某天然氣凈化廠噪聲治理的減排效益分析

金 濤，李啟彬，劉 丹

(西南交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，四川成都610031)

某天然氣凈化廠位于城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)，占地面積約7.4 hm2。該廠設(shè)計(jì)日處理含硫天然氣400×104m3。具體工藝為集氣站供給的原料天然氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾分離單元，將天然氣中夾帶的絕大部分凝析油、游離水、固體雜質(zhì)等分離出來(lái)。過(guò)濾后的天然氣送至脫硫單元，采用甲基二乙醇胺在吸收塔內(nèi)與天然氣逆流接觸進(jìn)行脫硫，將天然氣中的酸性組分、有機(jī)硫組分吸收分離，吸收后的廢液經(jīng)解吸后再次循環(huán)使用。脫硫后的天然氣送至脫水單元，采用三甘醇作吸收溶劑與天然氣逆流接觸進(jìn)行脫水，脫水后的天然氣作為產(chǎn)品氣出廠。從原料天然氣中脫除的酸性氣體進(jìn)入硫磺回收單元，采用克勞斯方法，將酸性組分轉(zhuǎn)化為液硫，再輸送至硫磺成型單元，成為工業(yè)硫磺出廠。

目前該天然氣凈化廠廠區(qū)四周仍為農(nóng)田，50 m外分布有部分散居農(nóng)戶。按照當(dāng)?shù)丨h(huán)境功能區(qū)劃，該廠所在區(qū)域?qū)儆?類聲環(huán)境功能區(qū)。根據(jù)《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 12348－2008)之廠界環(huán)境噪聲排放限值要求［1］，該凈化廠晝間、夜間廠界噪聲排放限值分別為60 dB(A)和50 dB(A)。

由于該天然氣凈化廠擁有風(fēng)機(jī)、尾氣灼燒爐、空冷器、溶液泵、空氣氮?dú)庹尽⒖諌簷C(jī)房、冷卻塔、鍋爐房、污水處理泵等噪聲源，因而廠界噪聲超標(biāo)嚴(yán)重。超標(biāo)的噪聲不僅影響周圍環(huán)境，同時(shí)按照正在實(shí)施的國(guó)務(wù)院《排污費(fèi)征收使用管理?xiàng)l例》和《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》，該廠每年還需繳納不菲的噪聲超標(biāo)排污費(fèi)。為此，筆者在對(duì)該廠噪聲源進(jìn)行全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，針對(duì)性制定噪聲治理方案，以減少繳納的排污費(fèi)，達(dá)到環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的“雙贏”。

1 噪聲污染調(diào)查及應(yīng)繳排污費(fèi)計(jì)算

1.1 主要噪聲源及源強(qiáng)調(diào)查

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該天然氣凈化廠主要聲源及噪聲特點(diǎn)見表1。

表1 某天然氣凈化廠主要噪聲源情況

從表1中可看出，該天然氣凈化廠噪聲源多、分布范圍廣，聲源與廠界距離較近。

1.2 廠界噪聲超標(biāo)情況

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，該天然氣凈化廠廠界各部位的晝間、夜間噪聲超標(biāo)情況及噪聲來(lái)源見表2。從表中可看出，該廠晝間廠界噪聲最大超標(biāo)12.5 dB(A)，夜間廠界噪聲最大超標(biāo)20.8 dB(A)。

表2 某天然氣凈化廠廠界噪聲超標(biāo)情況及噪聲來(lái)源

1.3 應(yīng)繳排污費(fèi)計(jì)算

根據(jù)《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》“噪聲超標(biāo)排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)”，對(duì)排污者產(chǎn)生環(huán)境噪聲超過(guò)國(guó)家規(guī)定的環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，且干擾他人正常生活、工作和學(xué)習(xí)的，按照超標(biāo)的分貝數(shù)征收噪聲超標(biāo)排污費(fèi)。征收標(biāo)準(zhǔn)見表3。同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)還明確了一個(gè)單位邊界上有多處噪聲超標(biāo)，征收額應(yīng)根據(jù)最高一處超標(biāo)聲級(jí)計(jì)算，當(dāng)沿邊界長(zhǎng)度超過(guò)100 m有2處及2處以上噪聲超標(biāo)，則加1倍征收;晝、夜均超標(biāo)的環(huán)境噪聲，征收金額按本標(biāo)準(zhǔn)晝、夜分別計(jì)算，累計(jì)征收。

表3 噪聲超標(biāo)排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)

由于該天然氣凈化廠沿邊界長(zhǎng)度超過(guò)100 m有多處噪聲超標(biāo)，且晝、夜均超標(biāo)，故據(jù)噪聲超標(biāo)排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)，該天然氣凈化廠每年應(yīng)繳納噪聲超標(biāo)排污費(fèi)40.32萬(wàn)元。

2 主要聲源噪聲治理措施及費(fèi)用

根據(jù)該凈化廠主要聲源的噪聲特點(diǎn)和區(qū)域分布情況，按廠界噪聲的超標(biāo)情況采取分區(qū)全面治理的方式。

2.1 裝置區(qū)噪聲治理

2.1.1 空氣冷卻器

該凈化廠安裝有2臺(tái)空冷器，其噪聲具有頻率低、聲源位置高的特點(diǎn)，加之距廠界僅30 m，因而對(duì)裝置區(qū)廠界噪聲較大。由于空冷器噪聲來(lái)源于上下平臺(tái)的進(jìn)出風(fēng)口，故通過(guò)在下平臺(tái)進(jìn)風(fēng)口安裝微穿孔板消聲器、上平臺(tái)出風(fēng)口安裝吸隔聲屏對(duì)其噪聲進(jìn)行治理，可降低空冷器噪聲約10 dB(A)。據(jù)測(cè)算，進(jìn)風(fēng)口需安裝直徑0.65 m的微穿孔板消聲器32個(gè)，出風(fēng)口安裝吸隔聲屏40 m2，預(yù)計(jì)費(fèi)用22.6萬(wàn)元。

2.1.2 風(fēng)機(jī)

該凈化廠4臺(tái)風(fēng)機(jī)均安裝在裝置區(qū)露天環(huán)境。其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)未安裝進(jìn)風(fēng)消聲器，噪聲源強(qiáng)達(dá)105 dB(A)，其余3臺(tái)已安裝進(jìn)風(fēng)消聲器的風(fēng)機(jī)源強(qiáng)為89 dB(A)。為此，在進(jìn)行風(fēng)機(jī)噪聲治理時(shí)，未裝消聲器的風(fēng)機(jī)需先安裝進(jìn)風(fēng)消聲器，以減小氣流噪聲。由于風(fēng)機(jī)處于露天環(huán)境，故考慮在4臺(tái)風(fēng)機(jī)上方安裝一個(gè)組裝式隔聲房對(duì)風(fēng)機(jī)噪聲進(jìn)行治理，隔聲房配套吸聲、消聲和通風(fēng)措施。該隔聲房隔聲量為20 dB(A)。隔聲房和進(jìn)風(fēng)消聲器預(yù)計(jì)費(fèi)用為19.0萬(wàn)元。

2.1.3 溶液泵

溶液泵距裝置區(qū)廠界35 m，噪聲源強(qiáng)為95 dB(A)，因而對(duì)廠界噪聲產(chǎn)生的“貢獻(xiàn)”較大。與風(fēng)機(jī)一樣，溶液泵也位于裝置區(qū)露天環(huán)境。故在溶液泵噪聲治理時(shí)，采取與風(fēng)機(jī)噪聲相同的治理方式，即安裝組裝式隔聲房并同步采取吸聲、消聲和通風(fēng)的綜合治理措施。預(yù)計(jì)溶液泵噪聲治理費(fèi)用為17.8萬(wàn)元。

2.1.4 尾氣灼燒爐

尾氣灼燒爐距廠界60 m，其噪聲源強(qiáng)為83 dB(A)，對(duì)廠界噪聲有一定影響。需在灼燒爐燃燒器進(jìn)風(fēng)口安裝一消聲器?？紤]其噪聲的低頻性質(zhì)，在此選用消聲頻帶較寬、氣流阻力較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、耐高溫、不起塵的微穿孔板消聲器［2］。該消聲器長(zhǎng)2.1 m，外徑為1.1 m，可降噪20 dB(A)，預(yù)計(jì)費(fèi)用為2.6萬(wàn)元。

2.1.5 分界區(qū)管道

高速氣流通過(guò)分界區(qū)管道三通、彎頭和閥門時(shí)產(chǎn)生高達(dá)90 dB(A)的高頻噪聲，對(duì)廠界噪聲有一定影響。采取包扎2 mm厚阻尼隔聲板對(duì)天然氣凈化廠管道三通、彎頭和閥門的氣流噪聲進(jìn)行治理，其隔聲量將達(dá)12 dB(A)。上述其治理費(fèi)用約2.0萬(wàn)元。

對(duì)裝置區(qū)噪聲進(jìn)行全面治理的費(fèi)用為64.0萬(wàn)元。

2.2 鍋爐房噪聲治理

2.2.1 鍋爐房

該廠鍋爐房?jī)?nèi)安裝有3臺(tái)燃?xì)忮仩t，單臺(tái)鍋爐運(yùn)行噪聲為90 dB(A)，鍋爐煙囪噪聲為85 dB(A)，因其距廠界僅15 m，鍋爐噪聲通過(guò)未采取隔聲措施的鍋爐房對(duì)廠界造成影響。為此，需將鍋爐房現(xiàn)有普通門窗更換為隔聲門窗，上部窗體設(shè)計(jì)為折板式通風(fēng)消聲器以滿足鍋爐房進(jìn)風(fēng)和散熱需要。同時(shí)在房?jī)?nèi)懸掛空間吸聲體克服混響的影響。此外，在煙囪上安裝消聲器，避免鍋爐燃燒噪聲通過(guò)煙囪向外輻射?？紤]到鍋爐排煙的高溫特點(diǎn)，該消聲器選用微穿孔板消聲器。該鍋爐降噪治理費(fèi)用為7.0萬(wàn)元。

2.2.2 鍋爐房水泵

由于鍋爐房附屬水泵房距廠界僅有4 m，因而盡管水泵噪聲僅80 dB(A)，但仍對(duì)廠界噪聲造成了很大影響。為此，將該泵房現(xiàn)有普通鋼窗更換為雙層隔聲窗，并安裝低噪聲軸流式風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)換氣，出風(fēng)口安裝消聲器。該泵房噪聲治理費(fèi)用為3.0萬(wàn)元。

2.2.3 鍋爐除氧器和壓力回水罐

鍋爐除氧器和壓力回水罐放空氣流噪聲源強(qiáng)約90 dB(A)，故采用三級(jí)節(jié)流減壓與小孔噴注復(fù)合式消聲器對(duì)其噪聲進(jìn)行治理，該消聲器降噪量為35 dB(A)。制作和安裝費(fèi)用為1.40萬(wàn)元。

對(duì)鍋爐房噪聲進(jìn)行全面治理的費(fèi)用為11.4萬(wàn)元。

2.3 空氣氮?dú)庹驹肼曋卫?/h3>

空氣氮?dú)庹景惭b有3臺(tái)螺桿式空壓機(jī)，噪聲源強(qiáng)為89 dB(A)，由于距廠界僅20 m，因而空壓機(jī)噪聲對(duì)廠界影響較大。治理時(shí)先將空氣氮?dú)庹粳F(xiàn)有普通門窗更換為隔聲門窗，同時(shí)在站內(nèi)懸掛空間吸聲體，并配套機(jī)械通風(fēng)換氣措施，進(jìn)出風(fēng)口均安裝消聲器。共需費(fèi)用6.0萬(wàn)元。

2.4 冷卻塔噪聲治理

該廠設(shè)有2座冷卻塔。冷卻塔噪聲主要包括集水池滴水聲和冷卻風(fēng)扇(電機(jī))噪聲。因臨近廠界布置，盡管冷卻塔噪聲源強(qiáng)僅75 dB(A)，仍對(duì)廠界噪聲影響較大。針對(duì)冷卻塔集水池滴水噪聲特點(diǎn)，采取在集水池上方安裝不銹鋼消聲墊進(jìn)行治理，此舉可降低滴水噪聲約10 dB(A)。而對(duì)冷卻風(fēng)扇(電機(jī))噪聲，是在冷卻塔臨近廠界側(cè)安裝隔聲屏進(jìn)行治理。該隔聲屏高出冷卻塔頂2.0 m以上，同時(shí)頂部向冷卻塔內(nèi)傾。此項(xiàng)治理措施費(fèi)用為28.6萬(wàn)元。

2.5 空壓機(jī)房噪聲治理

該空壓機(jī)房安裝有2臺(tái)空壓機(jī)，噪聲源強(qiáng)為83 dB(A)，距廠界約30 m。治理時(shí)先進(jìn)行隔聲門窗改造，同時(shí)在房?jī)?nèi)懸掛空間吸聲體，并配套機(jī)械通風(fēng)換氣措施，進(jìn)出風(fēng)口均安裝消聲器。共需費(fèi)用3.6萬(wàn)元。

2.6 污水處理站噪聲治理

污水處理站安裝有6臺(tái)污水泵，噪聲源強(qiáng)約83 dB(A)，距廠界約20 m。治理時(shí)在每臺(tái)污水泵上安裝一個(gè)隔聲量20 dB(A)的隔聲罩，費(fèi)用約4.2萬(wàn)元。

3 噪聲治理減排效益分析

根據(jù)前文提出的噪聲治理措施和計(jì)算的治理費(fèi)用，若一次性對(duì)該天然氣凈化廠噪聲進(jìn)行全面治理，所需費(fèi)用為117.8萬(wàn)元。全面治理達(dá)標(biāo)后，每年可免交40.32萬(wàn)元的噪聲超標(biāo)排污費(fèi)。僅以節(jié)省的排污費(fèi)計(jì)算，不到3年即可收回噪聲治理投資，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

若考慮分期治理方式，由于現(xiàn)行的噪聲超標(biāo)排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)采取的是最高超標(biāo)噪聲取費(fèi)原則，故在治理時(shí)必須遵循先治理最高超標(biāo)廠界噪聲，后治理較低超標(biāo)廠界噪聲的思路。據(jù)此，該凈化廠分期治理廠界噪聲的順序見表4。

表4 廠界噪聲分期治理順序及減排效益

從表4可看出，實(shí)施分期治理后，隨著治理投資的增加，應(yīng)繳納的噪聲超標(biāo)排污費(fèi)會(huì)依次減少。從治理投資回報(bào)期看，進(jìn)行一次性全面治理的投資回報(bào)期相對(duì)較小，宜優(yōu)先選用。若投資有限，應(yīng)首先對(duì)鍋爐房噪聲進(jìn)行治理。而只有待鍋爐房、冷卻塔和裝置區(qū)噪聲治理完成后，治理投資的回報(bào)期才會(huì)逐漸縮短。

4 結(jié)束語(yǔ)

天然氣凈化廠噪聲源多、分布范圍廣，廠界噪聲超標(biāo)嚴(yán)重，需繳納高額的噪聲超標(biāo)排污費(fèi)。對(duì)該廠噪聲進(jìn)行治理，會(huì)取得較好的投資回報(bào)效益，治理后應(yīng)繳納的噪聲超標(biāo)排污費(fèi)隨治理投資的增加而逐漸減少，并以一次性投資進(jìn)行全面治理為最佳選擇方案。

［1］GB12348－2008工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)［S］

［2］馬大猷.噪聲與振動(dòng)控制工程手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002:491－492