文昌8-3B平臺員工寢室噪音來源分析與解決方案初探

張海榮

(中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057)

海洋平臺

文昌8-3B平臺員工寢室噪音來源分析與解決方案初探

張海榮

(中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057)

文章通過對文昌136油田8-3B平臺員工寢室噪音來源進行分析，探討影響員工寢室噪音的解決方案，最終實現(xiàn)既能保證員工身心健康，又能實現(xiàn)設備安全運行的雙贏。

海上平臺；變壓器；噪音；風機

文昌136油田8-3B平臺(簡稱文昌8-3B平臺)位于海南省文昌市以東約140 km海面上，該平臺自2013年試生產以來，生活樓內員工寢室長期被高噪音所困擾，部分房間(見表1)噪音超過《國家噪音標準》規(guī)定的居住、商業(yè)、工業(yè)混合區(qū)不超過60 dB的標準，以及《海上固定平臺安全規(guī)則》規(guī)定的人員住所和醫(yī)務室噪音一般不應超過55 dB的限值。

因此對該平臺生活樓內員工寢室的噪音來源進行分析，探究消除該噪音的方案，為員工創(chuàng)造一個舒適的工作、生活環(huán)境，對體現(xiàn)中海油“以人為本”的管理理念和關愛員工有著非常重要的現(xiàn)實意義。

表1 員工寢室噪音表 dB

1 噪音來源分析

對生活樓內員工寢室周圍20 m半徑范圍內所屬設備進行一一排查，以確定影響員工休息的噪音來源。最終經儀器檢測發(fā)現(xiàn):位于員工寢室下層甲板的主變壓器間的軸流式通風機，是引起員工寢室高噪音的根源(見表2)。

表2 主變壓間噪音值表 dB

1.1主變壓器間與生活樓員工寢室垂直位置圖

主變壓器間與生活樓員工寢室垂直布置圖見圖1。

圖1 主變壓器間與生活樓員工寢室垂直位置圖

1.2主變壓器間風機的作用

文昌8-3B平臺主變壓器的風機，是3組軸流式通風機,其主要作用是將外界低溫低濕的空氣送入主變壓器間，促使主變壓器間內外氣體進行濕熱交換,保證設備的正常運轉和平臺用電安全，其主要參數(shù)詳見表3。

表3 主變壓器間風機參數(shù)表

2 主變壓器間降噪方案初探

從文昌8-3B平臺主變壓器間一進一出共6臺軸流式通風機噪音產生的源頭出發(fā)，探索適合解決員工寢室噪音超標的方案。

2.1軸流式風機與離心式風機噪聲比較

通常而言，軸流式通風機運轉時噪聲很大，離心式通風機一般噪聲較小[1],就相同性能軸流式風機與離心風機相比較，則軸流風機的噪音強度比離心風機高，因為軸流式風機的葉片數(shù)往往比離心風機多2倍以上，轉速也比離心風機高，因此軸流風機的噪音頻率位于較高的頻程頻帶。

既然如此，在滿足海上變壓器間通風換氣次數(shù)要求、以及安裝位置允許的條件下，將該變壓器間原6臺軸流式通風機，更換為噪音小的離心式通風機，則是解決影響員工寢室噪音超標的不二選擇；但離心式風機相比軸流式風機轉速有所下降，風速沒有軸流式風機強勁，因此采用噪音小的離心式風機通風的同時，輔助以空調降溫冷卻，以應對極端炎熱的天氣。

2.2離心式風機風量計算

2.2.1 離心式風機風量計算

主變壓器間換氣次數(shù)一般每小時按大于30次，變壓器間散熱量宜按安裝容量的5‰計算，則變壓器間單位時間內的散熱量計算公式如下:

Q=N×0.85×0.005×1 000，

(1)

式中：Q為1 s內單臺設備的散熱量，J/s；N為變壓器容量，KVA。

目前，文昌8-3B平臺主變壓器間,已經布置8臺400 KVA和1臺3150 KVA共9臺變壓器，則變壓器間所有變壓器散熱量按照公式(1)計算如下：

1臺400 KVA的變壓器1 s內散熱量Q1=400×0.85×0.005×1 000=1 700 J/s，

(2)

8臺400 KVA的變壓器1 s內散熱量Q2=8Q1=8×1 700=13 600 J/s,

(3)

1臺3 150 KVA的變壓器1 s內散熱量Q3=3 150×0.85×0.005×1 000=13 390 J/s，

(4)

同時，主變壓器間單位時間內設備總的散熱量可按如下公式計算：

Q總=∑Q，

(5)

式中：Q總為1 s內設備總的散熱量，J/s；Q為1 s內單臺設備的散熱量，J/s。

將式(2)、式(3)、式(4)中1 s內單臺設備散熱量，代入式(5)可得，1 s內設備總的散熱量Q總為26 990 J/s。

同時，通風機風量可按下面公式進行計算：

(6)

式中：V為通風量，m3/h；Q總為1 s內設備總的散熱量，J/s；Δt為室內外溫差，一般取5 ℃。

將公式(5)中總的散熱量Q總代入公式(6)，可得通風機風量約為16 116 m3/h。

2.2.2 離心式風機特殊性能要求

在海洋石油平臺中，變壓器間屬于2類危險區(qū)，即在正常運行時，不出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時間存在的場所[2];同時，在海洋石油平臺中，即使在非危險區(qū)域，要求用于加壓的風機應有100%的備用，備用風機在值班風機發(fā)生故障時，能夠隨時投用；接觸室外空氣的風機的葉輪應具有防腐性，所有加壓風機的外殼應用鍍鋅鋼板制作，位于2類危險區(qū)的風機除了高于非危險區(qū)域風機的備機和材質要求外，還應選用適應可燃氣環(huán)境的II類電氣設備性能要求[2]。

2.3輔助空調制冷量計算

通過計算，在滿足主變壓器間每小時30次通風換熱的前提下，僅選用噪音相對較小的離心式風機，即可滿足通風換熱的需求；考慮到南海夏季持續(xù)時間長的現(xiàn)實，及從設備可靠性出發(fā)，在主變壓器間預增加輔助空調，作為輔助降溫設備；此外，電氣設備間應盡量避免采用水冷型空調柜機[3]，故按直接蒸發(fā)式空調制冷量公式計算：

Q冷=1.1Q總，

(7)

式中：Q冷為1 s內空調的制冷量，J/s；Q總為1 s內設備總的散熱量，J/s。

將公式(5)中，1 s內設備總的散熱量Q總為26 990 J/s代入公式(7)可得：輔助空調單位時間內制冷量Q冷為29 689 J/s。

3 結束語

通過對文昌8-3B平臺員工寢室噪音來源進行分析，探討解決高噪音的方案，在滿足主變壓器間每小時30次通風換熱的前提下，提出僅通過選擇噪音相對比較小的離心式風機，即可滿足該要求；考慮到我國南海夏季持續(xù)時間長的現(xiàn)實,并從提高設備可靠性出發(fā)，預增加3臺風冷式、制冷量為29 689 J/s的空調，采用“兩用一備”的運轉模式，作為輔助制冷設備,以應對極端炎熱的天氣。這不僅解決了影響員工寢室長期被高噪音困擾的難題，同時也保障了員工寢室下層甲板主變壓器間設備正常運轉，取得了良好的效果。

[1] 趙世春.離心式與軸流式通風機的工作原理及特性比較[J].太原科技，2006(8):54-58.

[2] 陳亮，冷鴻震，王樹達，等.淺談海洋石油平臺防爆電氣設計[J].科技信息，2011(9)：406-407.

[3] 康為夏，陳安楊.浮式生產儲油船(FPSO)電氣設備艙的HVAC設計[J].船舶，2007( 1)：48-51.

In this article,the sources and affection of the noise are analysed and discussed on the platform of WENCHANG 8-3B oilfield,which is solved ultimately by a win-win situation for both the employees' health and the safety of the equipments.

offshore oil platform;transformer;noise;fan

張海榮(1984-)，男，陜西咸陽人，助理工程師，學士，主要從事采油設備管理和維護檢修工作。

TE952

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.03.015

2015-02-15