某大型地下儲(chǔ)氣庫(kù)噪聲治理工程設(shè)計(jì)實(shí)例

王熙偉，燕翔，羅小強(qiáng)

〔1.華新四方（北京）建筑技術(shù)有限公司，北京 100083；2.清華大學(xué)建筑學(xué)院，北京 100084；3.北京中亞康源環(huán)保工程有限公司，北京 100101〕

天然氣作為重要的城市燃?xì)猓湎M(fèi)量具有明顯的季節(jié)性，且隨季節(jié)變化起伏較大。儲(chǔ)氣庫(kù)作為重要的天然氣供應(yīng)量調(diào)峰方式[1]，其建設(shè)隨著城市用氣量需求的增大而日漸增多。

某儲(chǔ)氣庫(kù)廠區(qū)內(nèi)設(shè)有很多設(shè)備，核心設(shè)備為大功率天然氣壓縮機(jī)及其配套空冷器機(jī)組，同時(shí)也是儲(chǔ)氣庫(kù)廠區(qū)的重點(diǎn)噪聲源，其運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高噪聲對(duì)廠區(qū)周邊環(huán)境影響較大，若不加以噪聲控制，將導(dǎo)致廠界噪聲嚴(yán)重超標(biāo)。本文以該大型地下儲(chǔ)氣庫(kù)為例，總結(jié)了壓縮機(jī)及空冷器噪聲控制的一些方法與應(yīng)用效果。

1 噪聲源分析

1.1 天然氣壓縮機(jī)

地下儲(chǔ)氣庫(kù)群共裝備電驅(qū)壓縮機(jī)12臺(tái)，壓縮機(jī)布置于北側(cè)、南側(cè)壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)，每個(gè)廠房各布設(shè)6臺(tái)壓縮機(jī)組。單臺(tái)壓縮機(jī)最高噪聲值為97dB（A），最多同時(shí)開啟。廠房尺寸均為86m×21m×11m（長(zhǎng)×寬×檐口）。此種壓縮機(jī)的噪聲由空氣動(dòng)力性噪聲、機(jī)械性噪聲、管道振動(dòng)噪聲及電磁噪聲等疊加而成，其噪聲具有頻帶寬、總聲級(jí)高的特性，其噪聲頻譜見圖1。

圖1 壓縮機(jī)噪聲頻譜（壓縮機(jī)室內(nèi)均值）

1.2 空冷器

12臺(tái)空冷器的布置與壓縮機(jī)一一對(duì)應(yīng)，單臺(tái)空冷器噪聲值最高為87dB（A），風(fēng)量約為83萬(wàn)m3/h?？绽淦髟肼曈煽諝鈩?dòng)力性噪聲、機(jī)械性噪聲、管道振動(dòng)噪聲等疊加而成，其噪聲具有頻帶寬、低頻聲突出的特性，其噪聲頻譜見圖2。

圖2 空冷器噪聲頻譜（空冷器正前方1m處）

2 降噪設(shè)計(jì)方案

2.1 降噪目標(biāo)

根據(jù)該項(xiàng)目的環(huán)評(píng)報(bào)告，采取降噪措施后，廠界噪聲值需滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 12348—2008）Ⅱ類要求。即廠界處噪聲值晝間等效聲級(jí)Leq不超過60dB（A），夜間等效聲級(jí)Leq不超過50dB（A）。

該項(xiàng)目的難點(diǎn)在于：1）根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016—2014），壓縮機(jī)廠房為有爆炸危險(xiǎn)的甲類生產(chǎn)廠房[2]，噪聲治理所選的降噪材料需考慮防火、泄爆、施工難度、工程投資等因素，壓縮機(jī)廠房還需考慮通風(fēng)散熱、安全生產(chǎn)等要求；2）對(duì)于空冷器機(jī)組的降噪，需重點(diǎn)考慮其大通風(fēng)量的要求，確保所采取的降噪措施不影響空冷器的正常運(yùn)行，尤其是極端天氣下的運(yùn)行保障。

2.2 壓縮機(jī)廠房降噪方案

北側(cè)壓縮機(jī)廠房設(shè)計(jì)組合隔聲量Rw≥48dB，在壓縮機(jī)廠房原設(shè)計(jì)墻體內(nèi)側(cè)，安裝降噪體模塊，廠房原墻體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為100mm厚巖棉彩鋼夾芯板。降噪體模塊內(nèi)側(cè)為吸聲面，吸聲材料NRC≥0.9。其中，北側(cè)、東側(cè)、西側(cè)及部分南側(cè)墻體安裝降噪體設(shè)計(jì)隔聲量Rw≥48dB，其構(gòu)造見圖3。南側(cè)其他部分墻體因廠房遮擋，所安裝的降噪體Rw≥36dB，其構(gòu)造見圖4。

圖3 吸隔聲墻體1降噪體模塊構(gòu)造圖

南側(cè)壓縮機(jī)廠房降噪體模塊Rw≥36dB，其構(gòu)造見圖4，降噪體模塊內(nèi)側(cè)為吸聲面，吸聲材料NRC≥0.9，其他措施同北側(cè)壓縮機(jī)廠房，其中隔聲門、隔聲采光帶隔聲量Rw≥26dB，防爆型消聲送風(fēng)箱消聲量≥16dB（A），排風(fēng)消聲器消聲量≥16dB（A）。

圖4 吸隔聲墻體2降噪體模塊構(gòu)造圖

隔聲門、隔聲采光帶設(shè)計(jì)隔聲量Rw≥38dB。在廠房側(cè)墻上原有7個(gè)進(jìn)風(fēng)洞口外安裝防爆型消聲送風(fēng)箱，其消聲量≥28dB（A）；屋面排風(fēng)洞口加裝排風(fēng)消聲器，消聲器消聲量≥28dB（A）。為防止壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)沿地面?zhèn)鞑ィ趬嚎s機(jī)基礎(chǔ)外圍安裝隔振板[3]。

壓縮機(jī)廠房噪聲治理措施示意圖見圖5。

圖5 噪聲治理措施圖

2.3 空冷器降噪方案

空冷器降噪已有較為成熟的降噪設(shè)計(jì)思路，即在空冷器區(qū)加裝進(jìn)風(fēng)消聲片來(lái)同時(shí)滿足降噪與通風(fēng)需求[4]?？绽淦鱾鹘y(tǒng)降噪措施見圖6。空冷器傳統(tǒng)降噪措施進(jìn)風(fēng)示意見圖7。

圖6 空冷器傳統(tǒng)降噪措施平面圖

圖7 空冷器傳統(tǒng)降噪措施進(jìn)風(fēng)示意圖

采用傳統(tǒng)的降噪措施同樣可保證空冷器達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但上述降噪措施需設(shè)置大量的進(jìn)風(fēng)消聲片，為同時(shí)滿足通風(fēng)與降噪要求，單片消聲片的面積較大，導(dǎo)致該部分工程降噪投資較高。

如圖5所示，北側(cè)空冷器區(qū)與北側(cè)壓縮機(jī)廠房之間的距離較大（間距為9m），經(jīng)計(jì)算，該間距可滿足空冷器區(qū)的通風(fēng)需求，可將該區(qū)域設(shè)置為空冷器的進(jìn)風(fēng)口，在其他部位安裝吸隔聲降噪體模塊組成半圍擋結(jié)構(gòu)，此種進(jìn)風(fēng)消聲措施，將大幅減少進(jìn)風(fēng)消聲片的數(shù)量，從而降低工程投資，按照此設(shè)計(jì)思路，空冷器的降噪措施包括：

（1）安裝半圍擋結(jié)構(gòu)

即在北側(cè)、西側(cè)、東側(cè)及上部設(shè)置圍擋結(jié)構(gòu)，圍擋結(jié)構(gòu)由降噪體模塊現(xiàn)場(chǎng)組裝，降噪體模塊Rw≥48dB，降噪體模塊內(nèi)側(cè)為吸聲面，吸聲材料設(shè)計(jì)吸聲系數(shù)≥0.9（其構(gòu)造見圖3）。在圍擋結(jié)構(gòu)上部安裝隔聲采光帶，采光帶Rw≥38dB；同時(shí)按照要求設(shè)置巡檢門，方便站場(chǎng)內(nèi)工作人員巡檢。

（2）安裝消聲元件

利用空冷器區(qū)與廠房之間較大的區(qū)域進(jìn)風(fēng)，進(jìn)風(fēng)方式見圖8，為了防止噪聲通過進(jìn)風(fēng)口傳出，在空冷器區(qū)南立面安裝消聲元件，消聲元件消聲量≥18dB（A），消聲元件設(shè)置方式見圖9、圖10，同時(shí)，為防止噪聲從兩側(cè)傳出，將在兩側(cè)安裝吸隔聲屏障。消聲元件設(shè)計(jì)為可移動(dòng)式，方便后期根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整。

圖8 空冷器進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)示意圖

圖9 消聲元件設(shè)置示意圖

圖10 消聲元件及吸隔聲屏障位置示意圖

（3）導(dǎo)流消聲筒

為了避免采取上述降噪措施后可能出現(xiàn)的熱風(fēng)回流問題，在空冷器出風(fēng)口處安裝導(dǎo)流消聲筒，導(dǎo)流消聲筒內(nèi)側(cè)為吸聲面，同時(shí)設(shè)置排風(fēng)消聲片，降低導(dǎo)流消聲筒出口處的噪聲值。

由于南側(cè)空冷器區(qū)存在壓縮機(jī)廠房遮擋，因此其對(duì)北廠界的影響較?。痪辔鲝S界約為80m，距離衰減量約為24dB（A）；距東廠界約為203m，距離衰減量約為43dB（A）；距南廠界約為160m，距離衰減量約為39dB（A）?？紤]以上距離衰減量，同時(shí)防止南側(cè)空冷器區(qū)噪聲通過南側(cè)壓縮機(jī)廠房?jī)蓚?cè)傳至北廠界，最終決定在南側(cè)空冷器區(qū)東西兩側(cè)安裝L型吸隔聲屏障，吸隔聲屏障高度8m，Rw≥30dB，其具體形式見圖11。

圖11 南側(cè)空冷器區(qū)吸隔聲屏障

3 噪聲控制措施成果

廠區(qū)主要噪聲排放集中在西側(cè)和北側(cè)廠界，在采取上述降噪措施后，北側(cè)和西側(cè)分別均布三個(gè)測(cè)點(diǎn)，北側(cè)廠界實(shí)測(cè)值為47～49dB（A），西側(cè)廠界實(shí)測(cè)值為45～48dB（A），東側(cè)和南側(cè)廠界噪聲值更低。廠界噪聲排放值達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 12348—2008）Ⅱ類限值要求，即各廠界處噪聲值晝間等效聲級(jí)Leq不超過60dB（A），夜間等效聲級(jí)Leq不超過50dB（A），同時(shí)滿足上述關(guān)于壓縮機(jī)廠房、空冷器區(qū)的各項(xiàng)工藝要求。

北側(cè)空冷器區(qū)所采取的降噪措施與采用進(jìn)風(fēng)消聲片的傳統(tǒng)降噪措施相比，大幅減少了進(jìn)風(fēng)消聲片的數(shù)量，經(jīng)測(cè)算，該區(qū)域降噪投資節(jié)約30%以上，取得了良好效果。該項(xiàng)目噪聲治理技術(shù)方法可為此類項(xiàng)目提供借鑒。