探討智能變電站預(yù)制艙噪聲控制

劉學(xué)寶 徐愛(ài)華 呂衛(wèi)濤

【摘?要】智能變電站預(yù)制艙技術(shù)的不斷成熟，為變電站建設(shè)在能源穩(wěn)定、環(huán)境友好、資源節(jié)約等各方面提供了滿足時(shí)代要求的可能，而在智能變電站預(yù)制艙的推廣過(guò)程中，艙內(nèi)的噪音問(wèn)題不僅會(huì)帶來(lái)對(duì)周圍環(huán)境的噪聲污染，而且還會(huì)影響艙內(nèi)人員對(duì)其正常的調(diào)試及運(yùn)行檢測(cè)，解決預(yù)制艙的噪聲問(wèn)題成為當(dāng)下智能變電站預(yù)制艙研究的熱門關(guān)注點(diǎn)，本文嘗試從預(yù)制艙噪聲的表現(xiàn)形式入手，對(duì)其控制必要性進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上探索出解決該噪聲的可行性措施。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;預(yù)制艙;噪聲;控制

作為國(guó)家電網(wǎng)的新型預(yù)裝式智能變電站的核心設(shè)備，預(yù)制艙技術(shù)的普遍應(yīng)用為變電站的建設(shè)模式向節(jié)省占地、縮短工期以及環(huán)境友好的未來(lái)發(fā)展模式提供了可能，這也滿足了國(guó)家對(duì)于資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的發(fā)展要求，自被廣泛推出以來(lái)，整站預(yù)制的生產(chǎn)模式為變電站在未來(lái)的高速發(fā)展鋪平了道路。

1.智能變電站預(yù)制艙的發(fā)展及其結(jié)構(gòu)

從2014年開(kāi)始，為了滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展對(duì)電能的極速要求，開(kāi)展變電站的智能化成為未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵趨勢(shì)，智能化變電站的運(yùn)行模式能更好的為用戶提供穩(wěn)定、便捷的電能輸出?；诖耍趪?guó)家電網(wǎng)對(duì)智能變電站的積極引導(dǎo)下，開(kāi)始了對(duì)于配送式變電站建筑模式的探索，一次預(yù)制艙和二次預(yù)制艙的應(yīng)用模式被逐漸的普及開(kāi)來(lái)。在之后的2016年，國(guó)家電網(wǎng)通過(guò)智能變電站模塊化試點(diǎn)工作的開(kāi)展，也使該模式日漸成熟，并被廣泛的采用。

預(yù)制艙是一個(gè)整體性較強(qiáng)的設(shè)備，往往會(huì)在出廠之前便完成相關(guān)部件及系統(tǒng)的組裝和調(diào)試，在部分構(gòu)成上，它包含了二次設(shè)備屏柜、屏間電纜、輔助控制系統(tǒng)及艙體等基礎(chǔ)部件，整列的設(shè)備也決定了其在運(yùn)行過(guò)程中具備溫度監(jiān)控、消防、照明、通信等系統(tǒng)功能。

2.預(yù)制艙噪音控制的必要性

預(yù)制艙的功能配置能為艙內(nèi)工作人員盡可能的提供較為舒適的工作環(huán)境，然而由于預(yù)制艙本身固有的面積狹小、封閉性強(qiáng)等特點(diǎn)，致使艙內(nèi)噪聲不僅不能得到有效疏解，而且會(huì)由于空間反射造成噪聲加重，致使聲音分貝會(huì)過(guò)大，與國(guó)內(nèi)的艙內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)是不相符合的。噪聲的存在給艙內(nèi)的安靜環(huán)境帶來(lái)的較大的破壞，從而影響了艙內(nèi)人員的工作專注力，也違背了智能化、環(huán)境友好型的現(xiàn)代變電站建設(shè)的基本宗旨。因此，加強(qiáng)預(yù)制艙的改造，降低艙內(nèi)噪音成為當(dāng)下電力行業(yè)討論的話題，要對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行有效的控制，還需從其致因及表現(xiàn)形式入手。

3.預(yù)制艙噪聲的致因

預(yù)制艙噪聲主要是由艙內(nèi)裝置設(shè)備噪聲和工業(yè)空調(diào)噪聲兩部分組成，前者屬于艙內(nèi)核心設(shè)備的噪音，所占比重較低，而后者則是艙內(nèi)噪音的主要源頭，造成艙內(nèi)噪聲污染的主要根源就來(lái)自于空調(diào)的風(fēng)機(jī)，空調(diào)風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中又會(huì)根據(jù)其結(jié)構(gòu)將聲音源頭細(xì)分為旋轉(zhuǎn)致因和渦流致因。旋轉(zhuǎn)噪聲主要是由于葉片圓周對(duì)稱性不達(dá)標(biāo)，且與風(fēng)阻不相協(xié)調(diào)而導(dǎo)致的，葉片的旋轉(zhuǎn)速度直接決定了旋轉(zhuǎn)噪聲的強(qiáng)弱程度;渦流噪聲則是由于氣流對(duì)葉片產(chǎn)生壓力脈動(dòng)而引起的，其與風(fēng)機(jī)的圓周速度成正相關(guān)，風(fēng)機(jī)的圓周速度越高，產(chǎn)生的渦流噪聲也就越大。

4.預(yù)制艙噪聲控制措施探討

4.1噪音阻隔設(shè)計(jì)

對(duì)噪聲進(jìn)行阻隔是控制噪聲、降低其影響最直接有效的手段，該手段的運(yùn)用需要借助隔聲板材作為屏障，將噪聲進(jìn)行特定空間的阻隔，將其控制在不被影響的范圍之外。在具體操作中，可以結(jié)合預(yù)制艙的結(jié)構(gòu)、外觀及功能布置，將空調(diào)風(fēng)機(jī)進(jìn)行合理位置的設(shè)計(jì)，以便于進(jìn)行聲音阻隔的設(shè)置，例如，將風(fēng)機(jī)獨(dú)立于單一的密閉空間中，再輔以隔音板的包裹，則能夠最大化降低其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中帶來(lái)的噪聲污染。

4.2置入阻性消聲器

阻性消聲器主要是通過(guò)對(duì)聲音吸收之后，經(jīng)由聲音摩擦振動(dòng)而轉(zhuǎn)化成熱能的方式對(duì)噪聲進(jìn)行處理。在阻性消聲器的置入過(guò)程中，首先需要通過(guò)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓來(lái)確定消聲器的截面大小，進(jìn)而確定其構(gòu)造及形式。其次，在吸聲材料的選擇時(shí)，可以根據(jù)材料密度及厚度在吸聲功能上的不同，在泡沫塑料、玻璃棉以及多孔吸聲磚等多種材料間進(jìn)行靈活選擇。最后，在阻性消聲器進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)后，還需要對(duì)其進(jìn)行結(jié)果的校驗(yàn)，最終根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果確定消聲器的外形尺寸和材料構(gòu)成，從而使外置消聲器能夠符合空間要求和降噪標(biāo)準(zhǔn)。

4.3合理設(shè)計(jì)出風(fēng)口

風(fēng)噪的產(chǎn)生多是由于出風(fēng)口不規(guī)則的風(fēng)向流動(dòng)，尤其是在風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，過(guò)大風(fēng)力受到出風(fēng)口的密集阻攔，形成氣流與出風(fēng)口的摩擦性噪聲，并且以往出風(fēng)口的孔網(wǎng)設(shè)計(jì)更加重了共振噪音的產(chǎn)生。因此在出風(fēng)口設(shè)計(jì)與改造中，可以對(duì)其出風(fēng)孔隙形式進(jìn)行調(diào)整，將原來(lái)的小孔形狀改為橫條狀，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)力導(dǎo)向的作用，此舉的好處在于不僅使風(fēng)力提高，并且保持了其穩(wěn)定性，而且合理的出風(fēng)口設(shè)計(jì)能確保風(fēng)向的合理性導(dǎo)流，從而使原本散亂的風(fēng)向得到梳理，在降低風(fēng)噪的同時(shí)，也以此提高了空調(diào)的定向送風(fēng)的效果。

4.4調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速

研究表明，空調(diào)風(fēng)機(jī)的噪聲與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正相關(guān)的關(guān)系，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)生的噪聲越大，而在某種情況下，保持風(fēng)機(jī)一定的運(yùn)轉(zhuǎn)速度才能滿足預(yù)制艙內(nèi)對(duì)于空調(diào)送風(fēng)效果的要求，因此在空調(diào)風(fēng)機(jī)調(diào)整的過(guò)程中要在滿足預(yù)制艙對(duì)于溫度需求的前提下，進(jìn)行風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的調(diào)控，以此實(shí)現(xiàn)制冷與降噪的雙重效果。

結(jié)束語(yǔ)

智能變電站預(yù)制艙作為一個(gè)簡(jiǎn)單化的變電設(shè)施，在滿足其基本功能的同時(shí)，還需要對(duì)其整體的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行改善。在預(yù)制艙的噪聲控制過(guò)程中，需要明確噪聲的主體來(lái)源為空調(diào)風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此將解決預(yù)制艙噪聲的主體措施放在對(duì)空調(diào)風(fēng)機(jī)噪聲的控制上能夠有效的降低室內(nèi)工作環(huán)境的聲音分貝。除此以外，對(duì)于設(shè)備噪聲的控制則體現(xiàn)在對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)以及故障檢修方面，通過(guò)確?；A(chǔ)設(shè)備的正常運(yùn)行來(lái)穩(wěn)定設(shè)備聲音的范圍，從而盡可能的確保預(yù)制艙整體噪聲保持在可控制、可接受的范圍標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

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（作者單位：1.2.青島特銳德電氣股份有限公司;3.青島眾瑞智能儀器有限公司）