海上固定平臺噪聲防控技術(shù)措施

歐陽隆緒 樸慶利 陶津徽

中海石油（中國）有限公司天津分公司

海上固定平臺空間有限，大型設(shè)備多并布置集中，靠近生活樓區(qū)域，設(shè)備產(chǎn)生的噪聲影響人員作業(yè)及休息。噪聲超過85dB（A）影響人員正常作業(yè)，導(dǎo)致工作效率降低，帶來安全生產(chǎn)隱患［1］。長期處于高噪聲環(huán)境中，易引起噪聲性耳聾［2－3］，平臺大型設(shè)備［4］產(chǎn)生的噪聲通過空氣及振動嚴(yán)重威脅平臺作業(yè)人員身心健康。對渤海灣某海上固定平臺作業(yè)現(xiàn)場及人員接觸噪聲值進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)部分場所及工種噪聲值超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。結(jié)合平臺實際工況環(huán)境條件，通過噪聲源、傳播途徑、受音者［5－6］3個方面對噪聲進(jìn)行治理，提出對大型設(shè)備噪聲源加裝隔聲罩、隔聲屏障、減振等改造技術(shù)措施；對無法改造的聲源設(shè)備，給出在不同環(huán)境條件下人員佩戴不同的防護(hù)用品建議；對生活樓房間加裝吸隔聲材料、老化膠條及損壞布風(fēng)器的更換等措施。

1 海上固定平臺噪聲源區(qū)域劃分

海上固定平臺是一個整體化的復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)，作業(yè)區(qū)域和生活區(qū)域同處于一個平臺上。作業(yè)區(qū)域分布有大量的生產(chǎn)設(shè)備，如透平發(fā)電機(jī)、天然氣壓縮機(jī)、空氣壓縮機(jī)、原油外輸泵、注水泵、主鍋爐等，大型設(shè)備在工作狀態(tài)產(chǎn)生高達(dá)111.6dB（A）的噪聲，對定時巡檢、長期處于該環(huán)境下的工作人員的聽力產(chǎn)生極大影響。另外，由于平臺的鋼結(jié)構(gòu)，易于振動噪聲的傳播［7］，處于頂層甲板的生活樓易受振動噪聲影響，嚴(yán)重影響人員的休息。根據(jù)某醫(yī)院對渤海灣某平臺現(xiàn)場工作人員的檢測報告，發(fā)現(xiàn)操作伴生氣崗、操作原油崗、操作井口崗、機(jī)修工、儀表工、電工、發(fā)電工、污水崗操作、水手、電脫崗操作等10類工種個體接觸噪聲水平超標(biāo)過國家標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 透平發(fā)電機(jī)區(qū)域

透平是燃?xì)廨啓C(jī)的做功部分，氣流在透平中流動的通道由靜葉和動葉交替排列而成，動、靜葉組成逐漸收縮的通道，使高溫高壓的燃?xì)庠谕ǖ乐信蛎涀龉?。該區(qū)域噪聲組成主要受燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)體噪聲、進(jìn)、排風(fēng)管道輻射噪聲和冷卻風(fēng)機(jī)噪聲疊加而成。利用QUEST 2900積分式聲級計對燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)進(jìn)氣管道噪聲進(jìn)行檢測，噪聲值達(dá)111.6dB（A）；排氣管道總聲級達(dá)96.1dB（A）。該區(qū)域噪聲源呈現(xiàn)寬頻帶，低頻噪聲成分較高。

1.2 天然氣壓縮機(jī)區(qū)域

天然氣壓縮機(jī)一般位于海上平臺中層甲板，呈L狀分布，2臺運行1臺備用，該區(qū)域中、低頻噪聲表現(xiàn)突出。同樣使用QUEST 2900積分式聲級計對壓縮機(jī)設(shè)備噪聲值進(jìn)行檢測，在距離設(shè)備2m處，噪聲達(dá)99dB（A），超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)［8］及中華人民共和國能源部2010年頒布的海上固定平臺安全規(guī)則（試行）的要求。對長期在附近工作的人員如機(jī)修工、電工等工種造成聽力傷害。

1.3 空氣壓縮機(jī)區(qū)域

空壓機(jī)區(qū)域.空壓機(jī)位于平臺的下甲板位置，共4臺，其中3臺集中布置在1個空壓機(jī)室內(nèi)，另1臺備用放置于空壓機(jī)室后方的集裝箱內(nèi)。本區(qū)域噪聲除了空壓機(jī)本體中、低頻噪聲外，還附有進(jìn)、排風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲疊加，總聲級達(dá)101.2dB（A）。

1.4 生活樓房間區(qū)域

生活樓位于平臺東側(cè)上甲板區(qū)域，共分為3層，頂部為飛行甲板，生活樓高度10.7m，長度33m，寬度14.5m。生活樓西側(cè)正對透平區(qū)域，距透平直線距離15m，受透平區(qū)域噪聲直接影響嚴(yán)重。房間門窗屬于氣阻型窗玻璃膠條，由于時間長及老化開裂，導(dǎo)致聲音的傳入，成為薄弱環(huán)節(jié)。房間安裝的布風(fēng)器是氣體流通的主要通道，布風(fēng)器的損壞造成氣流噪聲，上述3個方面及振動［9］影響導(dǎo)致房間噪聲超標(biāo)，影響人員休息。

2 海上平臺噪聲防控技術(shù)研究

2.1 海上平臺噪聲源的防控措施

2.1.1 透平區(qū)域降噪

海上平臺作業(yè)空間有限，設(shè)備布置緊湊，在設(shè)計改造時，應(yīng)首先考慮消防、荷載及今后的維護(hù)多方面因素，在條件允許的情況下，采取改造措施。透平設(shè)備體型龐大，且噪聲多由管道向外輻射。因此，在進(jìn)排氣系統(tǒng)中安裝消聲器，用于降低燃?xì)廨啓C(jī)罩外的氣流進(jìn)排氣噪聲。在透平與生活樓之間加裝隔聲屏障，該屏障有效阻擋直達(dá)聲的傳播，減少噪聲的外輻射。

2.1.2 天然氣壓縮機(jī)降噪

天然氣壓縮機(jī)現(xiàn)場條件復(fù)雜，工藝管線繁多，為防止可燃?xì)怏w集聚，該區(qū)域主要是設(shè)計聲屏障進(jìn)行降噪處理。隔聲屏障能對聲影區(qū)范圍內(nèi)起到良好降噪，而無法保護(hù)聲影區(qū)以外空間，但平臺上其他設(shè)備布置非常緊湊，在聲波傳播過程中這些設(shè)備將會對聲波產(chǎn)生隔斷、反射等物理效果而讓聲波無法傳播得更遠(yuǎn)。在該區(qū)域設(shè)備周圍設(shè)置聲屏障，屏障高度3～3.5m。隔聲屏障吸隔聲體具有吸聲和隔聲雙重作用，吸聲側(cè)面板為穿孔鋁板，穿孔率23%，隔聲側(cè)面板為鍍鋅噴塑鋼板，中間填充吸聲材料為玻璃棉，荷載為30kg／m2。

在設(shè)備過道側(cè)通長設(shè)置降噪門：為方便平臺工作人員日常工作和設(shè)備檢修，將設(shè)備過道側(cè)通長設(shè)置降噪門。設(shè)備儀表位置的降噪門上布置觀察窗，保證工作人員在屏障外能觀察儀表的數(shù)據(jù)顯示；對需要檢修的位置設(shè)置檢修降噪門，門上方門梁應(yīng)為可拆卸結(jié)構(gòu)，設(shè)備檢修時能將其快速拆卸，以便設(shè)備能順利吊出。屏障立柱與原有結(jié)構(gòu)采取可靠連接—柱底布置通長H型鋼底梁，橫梁與甲板焊接牢固，屏障柱用螺栓與底梁連接；柱頂與原有結(jié)構(gòu)應(yīng)采取可靠連接；鋼柱之間應(yīng)設(shè)置鋼梁，柱間支撐等構(gòu)件，使整個結(jié)構(gòu)形成一個空間受力體系，增強其整體穩(wěn)定性。

2.1.3 空氣壓縮機(jī)降噪

空壓機(jī)位于下層甲板的空壓機(jī)室內(nèi)，由于空壓機(jī)室未做噪聲處理，導(dǎo)致該區(qū)域噪聲偏高。為有效降噪，對空壓機(jī)室采取降噪治理。在空壓機(jī)室內(nèi)部墻體增設(shè)吸聲阻尼層，減小空壓機(jī)室內(nèi)部混響聲，并通過阻尼作用消耗噪聲聲能，從而減少噪聲的向外輻射。吸聲阻尼層結(jié)構(gòu)組成為：輕鋼龍骨＋阻尼板＋吸聲材料（玻璃棉）＋孔板。將原有風(fēng)機(jī)取消，在屋頂增設(shè)低噪聲降噪型排風(fēng)風(fēng)機(jī)，并配設(shè)風(fēng)機(jī)消聲器。采取上述2種降噪措施后，能有效降低空壓機(jī)運行噪聲的向外輻射，噪聲預(yù)測可降低15～20dB（A）。

2.2 海上固定平臺生活樓房間的降噪措施

平臺上的生活樓一般設(shè)置在頂層甲板，并距離透平區(qū)域較近，易受透平高頻噪聲影響，受下層甲板的天然氣壓縮機(jī)中低頻振動噪聲的影響。另外，由于海上平臺的環(huán)境條件，生活樓受環(huán)境影響嚴(yán)重，隨著時間的延長，生活樓墻壁的隔聲材料易受影響，不能保證原先設(shè)計效果。因此，為能全面保護(hù)生活樓里面房間，在生活樓墻體內(nèi)加裝復(fù)合共振吸隔聲模塊，加裝隔聲模塊，能夠有效提高低頻共振噪聲隔聲量，同時對高頻段噪聲也有良好的隔聲性能。對時間長、老化的膠條進(jìn)行更換，減少空氣噪聲傳播；對于房間內(nèi)損壞的布風(fēng)器及時替換，減少氣流噪聲影響。

2.3 海上固定平臺人員噪聲防護(hù)

聽力保護(hù)是保護(hù)暴露在噪聲環(huán)境中工人聽力的有力措施［10－12］。海上固定平臺設(shè)備噪聲源分布廣、位置分散，對于一些噪聲源在施加改造后，易引起后期的消防、檢修、工藝等不便，為安全帶來隱患。針對此類噪聲源，應(yīng)考慮人員的噪聲防護(hù)及在設(shè)備噪聲源處的滯留時間。對于不同噪聲環(huán)境，給出所應(yīng)佩戴的勞動防護(hù)用品建議。在95dB（A）以下噪聲環(huán)境，建議佩戴經(jīng)常使用的連線耳塞，如1110子彈形帶線耳塞、E.A.RTM 311—1101Classic圓柱形帶線耳塞、E.A.RTM 311—1250Earsoft高降噪子彈形帶線耳塞、E.A.RTM 311—1126Classic Superfit帶標(biāo)記圓柱形帶線耳塞、E.A.RTM 318—1005Push INS免揉搓泡棉帶線耳塞等。在100dB（A）以下噪聲環(huán)境，建議佩戴預(yù)成形耳塞，如E.A.RTM 340—4004Ultrafit圣誕樹形帶線耳塞、Tri－SealTM高級耳塞10005607。在105dB（A）以下噪聲環(huán)境，建議佩戴左右系列頭盔式防噪音耳罩、HPE高舒型頭盔式防噪音耳罩、H7P3E掛安全帽式耳罩。

3 改造措施及效果分析

海上平臺施工作業(yè)復(fù)雜，設(shè)備產(chǎn)品要求高，為了能夠治理平臺噪聲，主要的改造措施是對生活樓房間的改造治理。結(jié)合渤海灣某平臺的實際工況環(huán)境條件，對其生活樓噪聲超標(biāo)的有代表性的2個房間進(jìn)行施工改造應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1 房間墻壁吸隔聲處理

海上固定平臺長期受潮濕、日照、腐蝕等因素影響［13］，使平臺生活樓房間墻壁原有隔聲效果降低。為更好的阻礙空氣噪聲及振動噪聲的傳播，針對房間的墻壁提出改造處理。生活樓房間的吸隔聲內(nèi)墻壁如圖1所示，墻壁的隔聲效果不佳。對于該類房間的墻壁，選用符合中國船級社規(guī)定的吸隔聲材料，如圖2所示。對于噪聲超標(biāo)代表性房間進(jìn)行現(xiàn)場施工改造，改造現(xiàn)場圖如圖3所示。

圖1 生活樓房間內(nèi)墻壁絕緣裝飾板圖

圖2 吸隔聲材料圖

圖3 改造施工現(xiàn)場圖

3.2 房間舷窗膠條處理

平臺生活樓房間布有400mm×560mm規(guī)格的氣阻型鋼質(zhì)窗，房間原有氣阻型窗玻璃膠條老化開裂，漏聲嚴(yán)重，其現(xiàn)場如圖4所示。對于此類狀況，可將房間舷窗用耐候隔聲膠條替換原有老化膠條。密封膠條的選用應(yīng)符合現(xiàn)場門窗的實際要求，具有阻燃、防火能力，如圖5所示。

圖4 生活樓房間氣阻窗膠條圖

圖5 隔聲密封膠條圖

3.3 房間通風(fēng)布風(fēng)器的處理

布風(fēng)器是海上固定平臺生活樓房間通風(fēng)的基本設(shè)施，但由于布風(fēng)器的長期使用，導(dǎo)致布風(fēng)器損壞，使平臺房間通風(fēng)時，產(chǎn)生氣流噪聲，造成房間噪聲過高，如圖6所示。針對此類房間的布風(fēng)器，給出具體形式的布風(fēng)器產(chǎn)品，對其進(jìn)行更換處理，從而降低房間氣流噪聲值，產(chǎn)品形式如圖7所示。

圖6 房間損壞的布風(fēng)器圖

圖7 符合要求的布風(fēng)器圖

3.4 應(yīng)用效果分析

對海上固定平臺噪聲超標(biāo)的有代表性的房間通過上述措施進(jìn)行整改，整改后的噪聲值明顯下降。第1個房間的原有噪聲值為58dB（A），改造后值為50dB（A），降噪量為8dB（A）；第2個房間的原有噪聲值為63.3dB（A），改造后值為46.4dB（A），降噪量為16.9 dB（A），使得房間噪聲值達(dá)到國家規(guī)定要求，為員工提供了一個良好的作業(yè)環(huán)境。

4 結(jié)論

1）對于透平、天然氣壓縮機(jī)、空氣壓縮機(jī)等設(shè)備提出加裝隔聲罩、隔聲屏障、減振等技術(shù)措施，降低設(shè)備處噪聲值，減少巡檢作業(yè)人員的接觸值。

2）對于生活樓噪聲超標(biāo)的房間，提出在房間墻壁加裝滿足船級社規(guī)定的吸隔聲材料，對于老裂化膠條及損壞的布風(fēng)器，提出符合要求的產(chǎn)品進(jìn)行替代。

3）對于不適宜改造的噪聲源，提出在不同噪聲環(huán)境下，應(yīng)佩戴不同的勞動防護(hù)用品的建議方法，以更好地保護(hù)人員的聽力，保障作業(yè)安全，減少職業(yè)病的發(fā)生。

在房間改造后，降噪效果明顯，能夠滿足國家規(guī)定的要求，為員工提供良好的作業(yè)休息環(huán)境。

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