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機房設計與設備安裝 |
柴油發(fā)電機噪音治理措施與尾氣控制裝置 |
摘要：柴油發(fā)電機組對環(huán)境污染，包括噪音污染，尾氣排放污染兩大快，控制污染從這兩方面入手。噪音柴油發(fā)電機噪聲聲源復雜，按照噪聲輻射方式，柴油機噪聲可以分為空氣動(dòng)力噪聲和表面輻射噪聲。在實(shí)際工作中，控制油機房噪音外泄是可行的，選擇的方案是綜合治理。若結合油機房結構的調整，治理工作將更加簡(jiǎn)單化。
一、噪音控制
柴油發(fā)電機噪音綜合控制主要是根據具體的機房項目來(lái)確定相應的控制方案，這就要應考慮到機房所在區域的環(huán)境標準，機房圍護結構形式及油機機型、功率、冷卻風(fēng)量等因素。綜合控制的核心是等隔聲概念，即用一封閉的圍護結構將機組與外界隔離開(kāi)來(lái)，減少聲源對外的聲輻射。為機房與外界相通而預留的通道（如冷卻風(fēng)扇出口、發(fā)動(dòng)機排氣出口、機房通風(fēng)換氣口等）必須設計成消聲通道，其插入損失也應與圍護結構的隔聲量相當，只有這樣做才可保證機房外的環(huán)境噪聲達標。
1、進(jìn)氣噪聲控制
一般發(fā)動(dòng)機均裝有空氣濾清器，進(jìn)氣噪聲即可有較大衰減，成為次要聲源。而當其它聲源得到進(jìn)一步控制后，進(jìn)氣噪聲有可能成為主要聲源，這時(shí)需考慮采用性能良好的進(jìn)氣消聲器，通常進(jìn)氣消聲器要和空氣濾清器結合，進(jìn)行一體化設計，既能滿(mǎn)足進(jìn)氣和濾清方面的要求，又可使進(jìn)氣噪聲得到有效的控制。
2、排氣噪聲控制
控制排氣噪聲最有效的方法是加裝排氣消聲器，實(shí)際情況往往是降噪效果不很理想。分析原因主要是消聲器結構設計不甚合理以及加工工藝存在問(wèn)題，后一個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)提高工藝水平加以改善；前一個(gè)問(wèn)題則涉及消聲器的設計思路。通常消聲器設計主要憑經(jīng)驗，一些設計計算程序是在一些理想假設條件下進(jìn)行的，而在這些假設中實(shí)際影響最大的是忽略氣流的存在，而且是高壓、高溫、高速脈動(dòng)氣流的存在。此種狀態(tài)的氣流將會(huì )影響消聲器內部的聲場(chǎng)分布、聲速、聲的傳播規律等，特別是氣流速度影響更大。
3、表面輻射噪聲的控制
發(fā)動(dòng)機表面輻射噪聲（燃燒噪聲和機械噪聲）的控制要受到發(fā)動(dòng)機性能方面的種種限制，從技術(shù)角度講難度很大，且降噪量有限。實(shí)踐表明，在結構上采取措施可以一定幅度地降低發(fā)動(dòng)機的表面輻射噪聲，從而降低整機噪聲?？刂频幕敬胧┦窃黾咏Y構剛度和阻尼，使得在同樣的激振力作用下減少結構表面響應。與此同時(shí)，減少輻射噪聲的表面面積，也是控制輻射噪聲的有效措施氣排放污染，加裝尾氣過(guò)濾裝置，吸收分解有害物質(zhì)。
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圖1 柴油發(fā)電機房降噪平面圖 |
圖2 柴油發(fā)電機房噪聲治理側視圖 |
二、尾氣排放控制
柴油機尾氣中的主要污染物包含復雜的有機物和無(wú)機物，具有氣體、液體、固體等3態(tài)，其成分為一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化合物（NOX）、二氧化硫和顆粒狀物質(zhì)（PM），其尾氣排放的途徑、成因及危害如表1所列∶
表1 柴油機污染物的危害
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一氧化碳（CO）
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血液中的血紅素對CO比對O有較強的親和力，人在含有CO的空氣中停留，生理上會(huì )有強烈的反應，CO濃度越大，停留的時(shí)間越長(cháng)，其毒性反應越大?？諝庵械腃O濃度超過(guò)100ppm時(shí)，會(huì )引起頭痛、嘔吐、耳鳴、全身無(wú)力、精神不振甚至昏厥；超過(guò)900ppm時(shí)，若長(cháng)時(shí)間停留，會(huì )使人肢體癱瘓、痙攣甚至死亡。
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碳氧化合物（HC）
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形成酸雨，污染湖泊、土壤，影響林業(yè)、漁業(yè)、牧業(yè)生產(chǎn)；侵蝕石質(zhì)建筑物、銅像等；對人的呼吸系統、神經(jīng)系統、造血系統都有嚴重的損壞作用；具有刺激性氣味，是形成光化學(xué)煙霧的組成部分；某些高分子環(huán)狀HC在動(dòng)物體上有致癌作用。
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氮氧化合物（NOx）
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吸入人的肺部后，與肺中的水汽結合，形成稀硝酸，損害人體;在日光照射下，NOx與未燃或已燃的氣態(tài)HC會(huì )生成化學(xué)煙霧，使人眼紅、頭痛、手足抽搐，使植物枯死，橡膠破裂，并能污染海洋。NO2及其聚合物N2O4最為有害。
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二氧化硫（SO2）
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與水汽結合生成H2SO4，與大氣中其它物質(zhì)結合生成硫化物，，最終形成浮游微粒，這些物質(zhì)均有害，能引起并加重呼吸器官的疾病，污染空氣，腐蝕某些合成纖維。
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顆粒物（PM）
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柴油機發(fā)動(dòng)機排氣微粒的粒徑小，質(zhì)量輕，屬亞微米級粒子，能夠長(cháng)期懸浮在大氣中而不沉降，污染環(huán)境、阻礙視線(xiàn)，易被吸入人體內部。微粒主要來(lái)自HC、含鉛添加劑和SO2，這些物質(zhì)均很有害，它們呈復雜的鏈狀或團絮狀結構，其比表面積極大，又有較強的吸附能力，能吸附相當數量的高分子液相。
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柴油發(fā)動(dòng)機在工作過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生碳煙顆粒（PM）一氧化碳（CO）及碳氫化合物（HC）等有害氣體。目前國內處理方法有傳統的水過(guò)濾方式；柴油顆粒捕集器 （DPF）；氧化型催化器（DOC）等三種。
1、水濾式凈化裝置
（1）對硫化物的凈化有一定的效果，但是水濾式凈化裝置親水性差，僅能凈化較小顆粒，較大含油顆粒仍隨廢氣排出。，較大含油顆粒仍隨廢氣排出。且在發(fā)動(dòng)機運行中，廢氣溫度較高，水濾箱中的水會(huì )蒸發(fā)一部，會(huì )葬發(fā)—部分，需要定時(shí)補充水理。如有漏水，滲水現象還需盡快修補。如加水過(guò)增加了入工工作重。如有漏水，滲水現象多，易造成倒灌水，對發(fā)動(dòng)機也有影響。水濾箱體積較大，對安裝空間及設備搬運通道的空間都有較高的要求。水造成水體的二次污染。
（2）水濾式凈化裝置由于其結構簡(jiǎn)單、成本低；被應用于發(fā)動(dòng)機尾氣的治理，但隨著(zhù)人們環(huán)保識的增強，傳統的水濾式凈化裝置已你們滿(mǎn)足需求。發(fā)達國家很早以前就已經(jīng)不再來(lái)用水箱處理尾氣，國內生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)井下柴油設備也淘汰了水箱處理?，F在主流采用的柴油顆粒捕集器（DOF）、氧化型催化器（DOC）等技術(shù)。
2、柴油顆粒捕集器（DPF）
柴油顆粒捕集器（DPF）采用可通氣的多孔堇青石材料，過(guò)濾式的陶瓷載體由許多細小的平行孔道所組成;這些平行的孔道之間是由通氣性的孔壁分隔，一端開(kāi)放，一端堵塞，過(guò)濾器孔壁中的微孔可讓柴油引擎的廢氣分子通過(guò)，黑煙顆粒由于粒徑比較大，而無(wú)法通過(guò)微孔，被過(guò)濾在陶瓷孔壁表面，進(jìn)而達到消除黑煙的效果。DPF對碳煙顆粒（PM）黑煙顆粒過(guò)濾效果比較高，一般為90%以上。
3、氧化型催化器（DOC）
氧化型催化器（DOC）的主要目的是降低發(fā)動(dòng)機內排放出來(lái)的顆粒物（黑煙）及有害氣體。顆粒物（PM）去除效率20%左右，有害氣體（CO、HC）凈化率65%-85%左右。DOC型凈化裝置外觀(guān)與消音器相似，可以方便的安裝，無(wú)需改造發(fā)動(dòng)機，只需簡(jiǎn)單的替換原排氣系統中的消音器即可。DOC運行時(shí)基本上可以長(cháng)期不需要維護，只要求周期性的檢查。
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圖3 柴油發(fā)電機噴淋塔廢氣處理器 |
圖4 顆粒捕集器結構圖 |
總結：
康明斯發(fā)電機廠(chǎng)家提醒用戶(hù)需要注意的事項，以上只是一些常見(jiàn)的發(fā)電機房噪音執行標準的簡(jiǎn)要介紹。實(shí)際上，不同國家和地區可能有各自的具體標準和法規。因此，在進(jìn)行發(fā)電機房的設計、制造、安裝和維修時(shí)，必須嚴格遵守當地的法規和標準，確保發(fā)電機房的噪音符合規定的限制。這有助于保護環(huán)境和人員的健康，并避免與噪音相關(guān)的問(wèn)題。
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