淺析天然氣站場(chǎng)空冷器降噪的設(shè)計(jì)措施

董蒙蒙

摘 要：噪聲超標(biāo)是天然氣站場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中一種常見(jiàn)現(xiàn)象，為滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保要求，需要對(duì)站場(chǎng)進(jìn)行噪聲控制。本文以空冷器為研究對(duì)象，分析天然氣站場(chǎng)空冷器降噪設(shè)計(jì)措施，從設(shè)計(jì)原則、降噪器選型和設(shè)計(jì)方案等方面展開(kāi)，以提高空冷器噪聲控制效果。

關(guān)鍵詞：天然氣站場(chǎng);空冷器;降噪設(shè)計(jì)

環(huán)保理念的深入使得降噪處理成為天然氣站場(chǎng)日常管理的重點(diǎn)工作之一，其中對(duì)空冷器噪聲的控制又作為主要針對(duì)對(duì)象?？绽淦鞒３霈F(xiàn)噪聲的原因是風(fēng)機(jī)運(yùn)行，包括葉輪振動(dòng)、構(gòu)件摩擦、電磁噪聲等。為盡可能降低天然氣站場(chǎng)噪聲對(duì)周邊環(huán)境的影響，需要針對(duì)空冷器降噪設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)分析。

1 空冷器降噪設(shè)計(jì)原則

天然氣站場(chǎng)常見(jiàn)空冷器內(nèi)部一般包括四組風(fēng)機(jī)，當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的平均噪聲在100dB（A）左右。由于空冷器運(yùn)行將空氣作為介質(zhì)，且存在于室外，其噪聲具備傳播距離遠(yuǎn)、影響程度大的特點(diǎn)。根據(jù)國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)噪聲排放指標(biāo)要求，位于居住區(qū)、療養(yǎng)區(qū)、學(xué)校等區(qū)域的天然氣站場(chǎng)，其晝間噪聲應(yīng)控制在50～60dB（A）之間，夜間噪聲排放則應(yīng)在50dB（A）之內(nèi)[1]。為滿(mǎn)足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，空冷器降噪設(shè)計(jì)需遵循以下原則：第一，降噪設(shè)計(jì)方案需充分滿(mǎn)足工業(yè)噪聲排放指標(biāo)的要求，并結(jié)合天然氣站場(chǎng)所在區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。第二，降噪設(shè)計(jì)方案應(yīng)在滿(mǎn)足適用性、科學(xué)性的基礎(chǔ)上，合理控制實(shí)施成本及實(shí)施難度。第三，所選取的降噪設(shè)備運(yùn)行不可對(duì)空冷器的的正常運(yùn)行造成不利影響。第四，使用降噪設(shè)備后，系統(tǒng)通風(fēng)散熱性能不變。

2 空冷器降噪設(shè)備選型

天然氣站場(chǎng)空冷器噪聲控制主要途徑包括聲源、傳播途徑和影響主體控制三種形式，其中聲源控制和途徑控制效果更佳，但考慮到降噪方案實(shí)施的經(jīng)濟(jì)性，一般選用傳播途徑控制法。

①消聲器。結(jié)合空冷器噪聲發(fā)出特點(diǎn)，消聲器包括進(jìn)風(fēng)型和出風(fēng)型兩種。其中，進(jìn)風(fēng)型消聲器安裝在空冷器下端的進(jìn)風(fēng)口處，例如，選用鋼結(jié)構(gòu)的消聲器，配合無(wú)堿平紋玻璃纖維布和吸聲棉，以應(yīng)對(duì)進(jìn)風(fēng)口風(fēng)量大帶來(lái)的噪聲。排風(fēng)型消聲器的消聲原理為，利用呈平行方式排列的管體吸聲體對(duì)產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行處理，該裝置的主要結(jié)構(gòu)包括鋁合金板、蜂窩芯等，吸聲及隔音效果俱佳，通常消聲能力可達(dá)到30dB（A）。同時(shí)，該類(lèi)型的消聲器還具備優(yōu)良的防水、防火、耐腐蝕性能，使用壽命更長(zhǎng);②消聲擋板。消音擋板一般與消聲器結(jié)合使用，安裝完消聲器后，在空冷器消聲器周?chē)惭b擋板，對(duì)未能被消聲器順利消除的噪聲進(jìn)行阻隔，強(qiáng)化消聲效果。消聲擋板主材包括鋁合金板和穿孔板，消音效果同樣在30dB（A）左右。

3 空冷器降噪總體方案

3.1 空冷器降噪設(shè)計(jì)

進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口消聲設(shè)備的核心結(jié)構(gòu)為消聲片，消聲片在施工現(xiàn)場(chǎng)完成組裝，其尺寸大小、排布密度等需根據(jù)空冷器的進(jìn)風(fēng)量、天然氣站場(chǎng)周邊環(huán)境特點(diǎn)等條件進(jìn)行選擇。消聲設(shè)備的消聲性能與材料選取直接相關(guān)，在設(shè)計(jì)時(shí)，可參考如下方案：第一，選用超細(xì)吸聲棉，該材料內(nèi)部疏密程度適中、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此帶來(lái)的吸聲效果也更為理想。例如，要求使用容重在48kg/m3以上的吸聲棉，保證材料含水率不超過(guò)1%、憎水率不低于98%。第二，無(wú)堿平紋玻璃纖維布材料也應(yīng)具備優(yōu)良的憎水性。第三，吸聲棉圍護(hù)板的厚度應(yīng)在0.8mm以上，選用穿孔板在20%、孔徑在2.5～3mm的穿孔板。第四，消音片框架材料表面鍍鋅，要求鍍鋅密度在120g/m2以上。第五，消音片的導(dǎo)流尖使用0.8mm厚的鍍鋅板，在其表面噴涂靜電粉末，為保證消音片的使用壽命，要求噴涂厚度在80mm以上。

3.2 降噪設(shè)計(jì)方案評(píng)估

在天然氣站場(chǎng)空冷器降噪設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分滿(mǎn)足降噪處理不影響機(jī)組正常運(yùn)行的原則。為檢驗(yàn)降噪設(shè)計(jì)是否給風(fēng)機(jī)運(yùn)行帶來(lái)不利影響及消聲設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，研究8臺(tái)空冷器風(fēng)機(jī)經(jīng)降噪處理后，熱交換、壓力損失及功率損失情況。

①安裝消聲設(shè)備后，空冷器出風(fēng)口的出風(fēng)速度為10.38m/s，利用方程 ，計(jì)算得出8臺(tái)風(fēng)機(jī)的熱交換量為16465.7kW，低于風(fēng)機(jī)總負(fù)荷的10298.3kW，判定降噪設(shè)計(jì)方案實(shí)施后，空冷器的熱量交換情況符合要求[2];②消聲設(shè)備所帶來(lái)的壓力損失分為摩擦力損失和局部壓力損失。利用公式? 和? 計(jì)算得出風(fēng)機(jī)摩擦力損失和局部壓力損失分別為0.15Pa和131.13Pa，得到最終的壓力損失為131.28Pa。此時(shí)的阻塞為0.5，通透率在60%左右，符合空冷器正常運(yùn)行要求;③在功率損失方面，設(shè)未安裝消聲設(shè)施前風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速為v0，安裝后風(fēng)速變?yōu)関。利用公式 ，計(jì)算得出每臺(tái)消聲設(shè)備的損失功率為432W。若安裝每臺(tái)風(fēng)機(jī)安裝20組消聲器的標(biāo)準(zhǔn)，總損失功率為8640W，每臺(tái)風(fēng)機(jī)的功率損失為1080W。天然氣站空冷器的一般額定功率在30kW，相較于額定功率，安裝消聲設(shè)備后產(chǎn)生的功率損失很小，因此可視為對(duì)風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行無(wú)明顯影響。

4 結(jié)論

天然氣站場(chǎng)空冷器降噪設(shè)計(jì)應(yīng)將噪聲阻隔與噪聲消除兩種方法相結(jié)合，構(gòu)建完善、高效的消聲系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，除保證消聲性能外，重點(diǎn)關(guān)注消聲設(shè)備安裝對(duì)空冷器運(yùn)行的影響，確保經(jīng)降噪處理后，空冷器運(yùn)行發(fā)出的噪聲滿(mǎn)足國(guó)家工業(yè)噪聲排放指標(biāo)要求，又可始終保持正常的運(yùn)行狀態(tài)，提高天然氣站場(chǎng)運(yùn)行效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙立丹.天然氣站場(chǎng)空冷器降噪的設(shè)計(jì)措施[J].油氣田地面工程，2017，36（9）：39-41.

[2]王磊，侯志強(qiáng)，蔡強(qiáng).天然氣長(zhǎng)輸管道增壓站空冷器降噪設(shè)施研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（5）：243-245.