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隔音降噪工程
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发电机噪声治理的控制方法和隔音实例说明

文章出处:www.hsfdjw.com 作者:隔音降噪工程师 浏览数:发表时间:2018-07-24【

 发电机是在工矿企业中广泛使用的一种机械设备。例如,各种水泵、油泵、冷冻机、压缩机、机床、柴油发电机组等都要配备发电机。有些发电机在运转中辐射出较强的噪声,有时甚至能成为整个机组的主要噪声源。本文就发电机噪声及其治理方法进行探讨,并对典型发电机的治理举例进行说明。

一、 发电机噪音

发电机的噪音主要分为空气动力噪声、电磁噪声、机械性噪声三部分。

空气动力噪声主要是由于冷却风扇叶片周期性打击周围空气质点和分裂气流而产生的旋转噪声和涡流噪声。

电磁噪声是由于定子和转子之间的电磁吸力、磁场变化引起的振动产生的。

机械性噪声主要是由于发电机运转不平衡和轴承摩擦产生的。

在这几部分噪声中,冷却风扇产生的空气动力噪声为最强,远远超过电磁噪声和机械噪声二者之和。在摘掉冷却风扇前后,发电机运转噪声的对比实验中可以清楚地看出这点。

1是国产JB51-2型发电机摘掉冷却风扇时与装上冷却风扇时噪声的实测结果。由这个结果可以看出安装冷却风扇后的噪声要比不装冷却风扇时噪声大很多,也就是说,冷却风扇产生的空气动力性噪声在整个发电机噪声中占主要地位。

发电机产生噪声大小及频率特性与它的功率大小和转数快慢有关。一般来说,发电机的功率越大,主轴转数越高,则辐射的噪声也越强。

2 是国产JK2-280型发电机,在不带负荷时,测量的噪声频谱。由测量的数据知,该发电机空转时,在距发电机表面1米处的噪声 达96分贝(A),已超过国家工业噪声卫生标准的要求,若在有负荷的工况下,估计噪声还要高。因此,对发电机噪声采取控制措施是有必要的。

二、 发电机噪声的控制方法及实例

发电机的种类和类型较多,辐射噪声的部位和强度也不一样。如前所述,在整个发电机噪声中,用于风冷的气流噪声占主要地位。降低这种气流噪声的方法有二种,一是改进冷却风扇的结构,二是加装消声器。在改进冷却风扇的结构上,如将风扇上的叶片更改为后弯形或减小叶片的长度。某厂做过实验,如果将冷却风扇的叶片去掉几毫米,可以使噪声降低20dBA)。当然,风量也会减少。这对于发电机设计上比较保守,冷却风量有较大余量时可以施行。

在发电机辐射气流噪声最强的部位上加装消声器,是较为常用的方法。但这种消声器应具有对气流阻力小,不影响电机冷却散热和装卸方便等特点,这样才能保证发电机风冷气流的不同走向,加装消声器的形式大体可归纳为如下两类:

1、 在冷却风扇处加套消声筒

对于在200瓦以下的发电机,如国产JO2型发电机,其冷却风扇在发电机尾部,气流从尾部吸入,流经发电机壳体的散热器,把热量带走。对于这种形式的发电机,可设计阻性消声筒,从尾部加套在发电机的壳体上。为了解决消声筒的高频实效问题和进一步提高整个消声效果,在对准冷却风扇的部位还需加一吸声尖锥。这个尖锥在装配上最好做成活动可调式的。如我们为某水泵厂配用的160BJO2型发电机设计的消声器就是这种形式,其结构如图3所示。

在采取消声措施之前,发电机冷却风扇处噪声在整个水泵机组中是最强的,在距离0.5米处测量噪声高达104分贝(A,噪声呈现中高频。安装图3所示的尖椎消声器后,在发电机冷却风扇处噪声降为93分贝(A) ,在整个机组中,在整个机组中,发电机噪声降为次要地位,而原来被水淹没的水泵部位辐射的噪声突出出来。安装消声器后,发电机经长时间运转观察,温升没有变化,说明消声器对发电机冷却散热没有影响。该水泵发电机治理前后的噪声 频谱如图4所示。

2、 在进风与出风处分别装消声器

对于某些功率较大的发电机,如国产JK2800-240i发电机,风冷系统是从尾部和联轴节两端进风 ,从机体两侧排风,如图5所示。

对于这种风冷方式的发电机,若采取如上所述的加一个消声筒就效果不明显,而应在两个进风处和两个排风处都加装适当形式的消声器。由于有的部位较复杂,如靠近联轴节一侧,有发电机主轴存在,在机体一侧排气口处有电缆接头存在,这对安装消声器带来不便。为此,我们在消声器的设计上作了调整,让开了这些部件,同时设计成拼装结构,安装时因地制宜,因势利导,针对不同情况作相应改动,根据现场情况拼装。

7是整个冷冻机组在噪声治理前后噪声的实测结果。由测量可知,原来距机组0.5米处噪声102分贝(A),治理后在0.5米处噪声为88分贝(A)已符合国家卫生标准的规定,如电机的温升和动平面都在允许的范围内,对机组的正常运行没有影响。

电机噪声的治理工作可概括分为两个途径,可以从结构设计上去挖掘潜力;也可以采取消声措施减噪。对于现场使用的发电机,其噪声若参照本文所介绍的两种典型发电机的消声器设计和安装方法,一般是可以达到预期的降噪效果的。

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