天然氣單井橇裝脫硫裝置噪聲控制
——以YS-1井為例

唐 南，羅 華，湯 成，熊重寒，張 瑋

(1. 中國石化西南油氣分公司采氣三廠 四川 德陽 618000;2.中國石化西南油氣分公司采氣一廠 四川 德陽 618000)

前 言

隨著社會經濟的發展的和公眾環保意識、維權意識的增強，天然氣采輸過程中的環保問題日益突出。川西海相氣田于2011年開始進行試采，由于試采工程的特殊性決定了裝置及站場建設有諸多不完善之處，再加上脫硫裝置產噪設備多，噪聲源強大，噪聲達標排放的壓力較大。因此，對橇裝脫硫裝置的噪聲進行分析，總結噪聲控制措施，對解決今后川西海相氣田開發可能存在的噪聲問題具有重要意義。

1 概 述

為配合川西海相氣田的開發，在YS-1井站建造了一套滿足單井試采要求的橇裝脫硫裝置，裝置采用雙塔絡合鐵脫硫工藝，包括井口天然氣加熱、節流降壓、天然氣處理、硫磺回收、硫磺成型及相關的配套工程，設計天然氣處理量20×104m3/d，潛硫量14.9t/d。站內聲源眾多，源強較大，且由于裝置布置緊湊，聲源靠近廠界，面臨著較大的廠界噪聲達標排放的壓力。項目主要通過選用高效、低噪設備，采用減震、隔音等措施，實現了廠界噪聲滿足《工業企業場界環境噪聲排放標準》(GB12348-2008)中的2類標準，試采期未對周邊噪聲敏感點造成影響。

2 主要噪聲來源

YS-1井站設置有天然氣處理區、硫磺回收區、硫磺成型區、輔助生產區、公用工程區、放空(火炬)區，正常運行期間的主要噪聲來源于天然氣處理區和硫磺回收區，A聲級監測值見表1。

表1 主要聲源噪聲監測值Tab.1 Noise value of main noise sources

天然氣處理區內主要設備有加熱爐、吸收塔、分離器、加藥裝置等，經過現場檢測和分析，加熱爐橇和吸收塔是該區域最大的兩處噪聲源。井口節流后的天然氣進入加熱爐進行加熱，然后通過加熱爐橇上的籠套式節流閥節流，降壓幅度超過20MPa，高壓氣體流經閥門籠套后流態復雜，氣體在閥內出現激烈的混攪、沖擊、湍流和振動[1]，形成強烈的湍流噪聲和激波噪聲[2-3]，監測到的聲級在85dB(A)左右。含硫天然氣進入吸收塔，與脫硫貧液逆流接觸反應脫除硫化氫，天然氣與脫硫液的氣液兩相流引起的壓力和速度脈動在塔內形成噪聲源，監測到的聲級在82dB(A)左右[4-5]。

硫磺回收區內主要設備有氧化塔、貧液循環泵、貧液噴射泵、硫漿泵、羅茨風機等，其中，貧液循環泵、羅茨風機功率高流量大，噪聲最大。貧液循環泵的噪聲分為機械結構振動的輻射噪聲和流體動力學噪聲[6]，監測到的聲級在92dB(A)左右。羅茨風機的噪聲分為空氣動力性噪聲(包括旋轉噪聲和渦流噪聲)、風機殼體以及電機軸承輻射的機械噪聲、電機的電磁噪聲[7]，監測到的聲級在91dB(A)左右。

另外，甲醇加注泵運轉時，監測到會產生69dB(A)噪聲，甲醇加注泵是隔膜計量泵，產生的噪聲來源于機械結構振動，管路系統的機械共振，以及甲醇在管路中的流體噪聲。由于甲醇加注橇設置在輔助生產區邊緣，且沒有圍墻阻隔，加注泵運轉將造成廠界噪聲超標。

3 噪聲控制措施

3.1 聲源降噪措施

脫硫裝置產噪設備多，必須做好控制聲源的基礎工作。設計及設備選型階段盡量選用噪聲較低的機械設備，例如羅茨風機進氣和排氣段均設計有消聲器；將羅茨風機、貧液循環泵等動設備安裝在穩定基座上，機組與基座間使用減振器聯接，盡量降低機械振動產生的噪聲。

在調試階段曾發現某臺貧液循環泵振動及噪聲異常增大，采取緊固聯結螺栓，再次對泵和電機聯軸器進行找正、對中等措施后，均無法解決，拆泵檢查發現葉輪受沖蝕和腐蝕發生變形，更換葉輪后振動及噪聲恢復正常。

在試運行階段，采取的聲源降噪措施主要是在部分設施上包裹吸音棉，包括：籠套式節流閥及前后管線，羅茨風機出口管線。

3.2 傳播途徑降噪措施

根據《工業企業廠界環境噪聲排放標準》(GB12348-2008)及環評，YS-1井站劃定為2類聲環境功能區域，廠界環境噪聲排放標準為晝間不超過60dB(A)，夜間不超過50dB(A)。在井站初始設計中，裝置區四周修筑了高約2.4m的磚砌圍墻，但由于噪聲源強大，主要聲源均靠近廠界邊緣，阻隔效果并不理想。脫硫裝置投入試運行后，對廠界噪聲進行了監測，廠界北面、和西面噪聲晝間超標，北面、西面、南面夜間噪聲全部超標。為達到噪聲排放標準，在YS-1井站加裝了降噪設施：(1)羅茨風機外搭建降噪房；(2)吸收塔區域西側設置聲屏障，貧液循環泵北側設置聲屏障，羅茨風機南側及東西兩側設置聲屏障；(3)甲醇加注橇外搭建降噪房；(4)沿原有圍墻內側設置聲屏障，并將裝置區大門及側門改建為隔音門(如圖1所示)。

圖1 降噪設施布置示意圖Fig.1 Noise reduction facility layout

聲屏障由混凝土基礎、H型鋼支撐架、抗風支架、金屬屏體組成(如圖2所示)，其中金屬屏體采用厚度1.0mm的熱鍍鋅板進行包裹，內部填充隔音棉。

圖2 聲屏障結構示意圖Fig.2 Sound barrier construction

4 噪聲治理效果

限于試采工程的投資控制和設計水平等原因，聲源降噪措施效果有限，源強仍然偏高。為阻隔傳播途徑采取的治理措施效果明顯：YS-1井站廠界噪聲平均下降5.4dB(A)，最高下降9.9dB(A)，實現了達標排放，治理前后廠界噪聲見表2。

表2 治理前后廠界噪聲Tab.2 Boundary noise before and after control (dB(A))

5 結論及建議

5.1 結論

通過理論分析和噪聲監測，識別出天然氣單井脫硫站場主要聲源有：節流閥、吸收塔等存在流體劇烈運動的靜設備，以及貧液循環泵、羅茨風機、甲醇加注泵等大功率動設備。

從聲源和傳播途徑兩方面提出了噪聲控制措施，取得了明顯的效果，實現了噪聲達標排放，為類似裝置的噪聲治理提供了寶貴的經驗。

5.2 建議

YS-1井站主要聲源均靠近廠界邊緣，單個橇裝在設計和安裝上的噪聲控制措施難以解決噪聲過高的問題，后期實施的噪聲治理措施存在成本高、施工風險高、耽誤井站生產運行等弊端。未來在規劃單井脫硫站場布局過程中，考慮防火間距和硫化氫分級管控的同時，應盡可能將主要產噪裝置布置在站場中間，遠離廠界外環境敏感點，并利用一些低噪聲的裝置及廠界圍墻進行阻隔，從根本上降低噪聲控制難度。