路爾旺

(江西清華泰豪三波電機(jī)有限公司，江西 南昌330096)

0 前言

抽拉式雙機(jī)靜音廂式電站由1套抽拉式導(dǎo)軌和2臺靜音廂式電站組成，2臺靜音廂式電站采用鏡像的結(jié)構(gòu)布置通過二級減震器安裝于抽拉式導(dǎo)軌上，并且為了保持與系統(tǒng)外形的一致性，電站采用外部銷角的結(jié)構(gòu)。其中單臺靜音廂式電站主要由一臺BF4L2011F柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制屏、低噪聲箱體、軸流風(fēng)機(jī)等其它附件組成。2臺靜音廂式電站可單獨(dú)供電，互為備份，為用電設(shè)備提供380V、50Hz的三相工頻交流電源。

1 電站總體結(jié)構(gòu)概述

抽拉式雙機(jī)靜音廂式電站通過抽拉式導(dǎo)軌橫向安裝于載運(yùn)平臺上，當(dāng)要對電站維修時(shí)，可通過抽拉導(dǎo)軌移出平臺進(jìn)行，而不是采用原來需吊下電站進(jìn)行維修的方式，減少了起吊單元和系統(tǒng)重量，提高系統(tǒng)的機(jī)動性。

靜音廂式電站內(nèi)部沿長度方向布置有柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)，廂式電站采用兩側(cè)進(jìn)風(fēng)、頂部排熱風(fēng)和排煙的方式進(jìn)行通風(fēng)散熱，廂式電站內(nèi)部布置有冷熱風(fēng)隔腔采用擴(kuò)張式消音原理，達(dá)到既通風(fēng)又降噪的目的。具體內(nèi)部布置如下圖1∶

圖1 靜音電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1 箱體的高效散熱和降噪設(shè)計(jì)

箱體內(nèi)在高溫環(huán)境條件的溫升直接影響到電站的工作，溫升主要由機(jī)組表面輻射、排煙系統(tǒng)與熱排風(fēng)引起，控制好溫升必須有一個良好的風(fēng)路設(shè)計(jì)，如何將箱體內(nèi)的冷卻風(fēng)路進(jìn)行有效的隔離，并對箱體內(nèi)部的風(fēng)道進(jìn)行分散導(dǎo)流是保證機(jī)組高溫（＋50℃）正常工作的關(guān)鍵。在散熱方面重點(diǎn)進(jìn)行了以下設(shè)計(jì)：

2.1.1 箱體總體風(fēng)道設(shè)計(jì)

電站的通風(fēng)散熱采用多腔體（分為電機(jī)風(fēng)室，油機(jī)風(fēng)室，排風(fēng)腔，油機(jī)進(jìn)風(fēng)腔）分隔式負(fù)壓歧路進(jìn)風(fēng)風(fēng)路設(shè)計(jì)，箱體的進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口隔離，有別于以往的風(fēng)路設(shè)計(jì)，不會形成風(fēng)路短路及渦流現(xiàn)象，具有較好的通風(fēng)散熱功能。

2.1.2 噪聲和通風(fēng)散熱處理

1）為了達(dá)到降低電站運(yùn)行噪聲的要求，對箱體內(nèi)的柴油發(fā)電機(jī)組的進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)通道做降噪處理。在柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，為了能滿足電站運(yùn)行進(jìn)、排風(fēng)順暢，使電站在一個熱平衡狀態(tài)下正常工作，箱體設(shè)置油機(jī)進(jìn)風(fēng)口及電機(jī)進(jìn)風(fēng)口等多風(fēng)路，冷空氣由兩個進(jìn)風(fēng)口分別進(jìn)入油機(jī)風(fēng)室及電機(jī)風(fēng)室，每個風(fēng)室與其它腔體完全隔離，進(jìn)入油機(jī)室的冷風(fēng)經(jīng)過“S”形循環(huán)被油機(jī)冷卻風(fēng)道內(nèi)負(fù)壓吸入，對油機(jī)機(jī)體冷卻后，排至排風(fēng)處，同時(shí)進(jìn)入電機(jī)室的冷風(fēng)被電機(jī)內(nèi)風(fēng)扇自電機(jī)尾部負(fù)壓吸入，冷卻電機(jī)后，經(jīng)電機(jī)前端排風(fēng)口排出，匯集于排風(fēng)處，后由軸流風(fēng)機(jī)吸出，由于是歧路進(jìn)風(fēng)，不會形成風(fēng)短路及渦流現(xiàn)象，具有較好的通風(fēng)散熱功能。而且，進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在箱體下部及底盤兩側(cè)，底盤上進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在底盤內(nèi)壁，可防止箱內(nèi)噪聲外泄，油機(jī)側(cè)進(jìn)風(fēng)口采用消聲迷宮形式進(jìn)行降噪處理，在進(jìn)風(fēng)迷宮前端設(shè)置有進(jìn)風(fēng)百葉。箱體內(nèi)壁安裝有吸音降噪層，電站通過高效低噪聲軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行排熱風(fēng)，并且通過低噪聲消音器進(jìn)行降噪和排煙。

電站要求噪聲值≤75dB(A)，對于要求在體積小、重量輕的約束條件下對電站的降噪處理存在一定難度，所以，在電站設(shè)計(jì)中，運(yùn)用空腔復(fù)合阻抗式降噪設(shè)計(jì)技術(shù)。根據(jù)對噪聲源的分析，噪聲主要分為空氣動力噪聲、機(jī)械噪聲、燃燒噪聲等。針對噪聲源的特點(diǎn)，電站進(jìn)行了針對性的設(shè)計(jì)。第一，在排風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口運(yùn)用了迷宮形式的空腔風(fēng)道，對氣流噪聲進(jìn)行氣壓釋放空腔復(fù)合阻抗式的降噪處理；第二，在兩側(cè)壁采用吸音層結(jié)構(gòu)，對機(jī)組的機(jī)械噪聲進(jìn)行降噪處理；第三，對柴油機(jī)的排氣噪聲采用降噪型消聲器進(jìn)行降噪，降低排煙輻射噪聲；第四，對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行高效減震減小電站振動，從而降低噪聲。

2）箱體隔聲量

電站在未安裝箱體降噪前，電站噪聲值達(dá)98dB(A)，要使電站達(dá)到75dB(A)的要求，則箱體至少要求達(dá)到的降噪量為：98dB(A)-75dB(A)= 23dB(A)。

本電站箱體降噪主要采用隔聲和吸聲兩個措施。箱體外罩的蒙皮為1.5mm整張鋼板，用50mm黑色吸音棉粘在外蒙皮的內(nèi)壁，并且采用合理結(jié)構(gòu)1mm微孔鋁板進(jìn)行保護(hù)固定住吸音棉。進(jìn)排風(fēng)百葉窗采用1.2mm鋼板折彎成型，百葉窗最下一片須進(jìn)行防雨設(shè)計(jì)，百葉窗上粘有10mm的巖棉，巖棉用玻璃絲面包好后再用整塊穿孔板固定。

隔聲壁板材料為1.5mm鋼板，面密度為11.78kg/m2，其隔聲量為：

表1

其中，TL1——平均隔聲量。

吸聲棉為50mm巖棉，其吸聲系數(shù)為：

表2

其中，α1——平均吸聲系數(shù)。

隔聲罩的實(shí)際隔聲量可用下式計(jì)算：

R1=TL1＋10lg（α1）=28.8 dB(A)

通過計(jì)算可滿足降噪要求。

3）消音器消音降噪

消音器為阻抗復(fù)合性消聲器，其消聲量可用下式計(jì)算：

式中：R2——阻性消聲器的消聲量，dB(A)；

φ(α2)——消音系數(shù)，與阻性材料的吸聲系數(shù)有關(guān)，φ(α2)=1；

S——?dú)饬魍ǖ罊M截面積，0.022×3.14=0.0013（m2）；

P——?dú)饬魍ǖ罃嗝嬷荛L，0.04×3.14=0.13（m）；

L——有限消聲長度，0.3（m）。

通過計(jì)算可滿足降噪要求。

2.2 抽拉式導(dǎo)軌設(shè)計(jì)

為了達(dá)到快速簡單可靠的維修性，采用對2臺靜音廂式電站采用鏡像的結(jié)構(gòu)布置通過二級減震器安裝于抽拉式導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)，有效解決維修空間的局限性。在一臺電站需要維修時(shí)，通過將抽拉式導(dǎo)軌連同靜音廂式電站從汽車的一端往外拉出，另一臺靜音廂式電站則隨導(dǎo)軌一起移動到汽車的中部位置，使需維修電站不會因懸空而掉落。

2.3 采用二級高效減震的效果設(shè)計(jì)

為減小電站的振動主動傳播和有效隔離,電站在本身有一級減震器的情況下，通過在電站箱體底座外部安裝四個減震器，最后安裝于抽拉式導(dǎo)軌上，從而達(dá)到二級高效減震的效果，同時(shí)降低噪聲。

3 結(jié)論

抽拉式雙機(jī)靜音廂式電站具有“噪音低、機(jī)動性強(qiáng)、快速反應(yīng)能力強(qiáng)、全天候的環(huán)境適應(yīng)力”的特點(diǎn)，技術(shù)性能優(yōu)異，符合軍用移動電站的發(fā)展方向。該項(xiàng)目考慮了高溫環(huán)境下的工作可靠性，人機(jī)工程設(shè)計(jì)，能適應(yīng)于各種特殊要求的軍用環(huán)境條件，具備起點(diǎn)高、技術(shù)功能齊全、人機(jī)環(huán)境合理等特點(diǎn)，具有廣闊的市場前景，產(chǎn)品具有長期的市場壽命。

［1］王文奇，江珍泉.噪聲控制技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987，10.