某集氣站天然氣壓縮機(jī)噪聲治理

陳小飛 華忠志 梁寧濤 康中成 姜慶波 王紅梅

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

某集氣站天然氣壓縮機(jī)噪聲治理

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

鄂爾多斯盆地靖邊氣田某集氣站天然氣壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中廠界區(qū)等效噪聲排放值達(dá)66 dB(A),超過了國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),影響了員工和周圍居民的工作、生活。通過對(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20 Hz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)周圍和頂部搭建半封閉式吸隔音屏障;②在消音器周圍安裝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55 dB(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。

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)100 dB(A),從而導(dǎo)致該集氣站廠界區(qū)等效噪聲排放值高達(dá)66 dB(A),超過了國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)重影響了該站駐站員工和周圍居民的正常生產(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

圖1 X站噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)示意圖

表1 X站內(nèi)外噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表

為了了解X站噪聲情況,按照《工業(yè)企業(yè)廠界環(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)選取見圖1,各監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1。

從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可見,X站壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)其廠界周圍等效聲級(jí)高達(dá)66 dB(A),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 1248—2008)》中規(guī)定的3類聲環(huán)境功能區(qū)的噪聲排放限制:晝間為65 dB(A),夜間為55 dB(A)。

為了進(jìn)一步給X站開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)周圍選取了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20 Hz以下的聲音,其噪聲值可高達(dá)100 dB(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):即廠界處噪聲排放限值為55 dB(A)。

2.2 降噪方法

一般來說,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:來自于往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)固有的噪聲源現(xiàn)場(chǎng)無法控制或削減,而防護(hù)措施至多可配備給駐站的一線員工,而無法配備給周圍居民。因此只能采取阻礙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)周圍建立吸隔聲屏障為主,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5.5 m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2.5 m高處共安裝了4扇3.0 m×1.0 m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)3.9 m×3.9 m隔音大門;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)2.0 m×1.0 m的小門;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0.4 m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0.5 m。

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90 dB(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1.7 m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),即在消聲器吸隔音圍護(hù)與壓縮機(jī)周圍隔音屏障重疊一面圍護(hù)下留有1個(gè)2.0 m×1.8 m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通過改變?cè)肼晜鞑シ较蚪档驮肼?即四周密閉上面開口的吸隔音圍護(hù)使消聲器內(nèi)剩余噪聲集中排向8.0 m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,該站駐站員工和周圍居民的工作和生活環(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的29個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)該站周圍噪聲進(jìn)行了復(fù)測(cè),監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見圖2。

圖2 噪音治理前后各區(qū)域等效噪聲對(duì)比圖

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,其中廠界區(qū)和生活區(qū)的噪聲值都在55 dB(A)以下,達(dá)到了國(guó)家3類聲環(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,為氣田后期開展增壓工藝的集氣站的降噪工作提供了借鑒和參考。

[1]尚萬寧.適合靖邊氣田特點(diǎn)的集氣站增壓工藝探討[J].天然氣工業(yè),2007,27(2):98-100.

[2]劉子兵,張文超,林亮,等.長(zhǎng)慶氣區(qū)榆林氣田南區(qū)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)地面工藝[J].天然氣工業(yè),2010,30(8):76-78.

[3]李吉,張麗.鍋爐房降噪節(jié)能的研究與實(shí)踐[J].噪聲與振動(dòng)控制,2009,29(5):176-178.

[4]馬愛英,郭懷勇.聲屏障聲學(xué)性能檢測(cè)與結(jié)果分析[J].噪聲與振動(dòng)控制,2009,29(5):144-147.

[5]曹澤仁,楊群勇.大型空壓機(jī)噪聲治理及效果評(píng)價(jià)[J].工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病,2004,30(6):373-374.

Noise control of a gas com pressor in a gas gathering station

Chen Xiaofei1,2,Hua Zhongzhi2,Lian Ningtao2,Kang Zhongcheng2,Jiang Qingbo2,Wang Hongmei2
(1.X i’an Shiyou University,X i’an,Shaanx i 718500,China;2.N o.1 Gas Recovery Plant,Changqing Oilfield Com pany,PetroChina,Jingbian,Shaanxi 718500,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 31,ISSUE 3,pp.89-91,3/25/2011.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

During the no rmaloperation of a natural gas comp resso r in a gas gathering station of the Jingbian Gas Field,O rdos Basin, the p roduced noise of the equivalent continuous A-weighted sound p ressure level at the station boundary reaches 66 dB(A),exceeding the related national standard,w hich results in a bad impacton the residentsworking and living around this station.Through insitu monito ring and spectrum analysis of the noise made by this gas comp ressor,we found that this big noise o riginatesmainly from low-frequency sound less than 20 Hz.Starting from the actual wo rking situation,we have taken the follow ing three noise reduction measures,taking into account all the needs of lighting,ventilation,and cooling.First,semi-closed sound insulation screens around and at the top of this comp resso r were installed.Second,a semi-closed sound insulation p late was set up around themuffler.Third, the exhaustmanifold of power cylinder wasw rapped up by the heat-insulation rock wool.Results from repetition measurement show that the equivalent noise levelwithin the boundary of this station is successfully reduced to be under the night noise limitof 55 dB(A) required by the national standard.A ll those afo rementioned noise reduction measures w ill be a great value of reference to effectively controlling the annoying noise in other gas gathering stations.

gas gathering station,gas comp ressor,noise,analysis,treatment,Jingbian Gas Field

陳小飛,1979年生,工程師,學(xué)士;2002年畢業(yè)于原石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè);現(xiàn)在長(zhǎng)慶油田第一采氣廠從事天然氣生產(chǎn)管理工作。地址:(718500)陜西省靖邊縣長(zhǎng)慶油田第一采氣廠作業(yè)三區(qū)。電話:13119294160。E-mail:cxf2_cq@petrochina.com.cn

陳小飛等.某集氣站天然氣壓縮機(jī)噪聲治理.天然氣工業(yè),2011,31(3):89-91.

10.3787/j.issn.1000-0976.2011.03.023

2010-11-05 編輯 趙 勤)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.03.023

Chen Xiaofei,engineer,bo rn in 1979,graduated in petroleum engineering from Huadong Petroleum University in 2002.He is now engaged in management of natural gas p roduction.

Add:Jingbian County,Shaanxi 718500,P.R.China

Mobile:+86-13119294160 E-mail:cxf2_cq@petrochina.com.cn