柴油发电机组尾气净化和消声设计
柴油发电机组排放的尾气包含复杂的有机物和无机物，具有气体、液体、固体等3态，其成分为一氧化碳，碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫和颗粒状物质，其噪声同样对人体有很大的危害。下文康明斯发电设备厂将详细介绍柴油发电机组尾气处理和消声设计。
在发电机尾气管安装二级消声器。发电机尾气经不锈钢波纹膨胀节减振后，经消声器消声后排放。在发电机的尾气管及消声器用25 mm厚的玻璃棉包扎保温隔热，并包以铝铂纸包裹，防止热量散发，从而有效防止机房室温上升。根据实际情况，把除尘器放在机房适当的，烟气经处理后排放。由于烟管弯头少，弯头半径大（≥1.5倍管道直径），故而尾气排空阻力小，发电机组运行情况良好。
一、消声器设计方案
根据柴油发电机部件的运动特性,估算出噪声主要分布的频域范围在200 Hz附近的低频以及600 Hz以上的中高频,需要有针对性地选择相应的高低频降噪方案以及消声器结构．为了获得较高的降噪量,本文选择了阻抗复合式消声器．由于柴油发电机的排气中含有许多烟尘颗粒,这些颗粒会堵塞阻性材料中的孔隙,使得消声器的效果在使用过程中变差．因此,阻性设计必须不同于通常的复合式消声器,将阻尼材料粘贴在消声器的外表面,使其起到阻振以及吸收透射声的作用．通风散热用的风机和百叶窗风道壁贴有吸声材料,通过这些措施使机组既满足通风的要求,又满足降噪的需要．
对复合式消声器的抗性部分,由于单腔扩张室消声器效果有限,故采用内插管方法．在扩张室的进、出口分别插入长度为扩张室长度的1/2和1/4长的两根小管,使向前传播的声波与不同界面反射回来的声波相位差180°,利用声波干涉达到消除通过频率的目的．由于机组上方的空间较大,便于布置消声器．
初步设计的消声器结构方案见图1．流场计算表明,初步设计方案的结构过于简单,内部流场不尽合理,存在着高速流动区域,容易引起高频湍流噪声．方案1的降噪量为13dB,方案2的降噪量为19dB,都没有达到设计的要求．
经过改进并且最终确定的消声器结构方案见图2．由图可见,在另一个扩张室内也插入了一个腔室,以增加流体在扩张室里流过的路程．为降低制造工艺难度,在抗性部分的某些直管中插入几块薄片,构成片式消声结构．为合理利用机组上方的空间,串联的扩张室采用U型弯管连接．
消声器设计计算的主要步骤如下:
1) 排气噪声的基频f=2τn/(60z)=2×6×1500/(60×4)=75(τ,n,z分别为柴油发电机的缸数,转速和冲程数，f单位为Hz)．
2) 消声器应该具有的总容积其中,n为转速,Vh是通过质量流量Q变换得到,A取值在6～8之间,设计中取6,于是得到消声器应有的总容积Vm=497.3L．
3) 消声器的入口直径柴油发电机的气体流速v取28 m/s, 于是得到消声器的入口直径d=110 mm．
4) 虽然消声器外壳直径较大时的效果较好,但当直径增大到一定程度后会使上限失效频率降低,综合考虑后取m=16,扩张室直径单位为mm．
5) 由于受到隔声罩的空间及高度的限制,消声器不宜做成一个体积较大的扩张室,但可分成2个串联的腔室．消声器的总长度L=4VS/πD2=3.27,单位为m； VS 为消声器的总容积．
6) 消声器总长度确定后,就要确定各串联腔室的长度L1,当sin2(Kl)=1时,传声损失最大,所以L1=λ/4=C/(4f)(K为波速，l为插入长度，C为声音在消声器里的速度,f为噪声的基频)．
7) 为消除波长的奇数倍和偶数倍的通过频率,在消声器各扩张室内插入内插管长度分别为相应扩张室长度的0.5和0.25倍．
关于阻性部分的设计,将阻尼吸声材料粘贴在消声器的外表面,使其起到阻振以及吸收透射声的作用,从而在一定程度上减少了消声器外壳的振动以及管内噪声的透射．由于排气温度在500℃以上,外壳上的吸声材料采用岩棉,其内部有着大量的空隙,具有耐高温、减振性能高的特点．
二、柴油发电机降噪的根本的办法是从声源着手，从降低对周围环境的噪声污染角度出发，采用一些常规的降低噪声的技术;如减振、隔振、吸声、消声器等乃是有效的办法。
1、降低排气噪声。此部分噪声是发电机组最主要的噪声源，根据降噪需求设计阻抗复合型消声器来降低排气噪声。
2、降低风机噪声。采用阻性或阻抗复合式消声器降低风机噪声。
3、发电机房维护结构的隔振、吸声处理。
4、发电机组的隔振处理，管路系统的隔振处理。
5、单台小型发电机组可采用隔声罩的治理方式。特别注意：在发电机噪声治理时，要充分考虑发电机设备的通风散热要求，配备合适的设备进排风消声通道。
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