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柴油發(fā)電機(jī)房環(huán)保工程:降噪與尾氣控制方法
發(fā)布時(shí)間:2023-03-20 00:32:55  ▏閱讀:

 

機(jī)房設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝

柴油發(fā)電機(jī)噪音治理措施與尾氣控制裝置

 

摘要:柴油發(fā)電機(jī)組對(duì)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(jī)噪聲聲源復(fù)雜,按照噪聲輻射方式,柴油機(jī)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(jī)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(jī)房結(jié)構(gòu)的調(diào)整,治理工作將更加簡(jiǎn)單化。

 

一、噪音控制

 

      柴油發(fā)電機(jī)噪音綜合控制主要是根據(jù)具體的機(jī)房項(xiàng)目來(lái)確定相應(yīng)的控制方案,這就要應(yīng)考慮到機(jī)房所在區(qū)域的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),機(jī)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式及油機(jī)機(jī)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(hù)結(jié)構(gòu)將機(jī)組與外界隔離開(kāi)來(lái),減少聲源對(duì)外的聲輻射。為機(jī)房與外界相通而預(yù)留的通道(如冷卻風(fēng)扇出口、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣出口、機(jī)房通風(fēng)換氣口等)必須設(shè)計(jì)成消聲通道,其插入損失也應(yīng)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量相當(dāng),只有這樣做才可保證機(jī)房外的環(huán)境噪聲達(dá)標(biāo)。

1、進(jìn)氣噪聲控制

      一般發(fā)動(dòng)機(jī)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(dāng)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(jié)合,進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),既能滿足進(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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)思路。通常消聲器設(shè)計(jì)主要憑經(jīng)驗(yàn),一些設(shè)計(jì)計(jì)算程序是在一些理想假設(shè)條件下進(jìn)行的,而在這些假設(shè)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(nèi)部的聲場(chǎng)分布、聲速、聲的傳播規(guī)律等,特別是氣流速度影響更大。

      氣流影響消聲器性能的主要原因是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的高速脈動(dòng)氣流再生噪聲,其次是這種氣流會(huì)沖擊消聲器的管路、殼體、隔板等聲學(xué)元件,進(jìn)而激發(fā)振動(dòng)輻射噪聲。當(dāng)消聲器結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不當(dāng),或結(jié)構(gòu)不合理,或加工工藝存在問(wèn)題時(shí),都會(huì)導(dǎo)致消聲器消聲性能的下降,同時(shí)氣流速度過(guò)高也會(huì)加大消聲器的壓力損失也會(huì)造成消聲性能下降。

3、表面輻射噪聲的控制

      發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲(燃燒噪聲和機(jī)械噪聲)的控制要受到發(fā)動(dòng)機(jī)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(jié)構(gòu)上采取措施可以一定幅度地降低發(fā)動(dòng)機(jī)的表面輻射噪聲,從而降低整機(jī)噪聲??刂频幕敬胧┦窃黾咏Y(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(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)。

 

柴油發(fā)電機(jī)房降噪平面設(shè)計(jì)圖.png

圖1   柴油發(fā)電機(jī)房降噪平面圖

柴油發(fā)電機(jī)房噪聲治理示意圖.png

圖2  柴油發(fā)電機(jī)房噪聲治理側(cè)視圖

 

二、尾氣排放控制

 

       柴油機(jī)尾氣中的主要污染物包含復(fù)雜的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物,具有氣體、液體、固體等3態(tài),其成分為一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔铮℉C)、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(jī)污染物的危害

一氧化碳(CO)
血液中的血紅素對(duì)CO比對(duì)O有較強(qiáng)的親和力,人在含有CO的空氣中停留,生理上會(huì)有強(qiáng)烈的反應(yīng),CO濃度越大,停留的時(shí)間越長(zhǎng),其毒性反應(yīng)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(zhǎng)時(shí)間停留,會(huì)使人肢體癱瘓、痙攣甚至死亡。
碳氧化合物(HC)
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(duì)人的呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)都有嚴(yán)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。
氮氧化合物(NOx
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(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。
二氧化硫(SO2
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。
顆粒物(PM)
柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣微粒的粒徑小,質(zhì)量輕,屬亞微米級(jí)粒子,能夠長(zhǎng)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(lái)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(tuán)絮狀結(jié)構(gòu),其比表面積極大,又有較強(qiáng)的吸附能力,能吸附相當(dāng)數(shù)量的高分子液相。

 

      柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生碳煙顆粒(PM)一氧化碳(CO)及碳?xì)浠衔铮℉C)等有害氣體。目前國(guó)內(nèi)處理方法有傳統(tǒng)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(duì)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(jī)運(yùn)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(bǔ)充水理。如有漏水,滲水現(xiàn)象還需盡快修補(bǔ)。如加水過(guò)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)也有影響。水濾箱體積較大,對(duì)安裝空間及設(shè)備搬運(yùn)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(jiǎn)單、成本低;被應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的治理,但隨著人們環(huán)保識(shí)的增強(qiáng),傳統(tǒng)的水濾式凈化裝置已你們滿足需求。發(fā)達(dá)國(guó)家很早以前就已經(jīng)不再來(lái)用水箱處理尾氣,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的專業(yè)井下柴油設(shè)備也淘汰了水箱處理?,F(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(guò)濾式的陶瓷載體由許多細(xì)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(dá)到消除黑煙的效果。DPF對(duì)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(jī)內(nèi)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型凈化裝置外觀與消音器相似,可以方便的安裝,無(wú)需改造發(fā)動(dòng)機(jī),只需簡(jiǎn)單的替換原排氣系統(tǒng)中的消音器即可。DOC運(yùn)行時(shí)基本上可以長(zhǎng)期不需要維護(hù),只要求周期性的檢查。

 

柴油發(fā)電機(jī)噴淋塔廢氣處理器.png

圖3  柴油發(fā)電機(jī)噴淋塔廢氣處理器

柴油機(jī)顆粒捕集器凈化示意圖.png

圖4  顆粒捕集器結(jié)構(gòu)圖

 

總結(jié):

      康明斯發(fā)電機(jī)廠家提醒用戶需要注意的事項(xiàng),以上只是一些常見(jiàn)的發(fā)電機(jī)房噪音執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)要介紹。實(shí)際上,不同國(guó)家和地區(qū)可能有各自的具體標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。因此,在進(jìn)行發(fā)電機(jī)房的設(shè)計(jì)、制造、安裝和維修時(shí),必須嚴(yán)格遵守當(dāng)?shù)氐姆ㄒ?guī)和標(biāo)準(zhǔn),確保發(fā)電機(jī)房的噪音符合規(guī)定的限制。這有助于保護(hù)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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