天然氣壓縮機(jī)廠房降噪的設(shè)計(jì)措施

相宇【摘要】InordertomakethenoiseemissionofnaturalgascompressorplantmeettherequirementsofEmissonstandardforindustrialenterprisesnoiseatboundaryGB12348-2008,measuresshouldbetakenforthecompressorplant.Afteranalyzingthenoisesourcesandcharacteristicsofnaturalgascompressorplant,accordingtothebasictheoryaboutnoisereduction,lightsteelkeelstructuredesigncontainsmulti-layerlightsoundinsulationboard,themulti-layerporousfibersound-absorbingmateriallayerisusedinthewallsandroofsofthecompressorplanttoisolatethefullbandnoise,thenoiseenclosuredeviceisusedontheroofventandexhaustportstoreducenoiseforexternalradiation,themufflerisusedintheairin-takeandexhaustfantoachievethesilencingeffect.Thesemeasuresnotonlyreducetheimpactonthesur-roundingenvironment,butmakethenoiseemissiontomeetthenationalrequirementsofstandards.%:為使天然氣壓縮機(jī)廠房噪聲排放達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)(GB12348—2008)》規(guī)范的要求，需要對(duì)壓縮機(jī)廠房采取有針對(duì)性的設(shè)計(jì)措施.通過(guò)對(duì)天然氣壓縮機(jī)廠房的噪聲來(lái)源及特點(diǎn)進(jìn)行分析，根據(jù)降噪基本理論，對(duì)壓縮機(jī)廠房的墻壁及屋頂采用內(nèi)含多層輕質(zhì)隔聲板、多層多孔纖維吸聲材料層的輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隔斷全頻帶噪聲，對(duì)屋面排氣口及排煙口四周加裝消聲圍護(hù)裝置減弱噪音對(duì)外界的輻射，對(duì)進(jìn)風(fēng)及排風(fēng)機(jī)加裝消聲器達(dá)到消聲的效果.通過(guò)以上降噪設(shè)計(jì)措施，可使噪聲達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，減少噪聲對(duì)周邊環(huán)境的影響.【期刊名稱】《油氣田地面工程》【年(卷)，期】2017(036)006【總頁(yè)數(shù)】4頁(yè)(P39-42)【關(guān)鍵詞】壓縮機(jī)廠房;降噪;隔聲板;玻璃棉;消聲圍護(hù);消音器【作者】相宇【作者單位】大慶油田工程有限公司【正文語(yǔ)種】中文我國(guó)天然氣的后期開(kāi)采中都建立了天然氣壓縮站。增壓機(jī)廣泛應(yīng)用于天然氣工業(yè)，是增壓站關(guān)鍵輸送設(shè)備［1］。在天然氣壓縮機(jī)運(yùn)作時(shí)，機(jī)體本身會(huì)產(chǎn)生噪聲和震動(dòng)，對(duì)環(huán)境和人們的生活帶來(lái)一定的影響。天然氣壓縮機(jī)組噪聲控制技術(shù)在國(guó)內(nèi)外研究多年，一般以單臺(tái)壓縮機(jī)產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后進(jìn)行降噪設(shè)計(jì)［2］。通過(guò)采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施來(lái)控制噪聲，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，不僅要解決噪聲達(dá)標(biāo)問(wèn)題，還要考慮通風(fēng)散熱和維修空間等問(wèn)題［3-4］。目前，由于我國(guó)尚無(wú)天然氣壓縮機(jī)噪聲專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，天然氣壓氣站或注氣站作為工業(yè)企業(yè)固定生產(chǎn)設(shè)施一般執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)(GB12348—2008)》。該標(biāo)準(zhǔn)第4.1.1條規(guī)定工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲不得超過(guò)的規(guī)定值見(jiàn)表1。壓縮機(jī)噪聲分為空氣運(yùn)動(dòng)摩擦噪聲、機(jī)械運(yùn)動(dòng)噪聲、物體振動(dòng)噪聲。噪聲來(lái)源有以下幾種：由于壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)氣閥(排氣閥)運(yùn)行使氣體產(chǎn)生壓力脈動(dòng)而產(chǎn)生的噪音；冷卻風(fēng)扇在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中與空氣摩擦產(chǎn)生的噪聲；固體設(shè)備進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的機(jī)械噪聲；天然氣爆燃時(shí)發(fā)出的噪聲。以西二、西三線電驅(qū)站及燃驅(qū)站為例，主要的噪聲源及強(qiáng)度見(jiàn)表2。為了達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)(GB12348—2008)》規(guī)范的要求，各壓氣站或注氣站均采取了一系列減噪措施，主要包括：將壓縮機(jī)建于壓縮機(jī)房?jī)?nèi)；壓縮機(jī)房設(shè)置隔聲層，并設(shè)置雙層門窗；對(duì)管道系統(tǒng)采用軟包吸聲等。上述降噪措施可以明顯降低天然氣壓縮機(jī)廠房的噪聲水平。天然氣壓縮機(jī)噪聲主要由空氣動(dòng)力性噪聲、機(jī)械噪聲及管道振動(dòng)噪聲等疊加而成，其具有頻帶寬、低頻聲強(qiáng)的頻率特性，總聲壓級(jí)較高。3.1吸聲降噪吸聲降噪降低反射聲的聲能，若忽略直達(dá)聲的影響，吸聲量增加1倍，噪聲降低3dB。室內(nèi)平均吸聲量計(jì)算公式為式中：AL為降噪量，dB;a2、a1分別為吸聲處理前、后的室內(nèi)平均無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù)。3.2隔聲降噪當(dāng)墻上有門窗時(shí)，因門窗的隔聲量比墻低，因此整體隔聲量下降。組合墻體隔聲量與墻和門的隔聲量、面積有關(guān)。一般墻的隔聲量比門的隔聲量以最多高10dB為宜，因?yàn)榧词箟w隔聲量再高，由于門的隔聲量的影響，組合隔聲量也不會(huì)提高。組合隔聲量的計(jì)算公式為式中：T為組合墻的平均透射系數(shù)；TW為墻體的透射系數(shù)；Td為門的透射系數(shù)；Sw為墻的面積，m2；Sd為門的面積，m2。透射系數(shù)t和隔聲量R的關(guān)系為3.3消聲降噪直管式消聲器消聲量主要與通道形式、長(zhǎng)度和吸聲材料的性能有關(guān)。消聲量AL的計(jì)算公式為式中：中為消聲系數(shù)，dB/m；p為消聲器通道截面周長(zhǎng)，m；l為消聲器的長(zhǎng)度，m；S為消聲器通道截面積，m2。消聲管道內(nèi)吸聲系數(shù)越大，消聲系數(shù)越大，消聲量越高。增加長(zhǎng)度，或增大通道周長(zhǎng)與截面積的比值，消聲量增大。同樣周長(zhǎng)，圓形截面的周長(zhǎng)與截面積的比值，要比扁狀的矩形小很多，因此，圓形截面的直管式消聲器消聲性能差。3.4隔振降噪將振動(dòng)源與地基的剛性連接改為彈性連接，使振動(dòng)盡可能遠(yuǎn)大于共振頻率的2倍，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)低于振動(dòng)頻率的5~10倍以上。振動(dòng)通過(guò)共振區(qū)時(shí)還需增大阻尼，防止短時(shí)激振。根據(jù)噪聲源與廠界的位置關(guān)系、噪聲源值大小、降噪目標(biāo)值以及設(shè)備工藝要求等，經(jīng)過(guò)技術(shù)論證和計(jì)算分析，制定吸聲、隔聲、隔振和通風(fēng)消聲等噪聲控制措施［5］。4.1墻壁及屋頂?shù)慕翟胩烊粴鈮嚎s機(jī)廠房為甲類生產(chǎn)廠房，耐火等級(jí)為二級(jí)，廠房墻體及屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需滿足相應(yīng)的防火、防爆(泄爆)要求，廠房鋼結(jié)構(gòu)按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行。廠房墻體及屋頂采用現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合的結(jié)構(gòu)形式，采用輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)，內(nèi)含多層輕質(zhì)隔聲板、多層多孔纖維吸聲材料層和一層防火吸聲布護(hù)面層，這種多層結(jié)構(gòu)能有效地隔斷全頻帶噪聲。試驗(yàn)表明，該結(jié)構(gòu)有交攵避免了吻合谷的產(chǎn)生，從而增強(qiáng)了隔聲效果。廠房墻體和屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1、圖2。所有降噪材料均選用A級(jí)不燃型。為滿足壓縮機(jī)廠房泄爆要求，廠房墻體面密度必須在60kg/E以內(nèi)。主要材料材質(zhì)要求如下：(1)輕質(zhì)隔聲板。密度不小于1300kg/m3，橫向抗折強(qiáng)度不小于18MPa,縱向抗折強(qiáng)度不小于15MPa,螺釘拔出力不小于100N/mm，導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.16W/(m2K),干縮率不大于0.08%，濕脹率不大于0.2%，含水率不大于3.5%，吸濕率(48h)不大于7%，抗凍性不小于25次凍融循環(huán)(-25°C下凍1.5h,融0.5h)，無(wú)起層、無(wú)龜裂，A級(jí)不燃。(2)超細(xì)玻璃棉。容重不小于48kg/m3，含水率應(yīng)不大于1%，質(zhì)量吸濕率應(yīng)不大于5%，憎水率應(yīng)不小于98%；且應(yīng)流阻適當(dāng)，孔隙均勻，有較高的吸聲性能和化學(xué)穩(wěn)定性。離心玻璃棉允許容重誤差應(yīng)不超過(guò)±5%，含雜質(zhì)量不大于3%,吸聲系數(shù)不小于0.90，纖維直徑小于6pm,不含渣球，防潮、不吸水。(3)鋁質(zhì)穿孔板。材質(zhì)為穿孔鋁合金板，厚度不小于0.6mm，穿孔率為20%~23%，孔徑為2.5~3mm,表面靜電粉末噴涂，涂層總厚度不小于80pm(壽命不低于15年)，A級(jí)不燃。根據(jù)壓縮機(jī)廠房不同類型壓縮機(jī)噪聲源特性，結(jié)合計(jì)算所需降噪量，決定輕質(zhì)隔聲板的材質(zhì)及厚度，以及多孔纖維吸聲材料的容重及厚度。整體降噪構(gòu)造層數(shù)需集合實(shí)際降噪量而定。4.2燃驅(qū)壓縮機(jī)廠房的進(jìn)排風(fēng)及排煙降噪燃?xì)廨啓C(jī)以天然氣為燃料，帶動(dòng)離心壓縮機(jī)組工作。燃?xì)廨啓C(jī)所排出的廢氣通過(guò)排氣管道(煙囪)穿出廠房屋面至高空處排放。同時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)工作時(shí)的設(shè)備噪聲通過(guò)排氣管道向外界輻射，該處噪聲值可達(dá)到90-95dB(A)。根據(jù)以往噪聲治理經(jīng)驗(yàn)判斷，排氣管道(煙囪)應(yīng)高出屋面約2-3m。針對(duì)這一情況采取以下措施：在屋面排氣口四周加裝排氣消聲圍護(hù)裝置，該裝置設(shè)計(jì)消聲量＞30dB(A)，頂部采用漸縮出口，底部與廠房屋面連為一體。排煙消聲圍護(hù)構(gòu)造見(jiàn)圖3。排煙維護(hù)結(jié)構(gòu)所有材料均選用耐高溫材料。降噪材料性能指標(biāo)及降噪材料的選型同墻壁及屋頂。4.3空氣進(jìn)風(fēng)及排風(fēng)機(jī)的降噪根據(jù)《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50251—2015)》的要求，廠房?jī)?nèi)正常通風(fēng)頻率不得少于8h-1，事故通風(fēng)頻率不得少于12h-1。按照事故通風(fēng)量進(jìn)行設(shè)計(jì)，即可滿足防火防爆要求。以往壓縮機(jī)廠房進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)如圖4所示。進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)按照低進(jìn)高排的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。廠房排風(fēng)風(fēng)機(jī)布置在屋面靠近屋脊處，風(fēng)機(jī)采用軸流風(fēng)機(jī)。廠房進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)安置在壓縮機(jī)廠房南側(cè)墻面外，風(fēng)機(jī)與墻面連接，風(fēng)機(jī)采用軸流風(fēng)機(jī)，如有特別要求也可采用離心風(fēng)機(jī)。為了防止廠房?jī)?nèi)噪聲通過(guò)進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)泄漏至廠房外，對(duì)廠區(qū)及廠界聲環(huán)境產(chǎn)生影響，在進(jìn)、排風(fēng)機(jī)外分別安裝進(jìn)、排風(fēng)消聲器。消聲器設(shè)計(jì)消聲量根據(jù)廠房整體降噪需求量及風(fēng)機(jī)本體噪聲量而定，外用鋼板隔聲，內(nèi)插消聲片，即可達(dá)到消聲效果。消聲器設(shè)計(jì)風(fēng)速為8m/s，可防止消聲器產(chǎn)生氣流再生噪聲；消聲器設(shè)計(jì)總流通面積小于墻體總面積的1%，可減少?gòu)S房墻體總隔聲量受開(kāi)孔面積的影響。在進(jìn)行壓縮機(jī)廠房進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)風(fēng)機(jī)選型時(shí)應(yīng)盡可能地選用低噪聲設(shè)備。根據(jù)不同的風(fēng)機(jī)分析其噪聲源頻譜特性設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的消聲器，消聲器必須做好防腐、防水措施。主要材料要求如下：(1)消聲器外殼不小于1.2mm厚鍍鋅板，鍍鋅量不小于120g/m2，表面噴塑處理，噴涂厚度不小于60pmo(2)吸聲護(hù)面層采用厚度不小于0.8mm的鍍鋅穿孔板，穿孔率為20%~23%,孑L徑為2.5-3mm。離心棉性能指標(biāo)同墻壁及屋頂。包裹吸聲材料的玻璃布應(yīng)為平紋無(wú)堿憎水玻璃布，不允許有玻璃布堵塞吸聲孔的情況發(fā)生。根據(jù)噪聲源特性，結(jié)合計(jì)算的所需降噪量決定隔聲鋼板的材質(zhì)及厚度，以及多孔纖維吸聲材料的容重及厚度。整體降噪構(gòu)造層數(shù)需集合實(shí)際降噪量而定。對(duì)于天然氣壓縮機(jī)廠房降噪的設(shè)計(jì)可以采用吸、隔聲結(jié)構(gòu)，消聲器，以及選用低噪聲設(shè)備等措施。根據(jù)噪聲源特性，結(jié)合計(jì)算所需降噪量，決定降噪材料的選用參數(shù)。對(duì)壓縮機(jī)廠房進(jìn)行降噪設(shè)計(jì)后，壓縮機(jī)廠房噪聲值可滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)(GB12348—2008)》的規(guī)定，可有效改善站場(chǎng)的工作環(huán)境及周邊環(huán)境?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】陳小飛，華忠志，梁寧濤，等.某集氣站天然氣壓縮機(jī)噪聲治理[J].天然氣工業(yè)，2011,31