摘要：柴油發(fā)電機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，為了合理評(píng)價(jià)某柴油發(fā)電機(jī)室的振動(dòng)和噪聲環(huán)境，本文通過(guò)設(shè)計(jì)測(cè)量和評(píng)價(jià)方案以及數(shù)據(jù)處理給出了柴油發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)振動(dòng)速度峰值、柴油發(fā)電機(jī)室內(nèi)地面振動(dòng)計(jì)權(quán)加速度級(jí)和所排放的噪聲等效值，并與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所要求的振動(dòng)容許值和噪聲限值進(jìn)行了對(duì)比分析，評(píng)價(jià)結(jié)果是柴油發(fā)電機(jī)室的振動(dòng)和噪聲排放滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。本文給出的柴油發(fā)電機(jī)室測(cè)量和評(píng)價(jià)方案，也可拓展推廣到評(píng)價(jià)其他設(shè)備房間的振動(dòng)和噪聲環(huán)境中去，從而給出全面合理的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)電機(jī);振動(dòng);噪聲;評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)： X827 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）03-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.006

Influence evaluation of vibration and noise in diesel generator room

Cao Jing

（Luoyang Environmental Monitoring Station，Luoyang Henan 471002，China）

Abstract：A running diesel generator set will bring vibration and noise to surrounding environment. In order to reasonably evaluate the vibration and noise environment in a certain diesel generator room， the peak vibration velocity of the diesel generator set foundation，the weighted vibration acceleration level of the ground in the diesel generator room and the emitted noise equivalent value are given from a design of measurement and evaluation scheme and data processing， then these values are compared with the vibration allowable values and noise limit values required in some relevant standards.The evaluation result shows that the vibration and noise emission in the diesel generator room meet the standard requirements.The measurement and evaluation scheme of diesel generator room given in this paper can also be extended to evaluate the vibration and noise environment of other equipment rooms with a comprehensive and reasonable conclusion.

Key words：Diesel generator;Vibration;Noise;Evaluation

柴油發(fā)電機(jī)作為一項(xiàng)重要的設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于日常生產(chǎn)、生活當(dāng)中，涉及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、軍事等多個(gè)領(lǐng)域。柴油發(fā)電機(jī)是動(dòng)力機(jī)器的一種，其在運(yùn)行當(dāng)中可能會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面作用。首先，柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，振動(dòng)會(huì)作用于柴油發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)，如果柴油發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)或安裝不當(dāng)就會(huì)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)造成損壞，這樣的不良結(jié)果又會(huì)導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)使用壽命的減少，為了減少和避免該種事件的發(fā)生，我國(guó)出臺(tái)了強(qiáng)制性的規(guī)范[1]來(lái)指導(dǎo)動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)的設(shè)計(jì);其次，柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)通過(guò)基礎(chǔ)也會(huì)傳遞到柴油發(fā)電機(jī)室的地面或者其他位置，地面振動(dòng)可能會(huì)引起周圍工作人員疲勞或者身體不適[2-4];最后，柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)帶來(lái)高強(qiáng)噪聲，它不僅會(huì)損傷操作人員的聽覺器官，導(dǎo)致各種疾病，降低勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且會(huì)造成周圍環(huán)境的噪聲污染。判斷柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲是否滿足要求，就需要進(jìn)行測(cè)量和評(píng)價(jià)分析。

本文針對(duì)某一柴油發(fā)電機(jī)室，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的振動(dòng)值、柴油發(fā)電機(jī)室地面的振動(dòng)值，以及柴油發(fā)電機(jī)室的噪聲值進(jìn)行測(cè)量，綜合分析柴油發(fā)電機(jī)室的振動(dòng)和噪聲環(huán)境，對(duì)其影響進(jìn)行合理地評(píng)價(jià)。

1 測(cè)量和評(píng)價(jià)方案

所測(cè)量的柴油發(fā)電機(jī)從下到上依次為混凝土基礎(chǔ)，混凝土基礎(chǔ)上布置隔振器，而隔振器與放置柴油發(fā)電機(jī)的鋼制底座相連，那么該柴油發(fā)電機(jī)已進(jìn)行了基礎(chǔ)隔振。參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組第9部分：機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)價(jià)》（GB/T 2820.9-2002）、《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50868-2013）、《機(jī)械振動(dòng)與沖擊 建筑物的振動(dòng) 振動(dòng)測(cè)量及其對(duì)建筑物影響的評(píng)價(jià)和指南》（GB/T 14124-2009）的規(guī)定和方法等，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，基礎(chǔ)的振動(dòng)值進(jìn)行測(cè)量，鋼制底座需滿足隔振基礎(chǔ)的振動(dòng)容許值要求。對(duì)于鋼制底座，測(cè)量點(diǎn)分別布置在鋼制底座長(zhǎng)方體上表面的中心位置及上表面長(zhǎng)方形的四邊中點(diǎn)處，共計(jì)5個(gè)測(cè)點(diǎn)，使用速度傳感器進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)長(zhǎng)1min。由于柴油發(fā)電機(jī)采用了基礎(chǔ)隔振，放置柴油發(fā)電機(jī)的鋼制底座的振動(dòng)更接近于柴油發(fā)電機(jī)自身的振動(dòng)[5]，可以參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組? 第9部分：機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)價(jià)》（GB/T 2820.9-2002）的要求來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可以參照國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50868-2013）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)隔振基礎(chǔ)的具體要求來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，后者比前者的要求嚴(yán)格，所以本文參照后者來(lái)評(píng)價(jià)隔振基礎(chǔ)的振動(dòng)值。

對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)室地面的振動(dòng)值，主要是柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)進(jìn)入或者工作在柴油發(fā)電機(jī)室的人員引起全身振動(dòng)，根據(jù)全身振動(dòng)作用可將振動(dòng)控制界限分為舒適性界限和疲勞-工效降低界限。評(píng)價(jià)地面振動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)本文采用建筑物內(nèi)人體舒適性和疲勞-工效降低的容許振動(dòng)值，具體參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50868-2013）、《機(jī)械振動(dòng)與沖擊 人體暴露于全身振動(dòng)的評(píng)價(jià) 第1部分：一般要求》（GB/T 13441.1-2007）、《機(jī)械振動(dòng)與沖擊 人體暴露于全身振動(dòng)的評(píng)價(jià) 第2部分：建筑物內(nèi)的振動(dòng)（1Hz～80Hz）》（GB/T 13441.2-2008），測(cè)量點(diǎn)分別布置在柴油發(fā)電機(jī)室地面的中心，柴油發(fā)電機(jī)周圍的地面處，以及進(jìn)入柴油發(fā)電機(jī)室的門口地面上，共計(jì)5個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量時(shí)長(zhǎng)為1min。

對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)室的噪聲值測(cè)量和評(píng)價(jià)，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096-2008）、《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 12348-2008）、《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50868-2013）、《中小功率柴油機(jī)噪聲限值》（GB 14097-1993）來(lái)進(jìn)行。主要測(cè)點(diǎn)布置在柴油發(fā)電機(jī)室內(nèi)，以及柴油發(fā)電機(jī)室的室外門口處。柴油發(fā)電機(jī)室的隔音門存在開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)，因此，比較隔音門開啟關(guān)閉狀態(tài)下對(duì)噪聲的影響。房間內(nèi)噪聲測(cè)量時(shí)，因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)組是柴油發(fā)電機(jī)室最主要和最大的噪聲源，所以室內(nèi)測(cè)點(diǎn)設(shè)在柴油發(fā)電機(jī)組周圍距任一反射面至少1m、距地面1.2m處;室外門口測(cè)量時(shí)，測(cè)點(diǎn)距離關(guān)閉狀態(tài)的柴油發(fā)電機(jī)室隔音門2m、距地面1.2m處。噪聲測(cè)試共計(jì)4個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量時(shí)長(zhǎng)1min。

2 數(shù)據(jù)處理

對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)的振動(dòng)值，即鋼制底座的振動(dòng)值，通過(guò)儀器可以直接獲得其振動(dòng)速度峰值。對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)室的噪聲值，也可直接通過(guò)聲級(jí)計(jì)直接讀取，非常簡(jiǎn)便。

對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)室地面的振動(dòng)值，通過(guò)儀器測(cè)得1/3倍頻程的振動(dòng)加速度有效值，然后通過(guò)式（1）和式（2）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲得振動(dòng)計(jì)權(quán)加速度級(jí)，從而評(píng)估地面振動(dòng)值是否滿足建筑物內(nèi)人體舒適性和疲勞-工效降低的容許振動(dòng)值。

式中，VL為振動(dòng)計(jì)權(quán)加速度級(jí);VALi為振動(dòng)加速度級(jí)，計(jì)算公式見式（2）;ji為計(jì)權(quán)因子，分為豎向振動(dòng)計(jì)權(quán)因子和水平向振動(dòng)計(jì)權(quán)因子，可參照文獻(xiàn)[3][4][5]選取，具體數(shù)值見表1。

式中，ai為振動(dòng)加速度有效值;ao為基準(zhǔn)加速度，取值為10-6m/s。通過(guò)儀器測(cè)得各測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程中心頻率對(duì)應(yīng)的振動(dòng)加速度有效值，然后運(yùn)用式（2）進(jìn)行振動(dòng)加速度級(jí)的轉(zhuǎn)換處理，得出柴油發(fā)電機(jī)室地面振動(dòng)的加速度級(jí)如表2～表6所示。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 隔振基礎(chǔ)振動(dòng)分析

通過(guò)測(cè)試儀器獲得柴油發(fā)電機(jī)鋼制底座振動(dòng)速度峰值如表7所示，根據(jù)前文的評(píng)價(jià)方案，《建筑工程容許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50868-2013）給出隔振基礎(chǔ)的容許振動(dòng)速度峰值為20.0mm/s，表7中豎直向速度峰值和水平向速度峰值并不是出現(xiàn)在同一時(shí)刻，為了簡(jiǎn)化評(píng)價(jià)，假使豎直向和水平向的速度峰值出現(xiàn)在同一時(shí)刻，那么各測(cè)點(diǎn)的最大振動(dòng)速度峰值分別為17.3mm/s、15.1mm/s、19.9mm/s、19.8mm/s、17.6mm/s，都小于隔振基礎(chǔ)的容許振動(dòng)速度峰值20.0mm/s，由此可以看出柴油發(fā)電機(jī)組的隔振基礎(chǔ)滿足振動(dòng)要求。

3.2 地面振動(dòng)分析

把數(shù)據(jù)分析得到的各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)加速度級(jí)，如表2～表6所示，代入公式（1），計(jì)算得到地面振動(dòng)計(jì)權(quán)加速度級(jí)，如表8所示。柴油發(fā)電機(jī)室屬于生產(chǎn)操作區(qū)，根據(jù)前文評(píng)價(jià)方案，暴露時(shí)長(zhǎng)1min的生產(chǎn)操作區(qū)容許振動(dòng)計(jì)權(quán)加速度級(jí)分別為：舒適性降低界限，豎向?yàn)?21db，水平向?yàn)?16db;疲勞-工效降低界限，豎向?yàn)?30db，水平向?yàn)?26db。上述容許振動(dòng)計(jì)權(quán)加速度級(jí)與表8中的數(shù)值進(jìn)行比較，不難看出柴油發(fā)電機(jī)室室內(nèi)地面振動(dòng)滿足振動(dòng)要求。

3.3 噪聲分析

通過(guò)儀器測(cè)得的各種工況的等效噪聲值如表9所示。首先，根據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096-2008）和《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 12348-2008）中聲環(huán)境功能區(qū)的劃分依據(jù)，柴油發(fā)電機(jī)室外走廊區(qū)域可被認(rèn)為是3類聲環(huán)境功能區(qū)，該類區(qū)域的等效噪聲限值下限為55db。從表9可以看出，柴油發(fā)電機(jī)室的隔音門在開啟時(shí)，門外走廊處噪聲值是79.6db;隔音門關(guān)閉時(shí)，門外走廊處噪聲值是41.4db，近似達(dá)到了0類聲環(huán)境功能區(qū)的要求。說(shuō)明柴油發(fā)電室的隔音門使得噪聲值有很大幅度的下降，使得該區(qū)域的噪聲值達(dá)到噪聲限值要求。其次，由表9可以看出，柴油發(fā)電機(jī)室內(nèi)噪聲值可達(dá)到106.5db，該柴油發(fā)電機(jī)組為風(fēng)冷發(fā)電機(jī)組，也并沒有超過(guò)《中小功率柴油機(jī)噪聲限值》（GB 14097-1993）對(duì)該類型柴油發(fā)電機(jī)噪聲限值為107db的要求，況且柴油發(fā)電室的噪聲值是所有噪聲源共同作用的結(jié)果，往往要比柴油發(fā)電機(jī)單獨(dú)產(chǎn)生的噪聲值要大。最后，建議柴油發(fā)電機(jī)組操作人員佩戴噪聲防護(hù)用品，在柴油發(fā)電機(jī)組開啟運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，馬上關(guān)閉隔音門離開柴油發(fā)電機(jī)室，可在柴油發(fā)電機(jī)值班室定時(shí)檢查柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。通過(guò)上述分析，柴油發(fā)電機(jī)室的噪聲排放滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)論

通過(guò)制定柴油發(fā)電機(jī)室的測(cè)量和評(píng)價(jià)方案，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、數(shù)據(jù)處理和分析，采用相關(guān)技術(shù)指標(biāo)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)室的振動(dòng)和噪聲環(huán)境進(jìn)行了評(píng)價(jià)，具體結(jié)論如下：

（1）采用振動(dòng)速度峰值對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的隔振基礎(chǔ)振動(dòng)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)，隔振基礎(chǔ)的測(cè)量值均小于容許值，滿足振動(dòng)要求;

（2）從人體全身振動(dòng)的舒適性界限和疲勞-工效降低界限出發(fā)，采用計(jì)權(quán)振動(dòng)加速度級(jí)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)室的地面振動(dòng)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，地面振動(dòng)滿足要求;

（3）采用等效噪聲值對(duì)柴油發(fā)電機(jī)室的噪聲環(huán)境進(jìn)行了評(píng)價(jià)，噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)滿足要求;柴油發(fā)電機(jī)室的隔音門對(duì)噪聲值得影響較大，隔音效果明顯。

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收稿日期：2019-12-15

作者簡(jiǎn)介：曹璟（1981-），女，碩士，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)及環(huán)境污染防治。