裝底座和動力方艙底板骨架之間，有效的隔斷機組運轉(zhuǎn)時的震動向方艙傳遞和緩沖運輸時車輛震動對機組的沖擊。

橡膠減震墊結(jié)構(gòu)為一種壓剪復(fù)合型橡膠隔震墊，這種結(jié)構(gòu)具有較高的承載能力，較低的剛度和較大的阻尼比，固有頻率可做到10Hz。

由于很低的固有頻率，使減震墊在機組開動時或方艙電站移動時不容易引起共振，而較大的阻尼比使震動時的激震很快衰減。同時，上蓋板特有的碗型設(shè)計能很好保護橡膠材料，剛性十足的漏斗型底板和橢圓型平面結(jié)構(gòu)使底板的安裝強度大大增強。碗型上蓋板和漏斗型底板凹凸相扣，當(dāng)極端情況下橡膠墊遭到破壞時機組也不會因橡膠墊損壞而造成結(jié)構(gòu)破壞。有效的減震和隔震衰減了震動噪聲的傳播。

低噪音柴油發(fā)電機組橡膠減震墊內(nèi)部詳細結(jié)構(gòu)圖

2、降噪措施

動力方艙天花及四周墻壁均用高效吸音材料鋪設(shè),里層襯以沖孔率很高的鍍鋅沖孔鋼板,沖孔鋼板和高效吸音材料的完美配合就象無數(shù)聲音活塞,當(dāng)噪聲穿過沖孔鋼板小孔沖擊吸音材料時，就象推動活塞運動一樣，聲波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，把一部分噪聲能量變成聲音活塞的動能消耗掉，從而減少了一部分噪聲的向外傳播。

排煙噪聲是柴油機空氣動力噪聲的主要部分。其噪聲一般要比柴油機整機高10-15dB（A），是首先要進行降噪控制的部分。消聲器是控制排煙噪聲的一種基本方法。正確選配消聲器（或消聲器組合）可使排氣噪聲減弱30-40dB（A）以上。

根據(jù)消聲原理，消聲器結(jié)構(gòu)可分為阻性消聲器和抗性消聲器兩大類：

（1）阻性消聲器

利用多孔吸聲材料，以一定方式布置在管道內(nèi)，當(dāng)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?yōu)闊崮芏眨瑥亩鸬较曌饔谩?/span>

（2）抗性消聲器

利用不同形狀的管道和共振腔進行適當(dāng)?shù)慕M合，借助于管道截面和形狀的變化而引起的聲阻抗不匹配所產(chǎn)生的反射和干涉作用，達到衰減噪聲的目的。其消聲效果，與管道形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般選擇性較強，適用于窄帶噪聲和低、中頻噪聲的消減。

機組排煙系統(tǒng)的降噪處理：在柴油機允許的排煙背壓范圍內(nèi)，我們應(yīng)用一個波紋減震節(jié)、一個阻性消聲器和一個抗性消聲器的組合，有效地隔斷了排煙震動和排煙噪聲的傳播。同時，對排煙管道進行隔熱隔音包扎，也改善了機組的運行環(huán)境和由排煙管引起的噪聲。

進、排風(fēng)通道是機組燃氣量供應(yīng)、冷卻和熱風(fēng)排出的通道，同時也是機組噪聲泄出的出口。為保證機組的正常通風(fēng)量使機組滿功率輸出和減少噪聲排放，在機組的進、排風(fēng)通道布置阻性片式消聲器，片式消聲器通道的有效面積滿足正常通風(fēng)量的要求，同時在與進、排風(fēng)擴張艙對接時分別形成1~2個擴張腔，新風(fēng)路徑為電動百頁窗-擴張腔-排風(fēng)消聲器-動力方艙。噪聲通過進風(fēng)通道泄出的路徑沿新風(fēng)路徑逆向。

熱風(fēng)沿排風(fēng)通道排出的路徑為散熱水箱-消聲器-擴張腔-消聲器-擴張腔-電動百頁窗排出方艙外。噪聲沿排風(fēng)通道泄出與熱風(fēng)同向。由于布置了擴張腔，使噪聲在經(jīng)過片式消聲器衰減后再經(jīng)擴張腔擴張產(chǎn)生聲阻抗不匹配的反射和干涉作用，達到噪聲再衰減的目的。同時由于進、排風(fēng)路徑的拉長，使噪聲在泄出過程中自然衰減，增加了降噪效果。

三、設(shè)計特點

組合式低噪聲方艙電站有兩大亮點，一是降噪方艙由控制器方艙、動力方艙、消聲器方艙、進風(fēng)擴展艙、動力擴展艙和排風(fēng)擴展艙六個小方艙組合而成。能拆易合,方便道路運輸；二是滿功率低噪聲工作。

（1）組合式結(jié)構(gòu)能拆易合,方便道路運輸

當(dāng)機組功率和體積都較大時，從制造工廠到使用現(xiàn)場或從一個現(xiàn)場到另一個現(xiàn)場，移動運輸往往都是較大的難題。組合式方艙能根據(jù)道路運輸條件設(shè)計成滿足運輸條件的幾個獨立小方艙，到達使用地點后再拼裝成整體，大大方便移動和運輸。

（2）滿功率低噪聲工作

大功率柴油發(fā)電機組運行時，通常會產(chǎn)生110dB(A)以上的噪聲，如果沒有采取必要的降噪措施，機組運行時的震動、噪聲將對周圍環(huán)境造成嚴重損害。為了保護和改善環(huán)境質(zhì)量，必須對震動、噪聲進行控制。本項目降噪方艙通過減震和隔震裝置及機艙采用高效吸音材料，用降噪消聲裝置對進、排風(fēng)通道和排氣系統(tǒng)進行了降噪處理，使其滿足國家環(huán)保要求。

一般來說，方艙降噪處理改變了機組正常的工作環(huán)境，稍有不慎即會影響機組的功率輸出，嚴重時會停機保護。我們通過對機組進排風(fēng)量和排氣背壓的準(zhǔn)確設(shè)計，很好的把握了滿功率輸出和降噪的平衡點，確保機組在滿足通風(fēng)冷卻及許用排氣背壓條件下實現(xiàn)低噪聲工作的要求，實現(xiàn)了滿功率低噪聲工作。

康明斯組合式低噪聲方艙電站已獲兩項實用新型專利授權(quán)和一項發(fā)明專利的受理，在通信行業(yè)有超過10臺以上的1500kW~1800kW機組在服役。隨著通信行業(yè)擴容改造步閥的加速，一些原來沒有預(yù)留大功率柴油發(fā)電機組機房的樞紐站擴容將面臨沒地方布置油機的難題。由于組合式低噪聲方艙電站噪聲排放滿足環(huán)保的要求，放置地點不受限制，可為機房擴容提供另一種不錯的選擇。