機房設計與設備安裝

柴油發電機組機房降噪方案

 

摘要：某省網通公司通信樞紐樓項目備用電源，由兩臺KM2250E型發電機組并聯運行組成。備用功率為1800kW×2（2250kVA×2），輸出電壓為400/230V，每臺發電機組的排風量為2500m3/min，排煙量為420m3/min，排煙口尺寸為φ350，發電機組重量為15t。發電機組基礎尺寸6000L×2500W，機房位于樞紐綜合樓后面附樓一層室內，距大樓約50m。機房的進、排風位于機房兩側，為自然進、排風。排煙口位于平房屋頂。為了保證發電機組的正常使用，并符合大樓整體建設的要求，針對機房的實際情況，本著環保、方便、實用、可靠的原則，制定出機房工程的設計施工方案。

 

一、設計依據

 

      根據對現場環境噪聲的調查和估測，該機房受周邊設備運轉噪聲的影響較大，如相鄰的空調機房與油機房相隔不足10m。未做降噪處理，開機時噪聲對油機房影響很大。柴油發電機組的噪聲為穩定噪聲，在相同工況下運行噪聲級不變，因此在修正背景噪聲的影響后，機房外1m噪聲值控制在60dB（A）。

1、現場的機房實際尺寸和周邊情況。

2、發電機組的有關性能和參數。

3、同類柴油發電機組機房噪聲類比測量報告。

4、有關的環境噪聲材料。

 

二、設計、施工方案

 

      整個工程分為發電機組就位安裝、排氣系統、機房消聲處理、機房防寒防塵處理、自動燃油系統和電氣系統六大部分，以下將對各部分逐一闡述。

（1）發電機組就位安裝

      為了使發電機組平穩工作，并不致使振動傳至基礎，在發電機組安裝基礎平臺上預埋減振墊的安裝鋼板，用于發電機組減振墊的安裝，待發電機組就位后，使用千斤頂將發電機組抬高，將24個高效減振墊的安裝孔分別對準鋼板上預先鉆好的安裝螺孔，然后用螺栓將減振墊固定在安裝鋼板上。

（2）排氣系統

      發電機組的排氣系統由波紋減振節、室內排煙管、工業型消聲器、住宅型消聲器和室外450mmx450mm方形排煙管、防雨帽等組成。在發電機組排煙口，首先安裝波紋減振節，用于隔絕發電機組的振動；室內使用直徑為350mm排煙管；自排氣方向，工業型消音器在前，住宅型消音器安裝在后，發電機組隨機配置的工業型消聲器是阻性消聲器，它可以吸收發電機組排氣噪聲中的高頻部分。設計消聲量≥10dB（A）。專為降噪配置的住宅型消聲器是抗性消聲器，由排氣擴張室和共振腔組成，它可以吸收發電機組排氣噪聲中的中、低頻部分。設計消聲量≥40dB（A）。排氣管穿墻時使用巖棉包裹，避免將振動傳至墻體；室外使用450mmx450mm方形排煙管，沿墻伸至屋頂，以滿足環保要求（排煙口周圍15m內不得有建筑），并作相應固定；排煙口設有防雨帽，確保發電機組能正常運行；排氣系統作為發電機組的一大熱源，為了保持室內溫度適合發電機組運行，排氣管室內部分及消音器使用50mm厚巖棉作為內層包裹，用鋁薄作外層包裹；為了避免排氣系統對上一層建筑的影響，在消音器吊裝時設有彈簧減振裝置。

      由于消聲器、排煙管和彎接頭的阻力影響，整個排氣系統產生了一個排氣壓力損失，按照發動機的技術要求，該型發動機排氣允許的壓力損失為≤5.6kPa，發電機組驗收測試時，滿載時測量，系統的排氣壓力損失為4.25kPa，在允許的范圍之內。

（3）機房降噪處理

      本機房按GB12348-12349-90二類（晝）標準進行設計，機房外1m測量達到60dB（A）的要求，同時將不降低發電機組功率。機房外墻體要求為300mm厚，隔斷發電機組的噪聲傳至室外；機房設計用兩扇消聲門，中間做成門斗形式，以形成聲閘效應隔斷發電機組的噪聲通過門洞傳至室外；機房到配電室的門也用消聲門隔斷噪聲的傳播。

      發電機組的進風通道、排風通道均設高效片式消聲器，消聲器內為狹長的通道，內壁為穿孔板結構，內設高效吸聲材料，穿孔板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，其振動能量經空氣活塞變為熱能已被極大地衰減，同時消聲器內的通風凈面積已充分考慮到了發電機組正常運行機房換氣所需的面積，滿足發電機組通風散熱的要求。

      發電機組的機座下部安裝有高效減振裝置，吸收發電機組90％以上的振動能量。

 

圖1 降噪發電機房立面布置圖

 

（4）機房防寒防塵處理

      由于當地氣候條件為全年多風多塵、冬季寒冷，為了保持室內清潔，延長發電機組使用壽命及在冬季防止機房內溫度過低，發電機組無法正常啟動使用，兼顧經濟性考慮，在機房的進風口設電動百葉窗，發電機組水箱前的排風口設自垂式百葉窗。外墻排風口安裝固定百葉窗。

      當發電機組運行時，電動百葉窗自動打開，自垂式百葉窗在發動機風機風壓作用下被吹開，當發電機組停止運行時，電動百葉窗延時后（由UPS電源）自動關閉。自垂式百葉窗由于重力作用也自動閉合，由此，確保機房在發電機組備用時處于密閉狀態，保暖和防塵。

（5）自動燃油系統

      由兩個2500L室內日用油箱（每臺發電機組用一臺）、兩臺電動油泵、自動燃油控制箱、室外油罐、管路及閥門等組成。日用油箱采用自流方式向發電機組供油，在日用油箱上設有高、低液面檢測傳感器。該系統可手動/自動操作，自動方式為發電機組運行時，液面低于低位，電動油泵自動將燃油從室外油罐抽至室內日用油箱，當油箱液位高于高位時，自動停止，手動方式為用戶

      根據油箱液位指示，通過按鈕控制室外油罐向油箱補油。

      使用1寸無縫鋼管自油箱進、回油接口處將進、回油管沿著油管溝引至發電機組旁，通過柔性管接至發動機進、回油管接口。進、回油管管路中均設有閥門；根據消防要求，使用1.5寸無縫鋼管將室內油箱的透氣管接至室外；管路安裝前首先刷上防銹漆，油路系統安裝完畢后，管路內用柴油清洗。

（6）電氣系統

      電氣系統安裝包括發電機組至輸出配電柜動力電纜的制作與連接，8808并車系統之間，8808并車系統與發電機組輸出配電柜控制電纜的制作與連接，發電機組及輸出柜與接地系統的連接，發電機組的水套加熱器及啟動蓄電池浮充裝置電源連接，自動燃油系統控制電源連接，電動百葉窗控制系統連接等。以上項目在機房降噪安裝時，施工方將統一考慮。

 

圖2 柴油發電機機房降噪設計圖

 

 

三、低噪聲機房設計的基本思路和技巧

 

      本機房的降噪設計充分利用原有機房的布局特點，進風和排風順著發電機組自然通風的方向，從發電機端進風，水箱端排風，在外墻進風口和進風消聲器之間留有1m距離的擴張腔，相當于多了一個抗性消聲器，提升了消聲器的低頻消聲特性，有效降低了進風口的風速和噪聲。同時，由于擴張腔的存在，使布置進風百葉窗時避免落地安裝。

      進風百葉窗布置在離地3.6m以上的外墻。排風通道布置了兩段擴張腔，水箱排出的熱風先排到排風井的空腔，空腔擋風墻距離水箱口有3.8m，使排風風壓降低，然后再通過消聲器降噪，最后經過擴張腔和百葉窗排出室外。由于設計時有意加長了排風路徑的距離，并設置了兩段擴張腔，把排風口設計在離地4.4m以上的外墻，這些綜合措施將進、排風口噪聲的影響降到了最低。設計方案如圖3所示。

 

圖3 柴油發電機機房隔音降噪平面圖

 

      由于兩臺發電機組布置在一個機房里，中間留有大約5m的通道，而機房門和兩邊的進風消聲器互不干涉，這樣就留出了門斗的位置。門斗的直線距離為3m，在門斗里分別安裝兩扇單開隔聲門，由于有門斗的聲閘效應，門的隔聲量達到60dB（A）左右，與整個機房的降噪要求等效。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，滿足用戶和設計的要求。

 

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