广东中远海运重工有限公司 广东省东莞市 523146
摘要：船舶环境，尤其机舱、推进器等机械处所环境存在较为严重的噪声污染问题，对船员的身体、生活、休息和工作都存在很大的影响，甚至会产生心理和生理上的疾病；过强的噪声还会使船上的一些精密仪器设备工作不正常、精度降低、使用寿命缩短。本文以我司为海洋地质调查局建造的N703综合海洋地质调查船为例，探讨在船舶减震降噪设计，供类似项目参考借鉴。
关键词：船舶环境；机械处所；噪声污染；
一、项目概况
广东中远海运重工有限公司于2015年承建了N703综合地质调查船，该项目为一艘地质地球物理综合调查船，装备地质调查、地球物理调查、海洋水文调查和信息化管理等4类共计20台（套）调查设备。该船主要用于地质调查、地球物理调查、海洋水文调查。
二、总体设计规划
该船主要用于地质调查、地球物理调查、海洋水文调查。科考设备的对全船的震动噪音提出了相比较于常规船舶更高的要求。业主要求满足船级社入级符号COMF（NOISE 3），COMF（VIB 3）的规范要求。为了满足船级社入级符号和科考设备在使用中对全船震动噪音的高要求，确保项目保质交付，在项目的初始设计阶段就开始就开展了相应的减震降噪设计，并贯穿整个项目设计建种过过程。
三、噪声源分析
本船噪声振动源繁多，噪声强度大，频谱成分复杂。引起目标舱室振动噪声的主要噪声源有机电设备的振动噪声、推进器噪声及水动力噪声等三大类噪声源。
机电设备的振动噪声通过船体结构和空气介质两种途径传递。其中机电设备和管系振动通过基座与非支撑件激励船体振动，并由船体结构将振动传递至目标舱室引起舱室振动及结构振动辐射噪声；除此之外，设备以及管路自身的空气噪声会通过空气介质、船体板架结构等传递至目标舱室。主要机电设备噪声源包括：舵桨推进电机、推进器内的齿轮传递装置、柴油发电机组、艏侧推电机、空压机组、电动海/淡水冷却泵、燃油分离机及机舱风机等设备，其中其推进电机、柴发机组、推进器内的齿轮传递装置为主要噪声源。本船的主要声源设备如下表1所示。
推进器噪声首先是由全回转导管式舵桨桨叶旋转的脉动压力以及空化后的空泡激励船体尾部结构，并由船体结构将振动传递至目标舱室引起舱室振动及结构振动辐射噪声。除此之外，由全回转导管式舵桨桨叶旋转运动引起的空化噪声、旋转噪声、湍流噪声和尾涡噪声等也会通过尾部结构及空气介质传入船体内部及目标舱室。
水动力噪声主要指由水流流经船体湿表面产生的湍流脉动压力激励船体振动，并由船体结构将振动传递至目标舱室引起舱室振动及结构振动辐射噪声。
本船噪声源主要通过空气介质和船体结构两种途径传递，以空气噪声和结构噪声两种方式传播，如下图1所示。
图1 本船噪声传递途径
四、目标舱室确定
图2 本船振动噪声源及目标舱室布置示意图
本船主要振动噪声激励源集中在机舱、辅助设备舱、推进器舱、艏侧推舱等舱室。首先考虑这些源头舱室的减振降噪方案，从而减小源头舱室向目标舱室传递的结构噪声和空气噪声。再根据结构振动和空气噪声控制目标，对目标舱室采取相应的舱室噪声处理方案。与结构噪声和空气噪声相关的目标舱室主要位于主甲板以上舱室，包括各实验室、驾驶室及休息室、生活舱室等。
五、对主要设备的设备基座进行阻尼敷设方面的设计
1）推进电机基座阻尼处理
在选用低噪声推进电机的情况下，推进电机采取刚性安装，但为了降低电机振动沿船体结构的传递，对基座及其下部内底采取阻尼处理。在阻尼处理后，可降低传递至船体结构的振动响应，如图4中所示。由图可看到，相对无阻尼基座，在采取相应阻尼处理措施后其振动响应，特别是在中高频带的振动响应有明显下降。推进电机基座及内底阻尼处理见详见图5。
2）柴油发电机组
对作为主要机械噪声源的3台主柴油发电机组的基座结构优化设计，并采取约束阻尼处理，可以较大程度的减小发电机组运行时产生的辐射噪声和自噪声。其隔振方式如图8所示。主柴油发电机组基座及内底阻尼处理详见图6。
图6 主柴油发电机组基座敷设阻尼示意图
3）艏侧推电机
艏侧推电机焊接安装在船体筋板上，为了降低艏侧推电机振动沿船体结构的传递，对安装艏侧推电机的相应船体筋板采取阻尼处理，详见图7.。
图7 艏侧推电机底部结构筋板敷设阻尼示意图
4）对个别设备进行设备隔振装置的设计和安装。
4.1对作为主要机械噪声源的3台主柴油发电机组，采取单层隔振的措施，实现15dB隔振效果。
图8主柴发机组单层隔振
4.2为提高停泊工况整船舒适性，将1台停泊柴油发电机组采用双层隔振，可以取得约30dB振动衰减，其弹性安装示意图如图9所示，预估效果见图10。
4.3对重要辅助设备优化总体布置，采用辅机集中布置的方式，设置若干辅机减振隔振模块，将电动海水冷却泵（3台）、电动淡水冷却泵（3台）分别集成在一起，并采取浮筏隔振措施，可以取得35dB隔振效果，其弹性安装示意图如图11所示。
图11 电动海水冷却泵、电动淡水冷却泵浮筏隔振装置方案及示意图
4.4 布置在机舱内的常用全船冷却海水泵、空调冷媒水泵及空调冷却海水泵辅机设备采取双层隔振装置，并且为低转速泵，管路系统采取挠性接管与系统管路相连，隔振装置隔振效果30dB，隔振方案如下图12所示。
图12 全船冷却海水泵、空调冷媒水泵、空调冷却水泵双层隔振方案示意图
4.5 一般辅助设备
对于质量较小、振级较低的一般性辅助设备采取单层隔振的减振措施，预计可以取得15dB以上的振动衰减，如图13所示。
图13 一般辅助设备及风机单层隔振示意图
六、方案评价
根据船舶调试和试航的中测试到的相关数据，本设计方案所涉及到的设备其所处于的舱室噪声满足CCS规范中COMF（NOISE 3）相关要求，同时也满足本船所配置的海洋地质调查设备使用中对震动噪音的要求。在实船航行试验的实测过程中，取得了较为理想的结果。详见表2-5。
七、结语：
对比起传统的船舶设备的震动噪音，本船采用的多型对主要设备的震动噪音控制措施，不仅大大降低结构噪声和舱室空气噪声，使本船满足入级船级社CCS船舶振动控制指南要求，同时增加船舶的舒适性，为科研人员及船员提供良好的工作环境，提高其生活质量，也保证船体结构的安全性以及机械设备的正常运转。
在实践的航行试验测试中取得了较为理想的结果，达到了国内外先进的水平，对于其他类似项目的减震降噪控制，有一定的参考价值。
参考文献：
[1] 上海江佳船舶技术有限公司。《“海洋地质十号”振动、噪音和空气隔声指标测试报告》 2017.10.
论文作者:何桥宝
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/19
标签：噪声论文; 舱室论文; 船体论文; 结构论文; 阻尼论文; 基座论文; 电机论文; 《基层建设》2018年第7期论文;