抽拉式双机静音电站设计

路尔旺

(江西清华泰豪三波电机有限公司，江西 南昌330096)

0 前言

抽拉式双机静音厢式电站由1套抽拉式导轨和2台静音厢式电站组成，2台静音厢式电站采用镜像的结构布置通过二级减震器安装于抽拉式导轨上，并且为了保持与系统外形的一致性，电站采用外部销角的结构。其中单台静音厢式电站主要由一台BF4L2011F柴油机、发电机、控制屏、低噪声箱体、轴流风机等其它附件组成。2台静音厢式电站可单独供电，互为备份，为用电设备提供380V、50Hz的三相工频交流电源。

1 电站总体结构概述

抽拉式双机静音厢式电站通过抽拉式导轨横向安装于载运平台上，当要对电站维修时，可通过抽拉导轨移出平台进行，而不是采用原来需吊下电站进行维修的方式，减少了起吊单元和系统重量，提高系统的机动性。

静音厢式电站内部沿长度方向布置有柴油机和发电机，厢式电站采用两侧进风、顶部排热风和排烟的方式进行通风散热，厢式电站内部布置有冷热风隔腔采用扩张式消音原理，达到既通风又降噪的目的。具体内部布置如下图1∶

图1 静音电站内部结构示意图

2 结构设计特点

2.1 箱体的高效散热和降噪设计

箱体内在高温环境条件的温升直接影响到电站的工作，温升主要由机组表面辐射、排烟系统与热排风引起，控制好温升必须有一个良好的风路设计，如何将箱体内的冷却风路进行有效的隔离，并对箱体内部的风道进行分散导流是保证机组高温（＋50℃）正常工作的关键。在散热方面重点进行了以下设计：

2.1.1 箱体总体风道设计

电站的通风散热采用多腔体（分为电机风室，油机风室，排风腔，油机进风腔）分隔式负压歧路进风风路设计，箱体的进风口与出风口隔离，有别于以往的风路设计，不会形成风路短路及涡流现象，具有较好的通风散热功能。

2.1.2 噪声和通风散热处理

1）为了达到降低电站运行噪声的要求，对箱体内的柴油发电机组的进风、排风通道做降噪处理。在柴油发电机组运行时，为了能满足电站运行进、排风顺畅，使电站在一个热平衡状态下正常工作，箱体设置油机进风口及电机进风口等多风路，冷空气由两个进风口分别进入油机风室及电机风室，每个风室与其它腔体完全隔离，进入油机室的冷风经过“S”形循环被油机冷却风道内负压吸入，对油机机体冷却后，排至排风处，同时进入电机室的冷风被电机内风扇自电机尾部负压吸入，冷却电机后，经电机前端排风口排出，汇集于排风处，后由轴流风机吸出，由于是歧路进风，不会形成风短路及涡流现象，具有较好的通风散热功能。而且，进风口设置在箱体下部及底盘两侧，底盘上进风口设置在底盘内壁，可防止箱内噪声外泄，油机侧进风口采用消声迷宫形式进行降噪处理，在进风迷宫前端设置有进风百叶。箱体内壁安装有吸音降噪层，电站通过高效低噪声轴流风机进行排热风，并且通过低噪声消音器进行降噪和排烟。

电站要求噪声值≤75dB(A)，对于要求在体积小、重量轻的约束条件下对电站的降噪处理存在一定难度，所以，在电站设计中，运用空腔复合阻抗式降噪设计技术。根据对噪声源的分析，噪声主要分为空气动力噪声、机械噪声、燃烧噪声等。针对噪声源的特点，电站进行了针对性的设计。第一，在排风口与进风口运用了迷宫形式的空腔风道，对气流噪声进行气压释放空腔复合阻抗式的降噪处理；第二，在两侧壁采用吸音层结构，对机组的机械噪声进行降噪处理；第三，对柴油机的排气噪声采用降噪型消声器进行降噪，降低排烟辐射噪声；第四，对发电机组进行高效减震减小电站振动，从而降低噪声。

2）箱体隔声量

电站在未安装箱体降噪前，电站噪声值达98dB(A)，要使电站达到75dB(A)的要求，则箱体至少要求达到的降噪量为：98dB(A)-75dB(A)= 23dB(A)。

本电站箱体降噪主要采用隔声和吸声两个措施。箱体外罩的蒙皮为1.5mm整张钢板，用50mm黑色吸音棉粘在外蒙皮的内壁，并且采用合理结构1mm微孔铝板进行保护固定住吸音棉。进排风百叶窗采用1.2mm钢板折弯成型，百叶窗最下一片须进行防雨设计，百叶窗上粘有10mm的岩棉，岩棉用玻璃丝面包好后再用整块穿孔板固定。

隔声壁板材料为1.5mm钢板，面密度为11.78kg/m2，其隔声量为：

表1

其中，TL1——平均隔声量。

吸声棉为50mm岩棉，其吸声系数为：

表2

其中，α1——平均吸声系数。

隔声罩的实际隔声量可用下式计算：

R1=TL1＋10lg（α1）=28.8 dB(A)

通过计算可满足降噪要求。

3）消音器消音降噪

消音器为阻抗复合性消声器，其消声量可用下式计算：

式中：R2——阻性消声器的消声量，dB(A)；

φ(α2)——消音系数，与阻性材料的吸声系数有关，φ(α2)=1；

S——气流通道横截面积，0.022×3.14=0.0013（m2）；

P——气流通道断面周长，0.04×3.14=0.13（m）；

L——有限消声长度，0.3（m）。

通过计算可满足降噪要求。

2.2 抽拉式导轨设计

为了达到快速简单可靠的维修性，采用对2台静音厢式电站采用镜像的结构布置通过二级减震器安装于抽拉式导轨的结构，有效解决维修空间的局限性。在一台电站需要维修时，通过将抽拉式导轨连同静音厢式电站从汽车的一端往外拉出，另一台静音厢式电站则随导轨一起移动到汽车的中部位置，使需维修电站不会因悬空而掉落。

2.3 采用二级高效减震的效果设计

为减小电站的振动主动传播和有效隔离,电站在本身有一级减震器的情况下，通过在电站箱体底座外部安装四个减震器，最后安装于抽拉式导轨上，从而达到二级高效减震的效果，同时降低噪声。

3 结论

抽拉式双机静音厢式电站具有“噪音低、机动性强、快速反应能力强、全天候的环境适应力”的特点，技术性能优异，符合军用移动电站的发展方向。该项目考虑了高温环境下的工作可靠性，人机工程设计，能适应于各种特殊要求的军用环境条件，具备起点高、技术功能齐全、人机环境合理等特点，具有广阔的市场前景，产品具有长期的市场寿命。

［1］王文奇，江珍泉.噪声控制技术[M].北京：化学工业出版社，1987，10.