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1、1/33,组合式低噪声方舱电站工作原理,2/33,1 组合式低噪声方舱电站概述,低噪声方舱电站是针对目前柴油发电机组的振动和噪声污染的难题，采用减震、隔声、吸声和消声等技术手段，限制震动和噪声的传播，在保证机组满功率输出的前提下，达到低噪声工作的效果。组合式方舱是一种可拆卸结构，对结构尺寸较大的方舱，在运输时由于受道路运输条件的限制，可先拆卸成满足运输要求的小方舱,3/33,到达使用现场后再拼装成整体，可大大节约运输成本。组合式低噪声方舱电站可运用于缺乏机房降噪条件的场所，机组不必建造机房，可以露天停放，主要用于通信枢纽站的应急备用电力系统,在电力系统失去厂外电源后向指定的设备提供电源,以保证
2、其执行相应的功能。,4/33,5/33,6/33,7/33,2 结构特点,组合式低噪声方舱电站包括柴油机、发电机、安装底座、冷却水箱、启动蓄电池组、减震橡胶垫、组合式降噪方舱、排烟消声装置、日用油箱和系统集成的控制和开关柜等。降噪方舱是机组的防护罩壳，由控制器方舱、动力方舱、消声器方舱、进风扩展舱、动力扩展舱和排风扩展舱组成。,8/33,9/33,组合式方舱根据运输条件设计成满足运输条件的六个独立的小方舱，到达使用地点后再拼装成整体，大大方便移动和运输。该六个小方舱分别在其对应的连接面上用螺栓和密封条联结，它们为控制柜方舱2、动力方舱5、消声器方舱12、进风扩展舱3、动力扩展舱8及排风扩展舱1
3、1，其中，控制柜方舱2、动力方舱5及消声器方舱12分别为从左至右依次设置在组合式方舱的下部，进风扩展舱、动力扩展舱及排风扩展舱分别设置在控制柜方舱、动力方舱及消声器方舱的顶面。,10/33,方舱电站还配有一个通过油管向柴油发电机组供油的日用油箱14。排烟管17自柴油发电机组上连接到排烟消声器13并从排风扩展舱11顶端伸出。排烟管、油管分别用法兰和密封垫片连接，电缆用母排连接。在结构设计上充分考虑了方舱拆装的工艺性和可靠性。,11/33,3 低噪声工作原理,整体结构柴油机和发电机通过飞轮壳和连接套对中定位连成一体，柴油机的飞轮盘和发电机的连接盘用螺栓连接传递动力。由于柴油机的飞轮壳和发电机的连接
4、套具有足够的刚性和强度，其定位凸台和止口与轴的同轴度精度很高，能保证柴油机和发电机连接的同轴度和整体刚度。最大限度的减少机组运转时主轴上的扭振。,12/33,3.1减震功能 橡胶减震垫布置在安装底座和动力方舱底板骨架之间，有效的隔断机组运转时的震动向方舱传递和缓冲运输时车辆震动对机组的冲击。橡胶减震垫结构为一种压剪复合型橡胶隔震垫，这种结构具有较高的承载能力，较低的刚度和较大的阻尼比，固有频率可做到10Hz。下图是橡胶减震垫内部详细结构图。,13/33,图中 1.碗型上盖板，2.安装螺柱，3.减震橡胶，4.漏斗型底板。,14/33,由于很低的固有频率，使减震垫在机组开动时或方舱电站移动时不容易
5、引起共振，而较大的阻尼比使震动时的激震很快衰减。同时，上盖板特有的碗型设计能很好保护橡胶材料，刚性十足的漏斗型底板和椭圆型平面结构使底板的安装强度大大增强。碗型上盖板和漏斗型底板凹凸相扣，当极端情况下橡胶垫遭到破坏时机组也不会因橡胶垫损坏而造成结构破坏。有效的减震和隔震衰减了震动噪声的传播。,15/33,3.2 吸声、消声措施,动力方舱天花及四周墙壁均用高效吸音材料铺设,里层衬以冲孔率很高的镀锌冲孔钢板,冲孔钢板和高效吸音材料的完美配合就象无数声音活塞,当噪声穿过冲孔钢板小孔冲击吸音材料时，就象推动活塞运动一样，声波引起吸声材料孔隙中的空气和细小纤维的震动。由于摩擦和粘滞阻力，把一部分噪声能量
6、变成声音活塞的动能消耗掉，从而减少了一部分噪声的向外传播。,16/33,排烟噪声是柴油机空气动力噪声的主要部分。其噪声一般要比柴油机整机高10-15dB（A），是首先要进行降噪控制的部分。消声器是控制排烟噪声的一种基本方法。正确选配消声器（或消声器组合）可使排气噪声减弱30-40dB（A）以上。根据消声原理，消声器结构可分为阻性消声器和抗性消声器两大类：,17/33,a.阻性消声器是利用多孔吸声材料，以一定方式布置在管道内，当气流通过阻性消声器时，声波便引起吸声材料孔隙中的空气和细小纤维的震动。由于摩擦和粘滞阻力，声能变为热能而吸收，从而起到消声作用。b.抗性消声器是利用不同形状的管道和共振腔
7、进行适当的组合，借助于管道截面和形状的变化而引起的声阻抗不匹配所产生的反射和干涉作用，达到衰减噪声的目的。其消声效果，与管道形状、尺寸和结构有关。一般选择性较强。,18/33,适用于窄带噪声和低、中频噪声的消减。机组排烟系统的降噪处理：在柴油机允许的排烟背压范围内，我们应用一个波纹减震节、一个阻性消声器和一个抗性消声器的组合，有效地隔断了排烟震动和排烟噪声的传播。同时，对排烟管道进行隔热隔音包扎，也改善了机组的运行环境和由排烟管引起的噪声。,19/33,进、排风通道是机组燃气量供应、冷却和热风排出的通道，同时也是机组噪声泄出的出口。为保证机组的正常通风量使机组满功率输出和减少噪声排放，在机组的
8、进、排风通道布置阻性片式消声器，片式消声器通道的有效面积满足正常通风量的要求，同时在与进、排风扩张舱对接时分别形成12个扩张腔，新风路径为电动百页窗-扩张腔-排风消声器-动力方舱。噪声通过进风通道泄出的路径沿新风路径逆向。,20/33,热风沿排风通道排出的路径为散热水箱-消声器-扩张腔-消声器-扩张腔-电动百页窗排出方舱外。噪声沿排风通道泄出与热风同向。由于布置了扩张腔，使噪声在经过片式消声器衰减后再经扩张腔扩张产生声阻抗不匹配的反射和干涉作用，达到噪声再衰减的目的。同时由于进、排风路径的拉长，使噪声在泄出过程中自然衰减，增加了降噪效果。,21/33,4 设计的技术亮点,组合式低噪声方舱电站有
9、两大亮点，一是降噪方舱由控制器方舱、动力方舱、消声器方舱、进风扩展舱、动力扩展舱和排风扩展舱六个小方舱组合而成。能拆易合,方便道路运输；二是满功率低噪声工作。,22/33,23/33,24/33,25/33,26/33,27/33,组合式结构能拆易合,方便道路运输 当机组功率和体积都较大时，从制造工厂到使用现场或从一个现场到另一个现场，移动运输往往都是最大的难题。组合式方舱能根据道路运输条件设计成满足运输条件的几个独立小方舱，到达使用地点后再拼装成整体，大大方便移动和运输。,28/33,29/33,组合式方舱把日用油箱、控制开关柜和进风消声器固定在控制柜方舱，机组整体固定在动力方舱，排风消声器
10、和排烟消声系统固定在消声器方舱，进风扩展舱和排风扩展舱分别安装电动百页窗，可以控制进、排风的方向。动力扩展舱起连接作用。这六个小方舱分别在其接口处用螺栓和密封条联结。排烟管、油管分别用法兰和密封垫片连接，电缆用母牌连接。在结构设计上充分考虑方舱拆装的工艺性和可靠性。,30/33,满功率低噪声工作 大功率柴油发电机组运行时，通常会产生110dB(A)以上的噪声，如果没有采取必要的降噪措施，机组运行时的震动、噪声将对周围环境造成严重损害。为了保护和改善环境质量，必须对震动、噪声进行控制。本项目降噪方舱通过减震和隔震装置及机舱采用高效吸音材料，用降噪消声装置对进、排风通道和排气系统进行了降噪处理，使
11、其满足国家环保要求。,31/33,一般来说，方舱降噪处理改变了机组正常的工作环境，稍有不慎即会影响机组的功率输出，严重时会停机保护。我们通过对机组进排风量和排气背压的准确设计，很好的把握了满功率输出和降噪的平衡点，确保机组在满足通风冷却及许用排气背压条件下实现低噪声工作的要求，实现了满功率低噪声工作。,32/33,5 结束语,组合式低噪声方舱电站已获两项实用新型专利授权和一项发明专利的受理，在通信行业有超过10台以上的1500kW1800kW机组在服役。随着通信行业扩容改造步阀的加速，一些原来没有预留大功率柴油发电机组机房的枢纽站扩容将面临没地方布置油机的难题。由于组合式低噪声方舱电站噪声排放满足环保的要求，放置地点不受限制，可为机房扩容提供另一种不错的选择。,33/33,
