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机房设计与设备安装 |
柴油发电机噪音治理措施与尾气控制装置 |
摘要：柴油发电机组对环境污染，包括噪音污染，尾气排放污染两大快，控制污染从这两方面入手。噪音柴油发电机噪声声源复杂，按照噪声辐射方式，柴油机噪声可以分为空气动力噪声和表面辐射噪声。在实际工作中，控制油机房噪音外泄是可行的，选择的方案是综合治理。若结合油机房结构的调整，治理工作将更加简单化。
一、噪音控制
柴油发电机噪音综合控制主要是根据具体的机房项目来确定相应的控制方案，这就要应考虑到机房所在区域的环境标准，机房围护结构形式及油机机型、功率、冷却风量等因素。综合控制的核心是等隔声概念，即用一封闭的围护结构将机组与外界隔离开来，减少声源对外的声辐射。为机房与外界相通而预留的通道（如冷却风扇出口、发动机排气出口、机房通风换气口等）必须设计成消声通道，其插入损失也应与围护结构的隔声量相当，只有这样做才可保证机房外的环境噪声达标。
1、进气噪声控制
一般发动机均装有空气滤清器，进气噪声即可有较大衰减，成为次要声源。而当其它声源得到进一步控制后，进气噪声有可能成为主要声源，这时需考虑采用性能良好的进气消声器，通常进气消声器要和空气滤清器结合，进行一体化设计，既能满足进气和滤清方面的要求，又可使进气噪声得到有效的控制。
2、排气噪声控制
控制排气噪声最有效的方法是加装排气消声器，实际情况往往是降噪效果不很理想。分析原因主要是消声器结构设计不甚合理以及加工工艺存在问题，后一个问题可以通过提高工艺水平加以改善；前一个问题则涉及消声器的设计思路。通常消声器设计主要凭经验，一些设计计算程序是在一些理想假设条件下进行的，而在这些假设中实际影响最大的是忽略气流的存在，而且是高压、高温、高速脉动气流的存在。此种状态的气流将会影响消声器内部的声场分布、声速、声的传播规律等，特别是气流速度影响更大。
3、表面辐射噪声的控制
发动机表面辐射噪声（燃烧噪声和机械噪声）的控制要受到发动机性能方面的种种限制，从技术角度讲难度很大，且降噪量有限。实践表明，在结构上采取措施可以一定幅度地降低发动机的表面辐射噪声，从而降低整机噪声。控制的基本措施是增加结构刚度和阻尼，使得在同样的激振力作用下减少结构表面响应。与此同时，减少辐射噪声的表面面积，也是控制辐射噪声的有效措施气排放污染，加装尾气过滤装置，吸收分解有害物质。
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图1 柴油发电机房降噪平面图 |
图2 柴油发电机房噪声治理侧视图 |
二、尾气排放控制
柴油机尾气中的主要污染物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（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOX）、二氧化硫和颗粒状物质（PM），其尾气排放的途径、成因及危害如表1所列∶
表1 柴油机污染物的危害
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一氧化碳（CO）
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血液中的血红素对CO比对O有较强的亲和力，人在含有CO的空气中停留，生理上会有强烈的反应，CO浓度越大，停留的时间越长，其毒性反应越大。空气中的CO浓度超过100ppm时，会引起头痛、呕吐、耳鸣、全身无力、精神不振甚至昏厥；超过900ppm时，若长时间停留，会使人肢体瘫痪、痉挛甚至死亡。
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碳氧化合物（HC）
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形成酸雨，污染湖泊、土壤，影响林业、渔业、牧业生产；侵蚀石质建筑物、铜像等；对人的呼吸系统、神经系统、造血系统都有严重的损坏作用；具有刺激性气味，是形成光化学烟雾的组成部分；某些高分子环状HC在动物体上有致癌作用。
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氮氧化合物（NOx）
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吸入人的肺部后，与肺中的水汽结合，形成稀硝酸，损害人体;在日光照射下，NOx与未燃或已燃的气态HC会生成化学烟雾，使人眼红、头痛、手足抽搐，使植物枯死，橡胶破裂，并能污染海洋。NO2及其聚合物N2O4最为有害。
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二氧化硫（SO2）
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与水汽结合生成H2SO4，与大气中其它物质结合生成硫化物，，最终形成浮游微粒，这些物质均有害，能引起并加重呼吸器官的疾病，污染空气，腐蚀某些合成纤维。
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颗粒物（PM）
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柴油机发动机排气微粒的粒径小，质量轻，属亚微米级粒子，能够长期悬浮在大气中而不沉降，污染环境、阻碍视线，易被吸入人体内部。微粒主要来自HC、含铅添加剂和SO2，这些物质均很有害，它们呈复杂的链状或团絮状结构，其比表面积极大，又有较强的吸附能力，能吸附相当数量的高分子液相。
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柴油发动机在工作过程中会产生碳烟颗粒（PM）一氧化碳（CO）及碳氢化合物（HC）等有害气体。目前国内处理方法有传统的水过滤方式；柴油颗粒捕集器 （DPF）；氧化型催化器（DOC）等三种。
1、水滤式净化装置
（1）对硫化物的净化有一定的效果，但是水滤式净化装置亲水性差，仅能净化较小颗粒，较大含油颗粒仍随废气排出。，较大含油颗粒仍随废气排出。且在发动机运行中，废气温度较高，水滤箱中的水会蒸发一部，会葬发—部分，需要定时补充水理。如有漏水，渗水现象还需尽快修补。如加水过增加了入工工作重。如有漏水，渗水现象多，易造成倒灌水，对发动机也有影响。水滤箱体积较大，对安装空间及设备搬运通道的空间都有较高的要求。水造成水体的二次污染。
（2）水滤式净化装置由于其结构简单、成本低；被应用于发动机尾气的治理，但随着人们环保识的增强，传统的水滤式净化装置已你们满足需求。发达国家很早以前就已经不再来用水箱处理尾气，国内生产的专业井下柴油设备也淘汰了水箱处理。现在主流采用的柴油颗粒捕集器（DOF）、氧化型催化器（DOC）等技术。
2、柴油颗粒捕集器（DPF）
柴油颗粒捕集器（DPF）采用可通气的多孔堇青石材料，过滤式的陶瓷载体由许多细小的平行孔道所组成;这些平行的孔道之间是由通气性的孔壁分隔，一端开放，一端堵塞，过滤器孔壁中的微孔可让柴油引擎的废气分子通过，黑烟颗粒由于粒径比较大，而无法通过微孔，被过滤在陶瓷孔壁表面，进而达到消除黑烟的效果。DPF对碳烟颗粒（PM）黑烟颗粒过滤效果比较高，一般为90%以上。
3、氧化型催化器（DOC）
氧化型催化器（DOC）的主要目的是降低发动机内排放出来的颗粒物（黑烟）及有害气体。颗粒物（PM）去除效率20%左右，有害气体（CO、HC）净化率65%-85%左右。DOC型净化装置外观与消音器相似，可以方便的安装，无需改造发动机，只需简单的替换原排气系统中的消音器即可。DOC运行时基本上可以长期不需要维护，只要求周期性的检查。
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图3 柴油发电机喷淋塔废气处理器 |
图4 颗粒捕集器结构图 |
总结：
康明斯发电机厂家提醒用户需要注意的事项，以上只是一些常见的发电机房噪音执行标准的简要介绍。实际上，不同国家和地区可能有各自的具体标准和法规。因此，在进行发电机房的设计、制造、安装和维修时，必须严格遵守当地的法规和标准，确保发电机房的噪音符合规定的限制。这有助于保护环境和人员的健康，并避免与噪音相关的问题。
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