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機房設(shè)計與設(shè)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(fù)雜，按照噪聲輻射方式，柴油機噪聲可以分為空氣動力噪聲和表面輻射噪聲。在實際工作中，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(jié)合油機房結(jié)構(gòu)的調(diào)整，治理工作將更加簡單化。
一、噪音控制
柴油發(fā)電機噪音綜合控制主要是根據(jù)具體的機房項目來確定相應(yīng)的控制方案，這就要應(yīng)考慮到機房所在區(qū)域的環(huán)境標準，機房圍護結(jié)構(gòu)形式及油機機型、功率、冷卻風量等因素。綜合控制的核心是等隔聲概念，即用一封閉的圍護結(jié)構(gòu)將機組與外界隔離開來，減少聲源對外的聲輻射。為機房與外界相通而預(yù)留的通道（如冷卻風扇出口、發(fā)動機排氣出口、機房通風換氣口等）必須設(shè)計成消聲通道，其插入損失也應(yīng)與圍護結(jié)構(gòu)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、進氣噪聲控制
一般發(fā)動機均裝有空氣濾清器，進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一步控制后，進氣噪聲有可能成為主要聲源，這時需考慮采用性能良好的進氣消聲器，通常進氣消聲器要和空氣濾清器結(jié)合，進行一體化設(shè)計，既能滿足進氣和濾清方面的要求，又可使進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(jié)構(gòu)設(shè)計不甚合理以及加工工藝存在問題，后一個問題可以通過提高工藝水平加以改善；前一個問題則涉及消聲器的設(shè)計思路。通常消聲器設(shè)計主要憑經(jīng)驗，一些設(shè)計計算程序是在一些理想假設(shè)條件下進行的，而在這些假設(shè)中實際影響最大的是忽略氣流的存在，而且是高壓、高溫、高速脈動氣流的存在。此種狀態(tài)的氣流將會影響消聲器內(nèi)部的聲場分布、聲速、聲的傳播規(guī)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。實踐表明，在結(jié)構(gòu)上采取措施可以一定幅度地降低發(fā)動機的表面輻射噪聲，從而降低整機噪聲。控制的基本措施是增加結(jié)構(gòu)剛度和阻尼，使得在同樣的激振力作用下減少結(jié)構(gòu)表面響應(yīng)。與此同時，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(cè)視圖 |
二、尾氣排放控制
柴油機尾氣中的主要污染物包含復(fù)雜的有機物和無機物，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，生理上會有強烈的反應(yīng)，CO濃度越大，停留的時間越長，其毒性反應(yīng)越大。空氣中的CO濃度超過100ppm時，會引起頭痛、嘔吐、耳鳴、全身無力、精神不振甚至昏厥；超過900ppm時，若長時間停留，會使人肢體癱瘓、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(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)都有嚴重的損壞作用；具有刺激性氣味，是形成光化學煙霧的組成部分；某些高分子環(huán)狀HC在動物體上有致癌作用。
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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(jié)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會生成化學煙霧，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(jié)合生成H2SO4，與大氣中其它物質(zhì)結(jié)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)動機排氣微粒的粒徑小，質(zhì)量輕，屬亞微米級粒子，能夠長期懸浮在大氣中而不沉降，污染環(huán)境、阻礙視線，易被吸入人體內(nèi)部。微粒主要來自HC、含鉛添加劑和SO2，這些物質(zhì)均很有害，它們呈復(fù)雜的鏈狀或團絮狀結(jié)構(gòu)，其比表面積極大，又有較強的吸附能力，能吸附相當數(shù)量的高分子液相。
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柴油發(fā)動機在工作過程中會產(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(nèi)處理方法有傳統(tǒng)的水過濾方式；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)動機運行中，廢氣溫度較高，水濾箱中的水會蒸發(fā)一部，會葬發(fā)—部分，需要定時補充水理。如有漏水，滲水現(xiàn)象還需盡快修補。如加水過增加了入工工作重。如有漏水，滲水現(xiàn)象多，易造成倒灌水，對發(fā)動機也有影響。水濾箱體積較大，對安裝空間及設(shè)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(jié)構(gòu)簡單、成本低；被應(yīng)用于發(fā)動機尾氣的治理，但隨著人們環(huán)保識的增強，傳統(tǒng)的水濾式凈化裝置已你們滿足需求。發(fā)達國家很早以前就已經(jīng)不再來用水箱處理尾氣，國內(nèi)生產(chǎn)的專業(yè)井下柴油設(shè)備也淘汰了水箱處理。現(xiàn)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，一端開放，一端堵塞，過濾器孔壁中的微孔可讓柴油引擎的廢氣分子通過，黑煙顆粒由于粒徑比較大，而無法通過微孔，被過濾在陶瓷孔壁表面，進而達到消除黑煙的效果。DPF對碳煙顆粒（PM）黑煙顆粒過濾效果比較高，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)動機內(nèi)排放出來的顆粒物（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型凈化裝置外觀與消音器相似，可以方便的安裝，無需改造發(fā)動機，只需簡單的替換原排氣系統(tǒng)中的消音器即可。DOC運行時基本上可以長期不需要維護，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(jié)構(gòu)圖 |
總結(jié)：
康明斯發(fā)電機廠家提醒用戶需要注意的事項，以上只是一些常見的發(fā)電機房噪音執(zhí)行標準的簡要介紹。實際上，不同國家和地區(qū)可能有各自的具體標準和法規(guī)。因此，在進行發(fā)電機房的設(shè)計、制造、安裝和維修時，必須嚴格遵守當?shù)氐姆ㄒ?guī)和標準，確保發(fā)電機房的噪音符合規(guī)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)的問題。
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