摘要：鄂爾多斯盆地靖邊氣田某集氣站天然氣壓縮機在運行過程中廠界區(qū)等效噪聲排放值達66dB(A)，超過了國家相關標準，影響了員工和周圍居民的工作、生活。通過對該壓縮機產(chǎn)生的噪聲進行現(xiàn)場監(jiān)測和頻譜分析，找到了導致噪聲高的根源——主要是20Hz以下的低頻音。從生產(chǎn)實際出發(fā)，同時兼顧照明、通風和降溫等需要，先后采取了3項降噪措施：①在壓縮機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；③給動力缸排煙管包裹保溫巖棉。復測結果顯示：該集氣站廠界區(qū)等效噪聲值低于國家標準規(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。
關鍵詞：集氣站；天然氣壓縮機；噪聲；分析；治理；靖邊氣田
天然氣壓縮機作為靖邊氣田開發(fā)后期增壓工藝的關鍵設備將被大規(guī)模應用[1]，但是天然氣壓縮機是一種強噪聲設備，運轉時將產(chǎn)生聲級高、低頻突出、傳播距離遠的強烈噪聲。
鄂爾多斯盆地靖邊氣田X集氣站在2008年因生產(chǎn)需要增設一臺型號為DPC-2803的往復式天然氣壓縮機[2]。該壓縮機在正常運行時產(chǎn)生的噪聲值最高可達100dB(A)，從而導致該集氣站廠界區(qū)等效噪聲排放值高達66dB(A)，超過了國家相關標準，嚴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年該站結合現(xiàn)場實際情況，兼顧照明、通風和降溫的需要，通過對壓縮機區(qū)噪聲源加裝半封閉式吸隔音設施進行了噪聲治理。
1 噪聲分析
為了了解X站噪聲情況，按照《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準(GB 1248—2008)》要求，在該站內(nèi)外選取了29個監(jiān)測點并采用TES1350A聲級計進行噪聲值檢測，監(jiān)測點選取見圖1，各監(jiān)測點檢測數(shù)據(jù)見表1。
從監(jiān)測數(shù)據(jù)可見，X站壓縮機運行時其廠界周圍等效聲級高達66dB(A)，遠遠超過《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準(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65dB(A)，夜間為55dB(A)。
為了進一步給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區(qū)周圍選取了20個監(jiān)測點，采用雙通道數(shù)據(jù)采集器或頻譜分析儀對噪聲聲源的頻譜進行了檢測和分析。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運行時產(chǎn)生的低頻音，特別是20Hz以下的聲音，其噪聲值可高達100dB(A)。這種聲音由于具有頻率低、波長短、傳播遠的特點。因此傳播距離遠，受影響范圍大且難以治理，傳播途徑主要以輻射為主[3]。
2 噪聲治理目標及方法
2.1 治理目標
根據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標準(GB 3096—2008)》和《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準(GB 1248—2008)》，X站的噪聲治理目標達到國家3類聲環(huán)境功能區(qū)排放標準即可，但是由于集氣站壓縮機在夜間也需要運行。因此X站噪聲治理的最終目標值應達到夜間噪聲排放標準：即廠界處噪聲排放限值為55dB(A)。
2.2 降噪方法
一般來說，降低噪聲的主要方法就是對形成該噪聲系統(tǒng)的3大要素進行削減和控制，即控制噪聲源、阻礙噪聲傳播途徑和對受音者采取防護措施。X站實際情況是：來自于往復式天然氣壓縮機固有的噪聲源現(xiàn)場無法控制或削減，而防護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行降噪處理。
阻礙噪聲傳播途徑的方法主要有遠離噪聲源、建立吸隔聲屏障和改變噪聲傳播方向3種方法，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，X站只能采取以在壓縮機周圍建立吸隔聲屏障為主，以適當改變噪聲傳播方向為輔的綜合治理方案。
3 噪聲治理方案
3.1 壓縮機外圍加裝隔音屏障
按照《石油天然氣工程設計防火規(guī)范(GB 50183—2004)》，結合X站壓縮機區(qū)現(xiàn)場情況，首先在壓縮機四周搭建5.5m高的簡易鋼柱結構，然后在簡易鋼構支架上拼裝成型的A級不燃、隔聲功能好且易于拆裝維護的金屬屏障板。
在安裝隔音屏障時，考慮到壓縮機房治理后可能遇到的問題，先后采取了4項措施：①為了保證治理后壓縮機房的室內(nèi)照明，在東側、南側和北側隔音屏障2.5m高處共安裝了4扇3.0m×1.0m隔聲窗；②為了方便壓縮機后期維修，在西側隔音屏障留有1個3.9m×3.9m隔音大門；③為了方便員工日常操作和壓縮機房內(nèi)出現(xiàn)險情時逃生，分別在東側和西側隔音屏障上留有1個2.0m×1.0m的小門；④為了不影響壓縮機空冷器的進風，在空冷器進風口正對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風消聲器。
3.2 壓縮機頂棚安裝吸聲板
為了降低壓縮機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，結合X站壓縮機頂棚彩鋼屋面結構，在整個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施[4]。
另外，按照通過提高噪聲傳播位置、改變噪聲傳播方向也可降低噪聲的思路，同時兼顧壓縮機房內(nèi)的采光、通風和散熱[5]，將壓縮機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 壓縮機消聲器加裝吸隔音圍護
X站壓縮機動力缸排煙筒出口雖然安裝了消聲器，但由于設計或安裝偏差的影響，導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)部的振動激發(fā)結構，使消聲器在使用過程中會產(chǎn)生二次噪聲。經(jīng)現(xiàn)場勘測并結合現(xiàn)有消聲器情況，采取了2項降噪措施：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；②將消聲器吸隔音圍護下部設計成半封閉狀態(tài)，即在消聲器吸隔音同護與壓縮機周同隔音屏障重疊一面圍護下留有1個2.0m×1.8m的缺口。
以上2項措施使消聲器內(nèi)高分貝噪聲從3個方面得到降低：①四周吸隔音圍護本身可吸收一部分噪聲；②通過改變噪聲傳播方向降低噪聲，即四周密閉上面開口的吸隔音圍護使消聲器內(nèi)剩余噪聲集中排向8.0m高的大氣中；③下部的半封閉設計既防止了聲壓對圍護結構造成的沖擊，又可使消聲器內(nèi)部分噪聲擴散到整個壓縮機棚內(nèi)，使其強度降低，同時被壓縮機四周和頂部吸隔音設施再次進行消聲。
3.4 改進措施
X站噪聲治理結束后，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)壓縮機棚內(nèi)噪聲仍較大，尤其是壓縮機動力缸3根排煙管處噪聲很大，直接影響員工對動力缸的日常操作和維護。為此，X站結合氣田日常生產(chǎn)用料情況，采用具有一定的吸音功能的保溫巖棉對3個動力缸排煙道進行了包裹處理。應用結果表明，采用保溫巖棉管包裹動力缸排煙管，不但在一定程度上降低了該處噪聲強度，而且降低了動力缸處操作平臺處的環(huán)境溫度。
4 治理效果
X站壓縮機噪聲治理結束后，采用與前面相同的儀器和方法在原來的29個監(jiān)測點對該站周圍噪聲進行了復測，監(jiān)測結果統(tǒng)計情況見圖2。
從圖2可以看出，X站壓縮機所產(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55dB(A)以下，達到了國家3類聲環(huán)境功能區(qū)的夜間排放標準。
5 結論
1) 采用吸隔音材料在壓縮機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產(chǎn)生的噪聲，還滿足壓縮機正常的通風散熱要求。
2) 對壓縮機消聲器加裝半封閉式隔音圍護，不但有效降低了消音器處的噪聲，還緩沖了聲壓對圍護的沖擊。
3) 采取給壓縮機動力缸排煙管包裹巖棉不但可降低此處的噪聲強度，還可使動力缸操作平臺處環(huán)境溫度得以降低。
4) 該集氣站噪音治理的成功實施，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。
參考文獻
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[5] 曹澤仁，楊群勇.大型空壓機噪聲治理及效果評價[J].工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病，2004，30(6)：373-374.
(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；2.中國石油長慶油田公司第一采氣廠)
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