某集氣站天然氣壓縮機(jī)噪聲治理

摘 要

摘要：鄂爾多斯盆地靖邊氣田某集氣站天然氣壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中廠(chǎng)界區(qū)等效噪聲排放值達(dá)66dB(A)，超過(guò)了國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，影響了員工和周?chē)用竦墓ぷ?、生活。通過(guò)對(duì)該壓縮機(jī)產(chǎn)生的噪
摘要：鄂爾多斯盆地靖邊氣田某集氣站天然氣壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中廠(chǎng)界區(qū)等效噪聲排放值達(dá)66dB(A)，超過(guò)了國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，影響了員工和周?chē)用竦墓ぷ鳌⑸?。通過(guò)對(duì)該壓縮機(jī)產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和頻譜分析，找到了導(dǎo)致噪聲高的根源——主要是20Hz以下的低頻音。從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，同時(shí)兼顧照明、通風(fēng)和降溫等需要，先后采取了3項(xiàng)降噪措施：①在壓縮機(jī)周?chē)晚敳看罱ò敕忾]式吸隔音屏障；②在消音器周?chē)惭b半封閉式吸隔音圍護(hù)；③給動(dòng)力缸排煙管包裹保溫巖棉。復(fù)測(cè)結(jié)果顯示：該集氣站廠(chǎng)界區(qū)等效噪聲值低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的夜間排放限值55dB(A)。上述降噪方法可為其他集氣站噪聲治理提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞：集氣站；天然氣壓縮機(jī)；噪聲；分析；治理；靖邊氣田
    天然氣壓縮機(jī)作為靖邊氣田開(kāi)發(fā)后期增壓工藝的關(guān)鍵設(shè)備將被大規(guī)模應(yīng)用[1]，但是天然氣壓縮機(jī)是一種強(qiáng)噪聲設(shè)備，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將產(chǎn)生聲級(jí)高、低頻突出、傳播距離遠(yuǎn)的強(qiáng)烈噪聲。
    鄂爾多斯盆地靖邊氣田X集氣站在2008年因生產(chǎn)需要增設(shè)一臺(tái)型號(hào)為DPC-2803的往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)[2]。該壓縮機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲值最高可達(dá)100dB(A)，從而導(dǎo)致該集氣站廠(chǎng)界區(qū)等效噪聲排放值高達(dá)66dB(A)，超過(guò)了國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響了該站駐站員工和周?chē)用竦恼Ｉa(chǎn)和生活。2009年該站結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，兼顧照明、通風(fēng)和降溫的需要，通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)區(qū)噪聲源加裝半封閉式吸隔音設(shè)施進(jìn)行了噪聲治理。
1 噪聲分析
    為了了解X站噪聲情況，按照《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 1248—2008)》要求，在該站內(nèi)外選取了29個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)并采用TES1350A聲級(jí)計(jì)進(jìn)行噪聲值檢測(cè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)選取見(jiàn)圖1，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

    從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，X站壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)其廠(chǎng)界周?chē)刃暭?jí)高達(dá)66dB(A)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 1248—2008)》中規(guī)定的3類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)的噪聲排放限制：晝間為65dB(A)，夜間為55dB(A)。
    為了進(jìn)一步給X站開(kāi)展降噪工作提供依據(jù)，在該站噪聲值最高的壓縮機(jī)區(qū)周?chē)x取了20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用雙通道數(shù)據(jù)采集器或頻譜分析儀對(duì)噪聲聲源的頻譜進(jìn)行了檢測(cè)和分析。從聲源頻譜分析圖可看出，造成X站高噪聲的聲源主要是壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的低頻音，特別是20Hz以下的聲音，其噪聲值可高達(dá)100dB(A)。這種聲音由于具有頻率低、波長(zhǎng)短、傳播遠(yuǎn)的特點(diǎn)。因此傳播距離遠(yuǎn)，受影響范圍大且難以治理，傳播途徑主要以輻射為主[3]。
2 噪聲治理目標(biāo)及方法
2.1 治理目標(biāo)
    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(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 1248—2008)》，X站的噪聲治理目標(biāo)達(dá)到國(guó)家3類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)即可，但是由于集氣站壓縮機(jī)在夜間也需要運(yùn)行。因此X站噪聲治理的最終目標(biāo)值應(yīng)達(dá)到夜間噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)：即廠(chǎng)界處噪聲排放限值為55dB(A)。
2.2 降噪方法
    一般來(lái)說(shuō)，降低噪聲的主要方法就是對(duì)形成該噪聲系統(tǒng)的3大要素進(jìn)行削減和控制，即控制噪聲源、阻礙噪聲傳播途徑和對(duì)受音者采取防護(hù)措施。X站實(shí)際情況是：來(lái)自于往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)固有的噪聲源現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法控制或削減，而防護(hù)措施至多可配備給駐站的一線(xiàn)員工，而無(wú)法配備給周?chē)用瘛Ｒ虼酥荒懿扇∽璧K噪聲傳播途徑的方法進(jìn)行降噪處理。
    阻礙噪聲傳播途徑的方法主要有遠(yuǎn)離噪聲源、建立吸隔聲屏障和改變?cè)肼晜鞑シ较?種方法，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，X站只能采取以在壓縮機(jī)周?chē)⑽袈暺琳蠟橹?，以適當(dāng)改變?cè)肼晜鞑シ较驗(yàn)檩o的綜合治理方案。
3 噪聲治理方案
3.1 壓縮機(jī)外圍加裝隔音屏障
    按照《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB 50183—2004)》，結(jié)合X站壓縮機(jī)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)情況，首先在壓縮機(jī)四周搭建5.5m高的簡(jiǎn)易鋼柱結(jié)構(gòu)，然后在簡(jiǎn)易鋼構(gòu)支架上拼裝成型的A級(jí)不燃、隔聲功能好且易于拆裝維護(hù)的金屬屏障板。
    在安裝隔音屏障時(shí)，考慮到壓縮機(jī)房治理后可能遇到的問(wèn)題，先后采取了4項(xiàng)措施：①為了保證治理后壓縮機(jī)房的室內(nèi)照明，在東側(cè)、南側(cè)和北側(cè)隔音屏障2.5m高處共安裝了4扇3.0m×1.0m隔聲窗；②為了方便壓縮機(jī)后期維修，在西側(cè)隔音屏障留有1個(gè)3.9m×3.9m隔音大門(mén)；③為了方便員工日常操作和壓縮機(jī)房?jī)?nèi)出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)逃生，分別在東側(cè)和西側(cè)隔音屏障上留有1個(gè)2.0m×1.0m的小門(mén)；④為了不影響壓縮機(jī)空冷器的進(jìn)風(fēng)，在空冷器進(jìn)風(fēng)口正對(duì)位置垂直于隔音屏障安裝了1組規(guī)格為2.85m×2.0m×0.4m、間隔為0.4m的柵欄式吸隔聲屏障作為進(jìn)風(fēng)消聲器。
3.2 壓縮機(jī)頂棚安裝吸聲板
    為了降低壓縮機(jī)頂棚與四周隔音屏障形成的空間內(nèi)的混響噪聲及其向外的輻射聲能，根據(jù)聲源噪聲頻率特性，結(jié)合X站壓縮機(jī)頂棚彩鋼屋面結(jié)構(gòu)，在整個(gè)頂棚安裝了由型鋼龍骨+高效吸聲棉+穿孔吸聲板組成的平面式吸音設(shè)施[4]。
    另外，按照通過(guò)提高噪聲傳播位置、改變?cè)肼晜鞑シ较蛞部山档驮肼暤乃悸?，同時(shí)兼顧壓縮機(jī)房?jī)?nèi)的采光、通風(fēng)和散熱[5]，將壓縮機(jī)頂棚吸聲板和四周隔音屏障建造成為半封閉式，即頂棚吸聲板比四周隔音屏障高出0.5m。
3.3 壓縮機(jī)消聲器加裝吸隔音圍護(hù)
    X站壓縮機(jī)動(dòng)力缸排煙筒出口雖然安裝了消聲器，但由于設(shè)計(jì)或安裝偏差的影響，導(dǎo)致該處排出的高溫高壓廢氣噪聲值在90dB(A)左右，再由于消聲器內(nèi)部的振動(dòng)激發(fā)結(jié)構(gòu)，使消聲器在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二次噪聲。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)并結(jié)合現(xiàn)有消聲器情況，采取了2項(xiàng)降噪措施：①在原消聲器四周安裝比消聲器出口高1.7m具有隔熱功能的吸隔音圍護(hù)；②將消聲器吸隔音圍護(hù)下部設(shè)計(jì)成半封閉狀態(tài)，即在消聲器吸隔音同護(hù)與壓縮機(jī)周同隔音屏障重疊一面圍護(hù)下留有1個(gè)2.0m×1.8m的缺口。
    以上2項(xiàng)措施使消聲器內(nèi)高分貝噪聲從3個(gè)方面得到降低：①四周吸隔音圍護(hù)本身可吸收一部分噪聲；②通過(guò)改變?cè)肼晜鞑シ较蚪档驮肼暎此闹苊荛]上面開(kāi)口的吸隔音圍護(hù)使消聲器內(nèi)剩余噪聲集中排向8.0m高的大氣中；③下部的半封閉設(shè)計(jì)既防止了聲壓對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成的沖擊，又可使消聲器內(nèi)部分噪聲擴(kuò)散到整個(gè)壓縮機(jī)棚內(nèi)，使其強(qiáng)度降低，同時(shí)被壓縮機(jī)四周和頂部吸隔音設(shè)施再次進(jìn)行消聲。
3.4 改進(jìn)措施
    X站噪聲治理結(jié)束后，該站駐站員工和周?chē)用竦墓ぷ骱蜕瞽h(huán)境有了明顯改善，但在駐站員工發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)棚內(nèi)噪聲仍較大，尤其是壓縮機(jī)動(dòng)力缸3根排煙管處噪聲很大，直接影響員工對(duì)動(dòng)力缸的日常操作和維護(hù)。為此，X站結(jié)合氣田日常生產(chǎn)用料情況，采用具有一定的吸音功能的保溫巖棉對(duì)3個(gè)動(dòng)力缸排煙道進(jìn)行了包裹處理。應(yīng)用結(jié)果表明，采用保溫巖棉管包裹動(dòng)力缸排煙管，不但在一定程度上降低了該處噪聲強(qiáng)度，而且降低了動(dòng)力缸處操作平臺(tái)處的環(huán)境溫度。
4 治理效果
    X站壓縮機(jī)噪聲治理結(jié)束后，采用與前面相同的儀器和方法在原來(lái)的29個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)該站周?chē)肼曔M(jìn)行了復(fù)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)圖2。
 

從圖2可以看出，X站壓縮機(jī)所產(chǎn)生的噪聲值經(jīng)治理后明顯降低，其中廠(chǎng)界區(qū)和生活區(qū)的噪聲值都在55dB(A)以下，達(dá)到了國(guó)家3類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)的夜間排放標(biāo)準(zhǔn)。
5 結(jié)論
    1) 采用吸隔音材料在壓縮機(jī)四周和頂棚搭建半封閉式吸隔音房，不但可有效降低壓縮機(jī)產(chǎn)生的噪聲，還滿(mǎn)足壓縮機(jī)正常的通風(fēng)散熱要求。
    2) 對(duì)壓縮機(jī)消聲器加裝半封閉式隔音圍護(hù)，不但有效降低了消音器處的噪聲，還緩沖了聲壓對(duì)圍護(hù)的沖擊。
    3) 采取給壓縮機(jī)動(dòng)力缸排煙管包裹巖棉不但可降低此處的噪聲強(qiáng)度，還可使動(dòng)力缸操作平臺(tái)處環(huán)境溫度得以降低。
    4) 該集氣站噪音治理的成功實(shí)施，為氣田后期開(kāi)展增壓工藝的集氣站的降噪工作提供了借鑒和參考。
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(本文作者：陳小飛1，2 華忠志2 梁寧濤2 康中成2 姜慶波2 王紅梅2 1.西安石油大學(xué)；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司第一采氣廠(chǎng))