GB∕T 14098-2020 燃气轮机和燃气轮机机组 气载噪声的测量 工程法 简易法

燃气轮机和燃气轮机机组气载噪声的测量工程法/简易法国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I前言 1 13术语和定义 1 5 5 5 6 99信息记录 附录A(规范性附录)声学环境鉴定方法 附录B(规范性附录)燃气轮机 附录C(规范性附录)汽轮机 25附录D(资料性附录)使用半球形传声器阵列计算指向性指数和指向性因数 30 31Ⅲ本标准代替GB/T14098—1993《燃气本标准使用翻译法等同采用ISO10494:2018《燃气轮机和燃气轮机机组气载噪声的测量工程——GB/T3785.1—2010电声学声级计第1部分：规范(IEC61672-1:2002,IDT)——GB/T4129—2003声学用于声功率级测定的标准声源的性能与校准要求(ISO6926:——-GB/T15173—2010电声学声校准器(IEC60942:2003,IDT)引言机器设备的噪声控制需要相关方之间有效交换声音信息。相关方包括机器设备制造商、规则制定a)特定环境中距运行机器给定距离处近似声压级b)类型和容量相同的机器发出噪声的比较；d)确定机器是否符合噪声排放上限的规定；本标准给出了关于测量燃气轮机机组和汽轮机组噪声排放量的要求。本标准是在GB/T3767—2016的基础上根据ISO3740:2000制定。由于燃气轮机机组和汽轮机组的特殊性，有必要定义不同的噪声源并使用不同于GB/T3767—2本标准规定的方法适用于测量燃气轮机机组和汽轮机组在稳态运行条件下的噪声排放量。测量结果以A计权及倍频程的声压级和声功率级表示。本标准的目标是获得2级(工程法)的结果(见表1)。当背景噪声的修正超过1.3dB并低于3dB和(或)环境修正超过4dB并低于7dB时，将获得3级(简易法)的结果(见表2)。根据本标准进行的测量，其标准偏差不宜大于表3中的偏差。表3中的不确定度不仅由声压级和测量表面区域的准确性决定，还由因测量距离的减少和频率的降低(如：低于250Hz的频率)而增加的V声源容积噪声特点获得的声功率级2级(工程法)室外或大房间无限制：仅受可用测试环境的限制3级(简易法)无限制：仅受可用测试环境的限制资料性标准1级(精密法)小于试验室稳态、非稳态、能爆发、宽频、离散频率，2级(工程法)小于试验室稳态、非稳态、的声能爆发2级(工程法)特殊混响稳态、非稳态、波动、宽频、窄频、离散频率1级(精密法)2级和3级(工程法和简易法)无特殊试验环境，但有足够的混响；的限制稳态、非稳态、波动、孤立的声能爆发、宽频、离散频率1级、2级和3级(精密法、工程法和简易法)无限制2级和3级(工程法和简易法)无限制1级(精密法)无限制3级(简易法)无限制2级(工程法)无限制一种确定机械表面振动引起的气载噪声声功率的方受试验室尺寸限制的消声室或半消声室中的测V2级3级如果背景和/或环境噪声修正值较高，不能用可接受的不确定度来确定实际声功率级测机组的噪声排放上限。31.5Hz至63Hz250Hz至500Hz1000Hz至4000Hz2级53223级3注2:燃气轮机的进气系统入口和排气道出口的标准偏差1气载噪声的测量工程法/简易法GB/T3767—2016声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级反射面上方近似自由场的工GB/T3768—2017声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级采用反射面上方包络测量面ISO6926声学声功率级测定用标准声源的性能和校正的要求(Acoustics-RequirementsfortheperformanceandcalibrationofreferencesoundsourcesusedforthedeterminatiIEC60942电声学声音校验器(Electroacoustics-Soundcalibrators)IEC61672-1电声学声级计第1部分：规范(Electroacoustics—Soundlevelmeters—Part1:2声压soundpressurep[GB/T3767—2016,定义3.1]Lp声压p(3.1)的平方与基准声压po的平方之比，取以10为底的对数的10倍，用分贝(dB)表示：[GB/T3767—2016,定义3.2]时间平均声压级timeaveragedsoundpreLp,T在指定的持续时间段T(起始于t₁,终止于t₂)内，声压p(3.1)平方的时间均值与基准值平方之比，取以10为底的对数的10倍，用分贝(dB)表示。[GB/T3767—2016,定义3.6][GB/T3767—2016,定义3.7]3[GB/T3767—2016,定义3.8]一般来说，测试的频率范围包括中心频率为31.5Hz～8000Hz的倍频带(对于1/3倍频带，中心恰好包围被测声源所有主要声辐射部件和安装声源的测试台架，并终止于安置被测声源反射面d[GB/T3767—2016,定义3.12]面积为S,包围被测声源并在其上面布置传声器测点测量声压级(3.2)的假想面，它终止于声源所[GB/T3767—2016,定义3.14][GB/T3767—2016,定义3.15][GB/T3767—2016,定义3.16]4测试环境的声反射和声吸收对测量面(3.10)上所有传声器位置的时间平均声压级(3.3)的平均值[GB/T3767—2016,定义3.17]Lp在测量面(3.10)上所有传声器位置或者传声器连续移动测量路径上经背景噪声(3.12)K₁修正和[GB/T3767—2016,定义3.18]P声功率是测量面上一点的声压p(3.1)与该点质点速度的测量面法向分量um的乘积在整个测量面[GB/T3767—2016,定义3.20]声功率级soundpowerlevel声源的声功率(3.15)P与基准值P。之比取以10为底的对数的10倍，用分贝(dB)表示。[GB/T3767—2016,定义3.21][GB/T6882—2016,定义3.7]半消声室hemi-anechoicroom5为了使声源辐射到反射平面上的自由场中，理想的试验环境除反射面之外不应有其他反射物体。附录A描述了用于确定因试验环境与理想状态的偏差引起的环境修正值(如果有)的程序。适合于工程测量的试验环境允许在不确定度不超过表3中给出值的情况下确定声功率级。传声器位置处背景噪声的声压级应至少比在该背景噪声下的实测噪声低6dB,最好比实测噪声低10dB以上(2级结果)或至少比实测噪声低3dB(3级结果),其中实测噪声为噪声源的非修正平均声风速应小于5m/s。如果背景噪声以及环境噪声修正值超过4.1和4.2所述限值，可使用方法(如表1中的声强分析装置或其他方法)评估噪声排放量。使用的仪器应符合IEC61672-1中规定的1级要求。倍频滤波器应符合IEC61260-1的要求。试验对象是燃气轮机机组和汽轮机组。试验部件应明确定义并经相关方同大功率机组，机组运行平台通常在机组中分面下部并与之接近。如果6b)距离机组边缘很近的带有开口的实体楼板；c)1m～2m宽度的格栅结构或实无论是机组运行平台还是机组基础底板，连续包络测量面被机组运行平情况下，机组运行平台下方由于附属设备和辅助设备产生的噪声可以在传声燃气轮机和燃气轮机机组的噪声源不同于蒸汽轮机和蒸汽轮机组的噪声相关的基准面是由数个独立的且只包络了机组不同部分(含隔热、隔声屏和对于机组，无论尺寸，测量面形状均由矩形平行六面体组成(见图1),各面平测量面形状应不包括穿透的测量面。穿透的测量面被定义为测量面延伸到相型的测量距离d为1m,但如果需要可以使用更大的距离。71,2,3——机组部件h₁,h₂,h₃——部件基准面的高度w1,w₂,w₃——部件基准面的宽度l₁,l₂,l₃——部件基准面的长度cw12,CW₂3——部件重叠部分的宽度图1测量面的计算以图1为例，根据公式(1),计算测量面面积S:S=2(h₁+d)(w₁+l₁+4d)+2(h₂+d)(w₂+l₂+4d)+(l₂+2d)+2(h₃+d)(w₃+l₃+4d)+(l₃+2d)(w₃+2d)一[2(ch₂₃+d)(cw₂3+4d)+2d(cwz₃+2或更普遍地(对于同轴布置方式)应用公式(2)计算测量面的面积：S——总的测量面积；通常(对同一反射面上的所有布置方式),可按公式(3)计算测量面的总面积：S;=2(h;+d)(w;+l;+4d)P;=2(chy+d)(cwry+clry+4d)+(clry+2d)(c8n部件的数量；传声器应均布于测量面上。传声器间距应保证机组的每部分至少布置一个传声附近，传声器位置应使传声器和线缆不直接暴露在气流中。传声器布置的数量取决于基准体面积以及a)传声器各位置测得的声压级数值的范围[即，以倍频程或A计权中测量的最高和最低声压级器位置之间的距离不同。对于测量面的各部分，应确定部分声功率。S;——位可组合n个声功率级以便给出总声功率级Lwg,如公式(5)所示：当测量点距离大的表面小于3.5m时应小心，任何情况下该距离都不应小于1m。若任何测量点噪声主要来自不属于机组的设备。由于该区域背景噪声高，不推荐设置传声器。由于该区域的辐射面9在某些情况下(如紧凑型设备),由于开口位于设备的测量表面内，开口和表面的噪声不能单独确每次系列测量前后，应采用符合IEC60942中要求的1级声校准器在测量频率范围内的一个或多7.3.3A计权声压级的测量在矩形阵列上选择适合的传声器位置后，在每个选定位置测量A计权时间平均声压级。对背景噪声进行修正(见8.1)后根据8.3和8.4分别计算表面声压级和声功率级。声压谱可按7.3.3中给出的类似方式通过测量声压级获得，测量时间应至少10s。中心频率为如果需考虑背景声压级，应在被测机组运行前或停止运行后，在代表性的传声器位置处进行测量。8.1背景噪声修正K₁=-10lg(1-10-0.1ALp)dB…Lp(B——测量面上传声器位置得到的背景噪声的平均倍频程或A计权时间平均声压级，单位为在机组的测量中，背景噪声不可避免。如果背景噪声的修正值K₁不大于1.3dB,会得到2级精度有时，高背景噪声仅仅出现在某些传声器位置。当从其他测量或设备的对于A计权声压级及涉及的各测量频程的声压级，按公式(7)根据测量声压级计算测量面的平均Lpi(ST)——第i个测量位置得到的A计权声压级或频程声压级，单位为分贝(dB),基准值为通过对平均声压级L'p(sr)的修正，考虑背景噪声(K₁见8.1)和试验环境的影响(K₂见附录A环境修正值K,考虑了非理想环境的影响(如吸声或反射音的存在)。a)对于2级精度：环境修正值K₂应小于或等于4dB,应采用附录A中给出的程序计算环境修正值K₂b)对于3级精度：环境修正值K₂应小于或等于7dB,应采用附录A中给出的程序计算环境修正值K₂只需向信息的最终用户报告其所要求的数据(见第9章)。c)试验时机组周围每个传声器位置的经背景噪声修正的声压级；f)声功率级(如需要);试验场，该距离为自噪声源中心到低位测量点之间最大距离的三倍，可假设环境修正值K₂不大于如噪声源附近的障碍物宽度(如杆柱或支撑件的直径)大于该障碍物与基准体距离的1/10,则可将从确定环境修正值K₂的三种可选方法中选择一种对环境影响进行评估。如给定的试验房间的吸声量A与测量面面积S的比值足够大，则能在给定测量面上评定自由场。一般，当A/S比值大于10,无需进行环境修正。当A/S比值在3到10之间，可根据本附录给定的方并且导致声功率级测定的不确定度大于表3给出的不确定度。如果测量面不能减小和/或环境不能改善，测量精度为3级。反射面宜满足A.2.1的要求。如进行室外测量，应考虑A.2.2提出的其他注意A.2环境条件A.2.1反射面特性当反射表面不是地平面或试验房间的地面时，应注意确保其反射面不会因振动而辐射任何明显的A.2.1.2吸声系数A.2.2室外测量注意事项A.3.2混响方法该试验方法仅适用于长和宽均小于天花板高度3倍的房间。试验房间的吸声量A应根据赛宾混响时间公式(A.2)计算。房间温度应在15℃~30℃。Tn——A计权或频带中的混响时间(参见ISO3382-2),单位为秒(s)。为了直接从A计权实测值中确定K₂A,建议使用中心频率为1kHz的频带混响时间。A.3.3由标准声源确定吸声量A(直接法)满足ISO6926要求的标准声源应当放置在接近被测声源的测试环境中。半球形测量面的半径最好为2m,不能小于1m和标准声源最大直径的2倍。声源到其他反射面的距离要大于测量半球的传声器位置应当具有GB/T3767—2016中表B.2给出的坐标的固定阵列。如果环境条件导致有必要使用低等级精度的简易法，传声器位置应根据GB/T3768—2017中表B.2给出的坐标的固定半球测量面上的标准声源经背景噪声修正后的时间平均声压级平均值Lp(inito),应根据8.2和8.3吸声量A由公式(A.3)计算：式中： Lp(init—已对背景噪声进行了修正但未对环境影响进行修正(见8.3)的、靠近被测声源放置的标准声源的时间平均声压级的均值，单位为分贝(dB);Lw(RSS)——在测试气象条件下校准过的标准声源声功率级，单位为分贝(dB)。如果大气压或其他大气条件与校准过的标准声源声功率级Lw(Rss)测定时的标准条件明显不同，建如果Lw(Rss未知，或不能由Lw(Rss来计算Lw(RSSisit,建议在室外反射面上方的自由声场对标准声源重复上述测量，以获得标准的时间平均声压级的均值Lp(rel。通过这些测量，安放被测声源的测试环境的吸声量由公式(A.4)计算：A.3.4A计权测量近似法本测试方法仅适用于长和宽均小于天花板高度3倍的房间。为了确保测试环境的声学特征，K₂A应用公式(A.1)确定，其中A值由公式(A.5)给出：a——表A.1中给出的A计权平均吸声系数；Sv——测试房间边界表面(墙壁、天花板和地面)的总面积，单位为平方米(m²)。表A.1平均吸声系数α的近似值房间几乎全空，墙壁光滑坚硬。材料为混凝土、砖、有设备的规则矩形房间；规则矩形机器车间或工业厂房有设备的不规则的房间；形状不规则的机器车间或工业厂房带软质材料设备的房间；部分天花板或墙面装有吸声材料的机器车间或工业厂房A.4室外测量的评定要求对于比机组体积大得多的房间以及未完全封闭的工作空间，环境修正值K₂可视为零。对于室外测量，其反射面应具有A.2.1规定的特性且背景噪声级应符合4.2的要求。(规范性附录)燃气轮机B.1概述通常，传声器的位置应等距离的布置在测量面，燃气轮机机组的每个部位应至少布置一个测点。B.2声源对燃气轮机和燃气轮机机组，可定义以下不同的噪声源(见图B.1):——机器自身表面；——压气机进口(压气机进口噪声);——进气系统入口(进气系统入口噪声);——透平排气(透平排气噪声);——排气道出口(排气道出口噪声);图B.1燃气轮机主要噪声源的识别对于带有罩壳的燃气轮机，应在罩壳外进行噪声测量。机组中可包括辅助设备和不同类型的驱动机器(见图B.2)。 图B.2燃气轮机机组主要噪声源的识别B.2.1进气系统入口噪声进气系统入口噪声指由燃气轮机或燃气轮机机组的进气系统入口向大气传播的噪声。B.2.2压气机进口噪声压气机进口噪声指由压气机向进气系统传播的噪声。B.2.3透平排气噪声透平排气噪声指由透平向排气系统传播的噪声。B.2.4排气道出口噪声排气道出口噪声指由燃气轮机或燃气轮机机组的排气道出口向大气传播的噪声。B.2.5总噪声进气系统入口和排气道出口包括在基准体内的小型装置，测量其总噪声。B.2.6辅助设备和驱动设备试验过程中包含的设备应明确定义并经相关方同意。通常，这些设备是燃气轮机或者燃气轮机机组在最终的位置能够正常运行所必须的基本设备。燃气轮机运行所必须的所有辅助设备都应包括在试验中，对于未包括在其中的，不应对噪声测量产生显著影响。B.3燃气轮机传声器位置B.3.1表面噪声燃气轮机或燃气轮机机组由假定的基准面包络，该基准面是正好围绕声源并止于反射面的最小矩形平行六面体的表面，在机器和反射面之间有一定距离时也适用(见图B.3和图B.4)。对于大型燃气轮机或燃气轮机机组，可采用由多个矩形平行六面体表面组成的基准面。根据机组的设计和/或尺寸，进气系统和排气系统可位于测量面内。基准体至测量面的测量距离d应为1m。图B.3小型燃气轮机机组的传声器位置及测量面(1₁<2m;l₂<2m;l₃<2.5m)图B.4大中型燃气轮机机组的传声器位置及测量表面(1₁>2m;l₂>2m;l₃>2.5m)B.3.2测量面主传声器位置主传声器位置见图B.3和图B.4中的黑点。B.3.3测量面附加传声器位置需要布置附加传声器位置的数量取决于整套机组不同部件的尺寸和数量。从布置主传声器位置开始，附加传声器的位置等距离分布在燃气轮机机组周围。这个距离至少保证机组的每个缸体有一个测点。特别对于大功率燃气轮机机组，去测量机组上方位置是不合理的。在这种情况下，可取消这些附加的测量位置。B.3.4进气系统入口噪声测量面形状和传声器位置取决于开口尺寸及其相对于反射面的位置。应使用图B.5或图B.6所示的最合适的示例。只有在进气系统入口或排气道出口与燃气轮机或燃气轮机机组之间的距离足够修正背景噪声K₁A时，才能单独测量进气系统入口噪声，2级精度结果的进气系统入口噪声修正不超过1.3dB,3级精度结果的进气系统入口噪声修正不超过3dB。上述方法仅用于进气系统入口的测量，进气道和进气过滤室的表面应根据B.3.1分别测量。O——测量点(共9个)DR——进气道内径图B.5无反射面存在时测量进气系统入口噪声的测量面和传声器位置a——进气系统宽度b——进气系统高度d——测量距离(d=1m)图B.6测量燃气轮机进气系统入口噪声的测量面和传声器位置B.3.6透平排气噪声由于暂无测定管道的声功率的标准，并且也没有在燃气轮机排气温度下满足IEC60268-4要求的测量面形状和传声器位置取决于排气道开口尺寸及其相对于反射面的位置。应使用图B.7至只有在进气系统入口或排气道出口与燃气轮机或燃气轮机之间的距离足够修正背景噪声K₁A时，才能单独测量排气道出口噪声，2级精度结果的排气道出口噪声修正不超过1.3图B.7无反射面时测量排气出口噪声的测量表面和传声器位置O——测量点e——排气道壁厚S₁=4.5πD²=18ab图B.8b/a≤1.5时测量排气出口噪声的测量表面和传声器位置图B.9b/a>1.5时测量排气出口噪声的测量表面和传声器位置6——反射面7——基准体图C.2含发电机和励磁机的大型汽轮机组图C.3单轴布置联合循环中包含发电机的汽轮机组C.3.2测量面上主传声器位置主传声器的位置见图C.1、图C.2和图C.3中的黑点。C.3.3测量面上附加传声器位置需要布置附加传声器位置的数量取决于整套汽轮机组的不同部件的尺寸和数量。从布置主传声器的位置开始，附加传声器的位置等距离的分布在汽轮机组周围。这个距离至少保证汽轮机组的每个缸体有一个测点。特别对于大功率汽轮机组，去测量机器上方位置是不合理的，在这种情况下，可取消这些附加传声器的测量位置。通常，大型汽轮机安装在高于地面的基础平台之上，某些部件辐射的噪声会传入运行层下面的空间之中。在这些位置，噪声主要来自不属于汽轮机组的设备。由于该区域背景噪声高，该区域不推荐设置传声器。由于该区域的辐射面相对于汽轮机组总表面积较小，因此在测定汽轮机组声功率级时可忽略不计。C.3.4汽轮机排汽口噪声某些情况下，蒸汽是在机组厂房外的空冷凝汽器(ACC)中冷凝。在这种情况下，有必要在汽轮机和ACC之间的接口处定义一个内部声功率级。但由于目前在汽轮机排汽温度、压力和湿度条件(资料性附录)使用半球形传声器阵列计算指向性指数和指向性因数硬反射面的存在将改变声源的指向性模式。将反射面考虑为声源的一部分，由此可得出指向性指数和指向性因数。获得反射面上自由场中的测量值后，使用公式(D.1)可计算出声源的指向性指数(DI),单位为分贝(dB):Lpi——在距离半球测量面中心r米特定方向测得的声压级，单位为分贝(dB)Lp——半径为r米的半球测量面的表面声压级，单位为分贝(dB),基准值为20μPa。注：测量报告只需包含DI最高值及其发生方向即可。给定方向中声源的指向性因数Q可通过公式(D.2)计算Q=100.1D[1]GB/T6881.2—2017声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级混响场内小型可移动声源工程法硬壁测试室比较法(ISO3743-1:2010,I