文昌8-3B平臺(tái)員工寢室噪音來源分析與解決方案初探

張海榮

(中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057)

海洋平臺(tái)

文昌8-3B平臺(tái)員工寢室噪音來源分析與解決方案初探

張海榮

(中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057)

文章通過對(duì)文昌136油田8-3B平臺(tái)員工寢室噪音來源進(jìn)行分析，探討影響員工寢室噪音的解決方案，最終實(shí)現(xiàn)既能保證員工身心健康，又能實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全運(yùn)行的雙贏。

海上平臺(tái)；變壓器；噪音；風(fēng)機(jī)

文昌136油田8-3B平臺(tái)(簡(jiǎn)稱文昌8-3B平臺(tái))位于海南省文昌市以東約140 km海面上，該平臺(tái)自2013年試生產(chǎn)以來，生活樓內(nèi)員工寢室長(zhǎng)期被高噪音所困擾，部分房間(見表1)噪音超過《國家噪音標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的居住、商業(yè)、工業(yè)混合區(qū)不超過60 dB的標(biāo)準(zhǔn)，以及《海上固定平臺(tái)安全規(guī)則》規(guī)定的人員住所和醫(yī)務(wù)室噪音一般不應(yīng)超過55 dB的限值。

因此對(duì)該平臺(tái)生活樓內(nèi)員工寢室的噪音來源進(jìn)行分析，探究消除該噪音的方案，為員工創(chuàng)造一個(gè)舒適的工作、生活環(huán)境，對(duì)體現(xiàn)中海油“以人為本”的管理理念和關(guān)愛員工有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

表1 員工寢室噪音表 dB

1 噪音來源分析

對(duì)生活樓內(nèi)員工寢室周圍20 m半徑范圍內(nèi)所屬設(shè)備進(jìn)行一一排查，以確定影響員工休息的噪音來源。最終經(jīng)儀器檢測(cè)發(fā)現(xiàn):位于員工寢室下層甲板的主變壓器間的軸流式通風(fēng)機(jī)，是引起員工寢室高噪音的根源(見表2)。

表2 主變壓間噪音值表 dB

1.1主變壓器間與生活樓員工寢室垂直位置圖

主變壓器間與生活樓員工寢室垂直布置圖見圖1。

圖1 主變壓器間與生活樓員工寢室垂直位置圖

1.2主變壓器間風(fēng)機(jī)的作用

文昌8-3B平臺(tái)主變壓器的風(fēng)機(jī)，是3組軸流式通風(fēng)機(jī),其主要作用是將外界低溫低濕的空氣送入主變壓器間，促使主變壓器間內(nèi)外氣體進(jìn)行濕熱交換,保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和平臺(tái)用電安全，其主要參數(shù)詳見表3。

表3 主變壓器間風(fēng)機(jī)參數(shù)表

2 主變壓器間降噪方案初探

從文昌8-3B平臺(tái)主變壓器間一進(jìn)一出共6臺(tái)軸流式通風(fēng)機(jī)噪音產(chǎn)生的源頭出發(fā)，探索適合解決員工寢室噪音超標(biāo)的方案。

2.1軸流式風(fēng)機(jī)與離心式風(fēng)機(jī)噪聲比較

通常而言，軸流式通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲很大，離心式通風(fēng)機(jī)一般噪聲較小[1],就相同性能軸流式風(fēng)機(jī)與離心風(fēng)機(jī)相比較，則軸流風(fēng)機(jī)的噪音強(qiáng)度比離心風(fēng)機(jī)高，因?yàn)檩S流式風(fēng)機(jī)的葉片數(shù)往往比離心風(fēng)機(jī)多2倍以上，轉(zhuǎn)速也比離心風(fēng)機(jī)高，因此軸流風(fēng)機(jī)的噪音頻率位于較高的頻程頻帶。

既然如此，在滿足海上變壓器間通風(fēng)換氣次數(shù)要求、以及安裝位置允許的條件下，將該變壓器間原6臺(tái)軸流式通風(fēng)機(jī)，更換為噪音小的離心式通風(fēng)機(jī)，則是解決影響員工寢室噪音超標(biāo)的不二選擇；但離心式風(fēng)機(jī)相比軸流式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速有所下降，風(fēng)速?zèng)]有軸流式風(fēng)機(jī)強(qiáng)勁，因此采用噪音小的離心式風(fēng)機(jī)通風(fēng)的同時(shí)，輔助以空調(diào)降溫冷卻，以應(yīng)對(duì)極端炎熱的天氣。

2.2離心式風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算

2.2.1 離心式風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算

主變壓器間換氣次數(shù)一般每小時(shí)按大于30次，變壓器間散熱量宜按安裝容量的5‰計(jì)算，則變壓器間單位時(shí)間內(nèi)的散熱量計(jì)算公式如下:

Q=N×0.85×0.005×1 000，

(1)

式中：Q為1 s內(nèi)單臺(tái)設(shè)備的散熱量，J/s；N為變壓器容量，KVA。

目前，文昌8-3B平臺(tái)主變壓器間,已經(jīng)布置8臺(tái)400 KVA和1臺(tái)3150 KVA共9臺(tái)變壓器，則變壓器間所有變壓器散熱量按照公式(1)計(jì)算如下：

1臺(tái)400 KVA的變壓器1 s內(nèi)散熱量Q1=400×0.85×0.005×1 000=1 700 J/s，

(2)

8臺(tái)400 KVA的變壓器1 s內(nèi)散熱量Q2=8Q1=8×1 700=13 600 J/s,

(3)

1臺(tái)3 150 KVA的變壓器1 s內(nèi)散熱量Q3=3 150×0.85×0.005×1 000=13 390 J/s，

(4)

同時(shí)，主變壓器間單位時(shí)間內(nèi)設(shè)備總的散熱量可按如下公式計(jì)算：

Q總=∑Q，

(5)

式中：Q總為1 s內(nèi)設(shè)備總的散熱量，J/s；Q為1 s內(nèi)單臺(tái)設(shè)備的散熱量，J/s。

將式(2)、式(3)、式(4)中1 s內(nèi)單臺(tái)設(shè)備散熱量，代入式(5)可得，1 s內(nèi)設(shè)備總的散熱量Q總為26 990 J/s。

同時(shí)，通風(fēng)機(jī)風(fēng)量可按下面公式進(jìn)行計(jì)算：

(6)

式中：V為通風(fēng)量，m3/h；Q總為1 s內(nèi)設(shè)備總的散熱量，J/s；Δt為室內(nèi)外溫差，一般取5 ℃。

將公式(5)中總的散熱量Q總代入公式(6)，可得通風(fēng)機(jī)風(fēng)量約為16 116 m3/h。

2.2.2 離心式風(fēng)機(jī)特殊性能要求

在海洋石油平臺(tái)中，變壓器間屬于2類危險(xiǎn)區(qū)，即在正常運(yùn)行時(shí)，不出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時(shí)間存在的場(chǎng)所[2];同時(shí)，在海洋石油平臺(tái)中，即使在非危險(xiǎn)區(qū)域，要求用于加壓的風(fēng)機(jī)應(yīng)有100%的備用，備用風(fēng)機(jī)在值班風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，能夠隨時(shí)投用；接觸室外空氣的風(fēng)機(jī)的葉輪應(yīng)具有防腐性，所有加壓風(fēng)機(jī)的外殼應(yīng)用鍍鋅鋼板制作，位于2類危險(xiǎn)區(qū)的風(fēng)機(jī)除了高于非危險(xiǎn)區(qū)域風(fēng)機(jī)的備機(jī)和材質(zhì)要求外，還應(yīng)選用適應(yīng)可燃?xì)猸h(huán)境的II類電氣設(shè)備性能要求[2]。

2.3輔助空調(diào)制冷量計(jì)算

通過計(jì)算，在滿足主變壓器間每小時(shí)30次通風(fēng)換熱的前提下，僅選用噪音相對(duì)較小的離心式風(fēng)機(jī)，即可滿足通風(fēng)換熱的需求；考慮到南海夏季持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)，及從設(shè)備可靠性出發(fā)，在主變壓器間預(yù)增加輔助空調(diào)，作為輔助降溫設(shè)備；此外，電氣設(shè)備間應(yīng)盡量避免采用水冷型空調(diào)柜機(jī)[3]，故按直接蒸發(fā)式空調(diào)制冷量公式計(jì)算：

Q冷=1.1Q總，

(7)

式中：Q冷為1 s內(nèi)空調(diào)的制冷量，J/s；Q總為1 s內(nèi)設(shè)備總的散熱量，J/s。

將公式(5)中，1 s內(nèi)設(shè)備總的散熱量Q總為26 990 J/s代入公式(7)可得：輔助空調(diào)單位時(shí)間內(nèi)制冷量Q冷為29 689 J/s。

3 結(jié)束語

通過對(duì)文昌8-3B平臺(tái)員工寢室噪音來源進(jìn)行分析，探討解決高噪音的方案，在滿足主變壓器間每小時(shí)30次通風(fēng)換熱的前提下，提出僅通過選擇噪音相對(duì)比較小的離心式風(fēng)機(jī)，即可滿足該要求；考慮到我國南海夏季持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí),并從提高設(shè)備可靠性出發(fā)，預(yù)增加3臺(tái)風(fēng)冷式、制冷量為29 689 J/s的空調(diào)，采用“兩用一備”的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，作為輔助制冷設(shè)備,以應(yīng)對(duì)極端炎熱的天氣。這不僅解決了影響員工寢室長(zhǎng)期被高噪音困擾的難題，同時(shí)也保障了員工寢室下層甲板主變壓器間設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，取得了良好的效果。

[1] 趙世春.離心式與軸流式通風(fēng)機(jī)的工作原理及特性比較[J].太原科技，2006(8):54-58.

[2] 陳亮，冷鴻震，王樹達(dá)，等.淺談海洋石油平臺(tái)防爆電氣設(shè)計(jì)[J].科技信息，2011(9)：406-407.

[3] 康為夏，陳安楊.浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船(FPSO)電氣設(shè)備艙的HVAC設(shè)計(jì)[J].船舶，2007( 1)：48-51.

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張海榮(1984-)，男，陜西咸陽人，助理工程師，學(xué)士，主要從事采油設(shè)備管理和維護(hù)檢修工作。

TE952

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.03.015

2015-02-15