某大型地下儲氣庫噪聲治理工程設計實例

王熙偉，燕翔，羅小強

〔1.華新四方（北京）建筑技術有限公司，北京 100083；2.清華大學建筑學院，北京 100084；3.北京中亞康源環保工程有限公司，北京 100101〕

天然氣作為重要的城市燃氣，其消費量具有明顯的季節性，且隨季節變化起伏較大。儲氣庫作為重要的天然氣供應量調峰方式[1]，其建設隨著城市用氣量需求的增大而日漸增多。

某儲氣庫廠區內設有很多設備，核心設備為大功率天然氣壓縮機及其配套空冷器機組，同時也是儲氣庫廠區的重點噪聲源，其運行時產生的高噪聲對廠區周邊環境影響較大，若不加以噪聲控制，將導致廠界噪聲嚴重超標。本文以該大型地下儲氣庫為例，總結了壓縮機及空冷器噪聲控制的一些方法與應用效果。

1 噪聲源分析

1.1 天然氣壓縮機

地下儲氣庫群共裝備電驅壓縮機12臺，壓縮機布置于北側、南側壓縮機廠房內，每個廠房各布設6臺壓縮機組。單臺壓縮機最高噪聲值為97dB（A），最多同時開啟。廠房尺寸均為86m×21m×11m（長×寬×檐口）。此種壓縮機的噪聲由空氣動力性噪聲、機械性噪聲、管道振動噪聲及電磁噪聲等疊加而成，其噪聲具有頻帶寬、總聲級高的特性，其噪聲頻譜見圖1。

圖1 壓縮機噪聲頻譜（壓縮機室內均值）

1.2 空冷器

12臺空冷器的布置與壓縮機一一對應，單臺空冷器噪聲值最高為87dB（A），風量約為83萬m3/h。空冷器噪聲由空氣動力性噪聲、機械性噪聲、管道振動噪聲等疊加而成，其噪聲具有頻帶寬、低頻聲突出的特性，其噪聲頻譜見圖2。

圖2 空冷器噪聲頻譜（空冷器正前方1m處）

2 降噪設計方案

2.1 降噪目標

根據該項目的環評報告，采取降噪措施后，廠界噪聲值需滿足《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB 12348—2008）Ⅱ類要求。即廠界處噪聲值晝間等效聲級Leq不超過60dB（A），夜間等效聲級Leq不超過50dB（A）。

該項目的難點在于：1）根據《建筑設計防火規范》（GB 50016—2014），壓縮機廠房為有爆炸危險的甲類生產廠房[2]，噪聲治理所選的降噪材料需考慮防火、泄爆、施工難度、工程投資等因素，壓縮機廠房還需考慮通風散熱、安全生產等要求；2）對于空冷器機組的降噪，需重點考慮其大通風量的要求，確保所采取的降噪措施不影響空冷器的正常運行，尤其是極端天氣下的運行保障。

2.2 壓縮機廠房降噪方案

北側壓縮機廠房設計組合隔聲量Rw≥48dB，在壓縮機廠房原設計墻體內側，安裝降噪體模塊，廠房原墻體設計結構為100mm厚巖棉彩鋼夾芯板。降噪體模塊內側為吸聲面，吸聲材料NRC≥0.9。其中，北側、東側、西側及部分南側墻體安裝降噪體設計隔聲量Rw≥48dB，其構造見圖3。南側其他部分墻體因廠房遮擋，所安裝的降噪體Rw≥36dB，其構造見圖4。

圖3 吸隔聲墻體1降噪體模塊構造圖

南側壓縮機廠房降噪體模塊Rw≥36dB，其構造見圖4，降噪體模塊內側為吸聲面，吸聲材料NRC≥0.9，其他措施同北側壓縮機廠房，其中隔聲門、隔聲采光帶隔聲量Rw≥26dB，防爆型消聲送風箱消聲量≥16dB（A），排風消聲器消聲量≥16dB（A）。

圖4 吸隔聲墻體2降噪體模塊構造圖

隔聲門、隔聲采光帶設計隔聲量Rw≥38dB。在廠房側墻上原有7個進風洞口外安裝防爆型消聲送風箱，其消聲量≥28dB（A）；屋面排風洞口加裝排風消聲器，消聲器消聲量≥28dB（A）。為防止壓縮機運行時產生的振動沿地面傳播，在壓縮機基礎外圍安裝隔振板[3]。

壓縮機廠房噪聲治理措施示意圖見圖5。

圖5 噪聲治理措施圖

2.3 空冷器降噪方案

空冷器降噪已有較為成熟的降噪設計思路，即在空冷器區加裝進風消聲片來同時滿足降噪與通風需求[4]。空冷器傳統降噪措施見圖6。空冷器傳統降噪措施進風示意見圖7。

圖6 空冷器傳統降噪措施平面圖

圖7 空冷器傳統降噪措施進風示意圖

采用傳統的降噪措施同樣可保證空冷器達到設計要求，但上述降噪措施需設置大量的進風消聲片，為同時滿足通風與降噪要求，單片消聲片的面積較大，導致該部分工程降噪投資較高。

如圖5所示，北側空冷器區與北側壓縮機廠房之間的距離較大（間距為9m），經計算，該間距可滿足空冷器區的通風需求，可將該區域設置為空冷器的進風口，在其他部位安裝吸隔聲降噪體模塊組成半圍擋結構，此種進風消聲措施，將大幅減少進風消聲片的數量，從而降低工程投資，按照此設計思路，空冷器的降噪措施包括：

（1）安裝半圍擋結構

即在北側、西側、東側及上部設置圍擋結構，圍擋結構由降噪體模塊現場組裝，降噪體模塊Rw≥48dB，降噪體模塊內側為吸聲面，吸聲材料設計吸聲系數≥0.9（其構造見圖3）。在圍擋結構上部安裝隔聲采光帶，采光帶Rw≥38dB；同時按照要求設置巡檢門，方便站場內工作人員巡檢。

（2）安裝消聲元件

利用空冷器區與廠房之間較大的區域進風，進風方式見圖8，為了防止噪聲通過進風口傳出，在空冷器區南立面安裝消聲元件，消聲元件消聲量≥18dB（A），消聲元件設置方式見圖9、圖10，同時，為防止噪聲從兩側傳出，將在兩側安裝吸隔聲屏障。消聲元件設計為可移動式，方便后期根據現場實際情況隨時調整。

圖8 空冷器進風、排風示意圖

圖9 消聲元件設置示意圖

圖10 消聲元件及吸隔聲屏障位置示意圖

（3）導流消聲筒

為了避免采取上述降噪措施后可能出現的熱風回流問題，在空冷器出風口處安裝導流消聲筒，導流消聲筒內側為吸聲面，同時設置排風消聲片，降低導流消聲筒出口處的噪聲值。

由于南側空冷器區存在壓縮機廠房遮擋，因此其對北廠界的影響較小；距西廠界約為80m，距離衰減量約為24dB（A）；距東廠界約為203m，距離衰減量約為43dB（A）；距南廠界約為160m，距離衰減量約為39dB（A）。考慮以上距離衰減量，同時防止南側空冷器區噪聲通過南側壓縮機廠房兩側傳至北廠界，最終決定在南側空冷器區東西兩側安裝L型吸隔聲屏障，吸隔聲屏障高度8m，Rw≥30dB，其具體形式見圖11。

圖11 南側空冷器區吸隔聲屏障

3 噪聲控制措施成果

廠區主要噪聲排放集中在西側和北側廠界，在采取上述降噪措施后，北側和西側分別均布三個測點，北側廠界實測值為47～49dB（A），西側廠界實測值為45～48dB（A），東側和南側廠界噪聲值更低。廠界噪聲排放值達到《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB 12348—2008）Ⅱ類限值要求，即各廠界處噪聲值晝間等效聲級Leq不超過60dB（A），夜間等效聲級Leq不超過50dB（A），同時滿足上述關于壓縮機廠房、空冷器區的各項工藝要求。

北側空冷器區所采取的降噪措施與采用進風消聲片的傳統降噪措施相比，大幅減少了進風消聲片的數量，經測算，該區域降噪投資節約30%以上，取得了良好效果。該項目噪聲治理技術方法可為此類項目提供借鑒。