董蒙蒙

摘 要：噪聲超標(biāo)是天然氣站場運行過程中一種常見現(xiàn)象，為滿足國家環(huán)保要求，需要對站場進行噪聲控制。本文以空冷器為研究對象，分析天然氣站場空冷器降噪設(shè)計措施，從設(shè)計原則、降噪器選型和設(shè)計方案等方面展開，以提高空冷器噪聲控制效果。

關(guān)鍵詞：天然氣站場;空冷器;降噪設(shè)計

環(huán)保理念的深入使得降噪處理成為天然氣站場日常管理的重點工作之一，其中對空冷器噪聲的控制又作為主要針對對象?？绽淦鞒３霈F(xiàn)噪聲的原因是風(fēng)機運行，包括葉輪振動、構(gòu)件摩擦、電磁噪聲等。為盡可能降低天然氣站場噪聲對周邊環(huán)境的影響，需要針對空冷器降噪設(shè)計進行重點分析。

1 空冷器降噪設(shè)計原則

天然氣站場常見空冷器內(nèi)部一般包括四組風(fēng)機，當(dāng)設(shè)備正常運行時產(chǎn)生的平均噪聲在100dB（A）左右。由于空冷器運行將空氣作為介質(zhì)，且存在于室外，其噪聲具備傳播距離遠、影響程度大的特點。根據(jù)國家工業(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，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]。為滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，空冷器降噪設(shè)計需遵循以下原則：第一，降噪設(shè)計方案需充分滿足工業(yè)噪聲排放指標(biāo)的要求，并結(jié)合天然氣站場所在區(qū)域環(huán)境特點進行設(shè)計。第二，降噪設(shè)計方案應(yīng)在滿足適用性、科學(xué)性的基礎(chǔ)上，合理控制實施成本及實施難度。第三，所選取的降噪設(shè)備運行不可對空冷器的的正常運行造成不利影響。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施的經(jīng)濟性，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，消聲器包括進風(fēng)型和出風(fēng)型兩種。其中，進風(fēng)型消聲器安裝在空冷器下端的進風(fēng)口處，例如，選用鋼結(jié)構(gòu)的消聲器，配合無堿平紋玻璃纖維布和吸聲棉，以應(yīng)對進風(fēng)口風(fēng)量大帶來的噪聲。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產(chǎn)生的噪聲進行處理，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，通常消聲能力可達到30dB（A）。同時，該類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;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，在空冷器消聲器周圍安裝擋板，對未能被消聲器順利消除的噪聲進行阻隔，強化消聲效果。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

進風(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)場完成組裝，其尺寸大小、排布密度等需根據(jù)空冷器的進風(fēng)量、天然氣站場周邊環(huán)境特點等條件進行選擇。消聲設(shè)備的消聲性能與材料選取直接相關(guān)，在設(shè)計時，可參考如下方案：第一，選用超細吸聲棉，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1%、憎水率不低于98%。第二，無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)計方案評估

在天然氣站場空冷器降噪設(shè)計中，應(yīng)充分滿足降噪處理不影響機組正常運行的原則。為檢驗降噪設(shè)計是否給風(fēng)機運行帶來不利影響及消聲設(shè)備的運行質(zhì)量，研究8臺空冷器風(fēng)機經(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 ，計算得出8臺風(fēng)機的熱交換量為16465.7kW，低于風(fēng)機總負荷的10298.3kW，判定降噪設(shè)計方案實施后，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? 計算得出風(fēng)機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。此時的阻塞為0.5，通透率在60%左右，符合空冷器正常運行要求;③在功率損失方面，設(shè)未安裝消聲設(shè)施前風(fēng)機的進風(fēng)口風(fēng)速為v0，安裝后風(fēng)速變?yōu)関。利用公式 ，計算得出每臺消聲設(shè)備的損失功率為432W。若安裝每臺風(fēng)機安裝20組消聲器的標(biāo)準(zhǔn)，總損失功率為8640W，每臺風(fēng)機的功率損失為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，因此可視為對風(fēng)機的正常運行無明顯影響。

4 結(jié)論

天然氣站場空冷器降噪設(shè)計應(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)計過程中，除保證消聲性能外，重點關(guān)注消聲設(shè)備安裝對空冷器運行的影響，確保經(jīng)降噪處理后，空冷器運行發(fā)出的噪聲滿足國家工業(yè)噪聲排放指標(biāo)要求，又可始終保持正常的運行狀態(tài)，提高天然氣站場運行效益。

參考文獻：

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

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