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        文昌8-3B平臺員工寢室噪音來源分析與解決方案初探

        2015-11-25 01:20:24張海榮
        中國修船 2015年3期
        關鍵詞:軸流式散熱量離心式

        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

        文昌8-3B平臺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)

        文章通過對文昌136油田8-3B平臺員工寢室噪音來源進行分析,探討影響員工寢室噪音的解決方案,最終實現(xiàn)既能保證員工身心健康,又能實現(xiàn)設備安全運行的雙贏。

        海上平臺;變壓器;噪音;風機

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

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

        表1 員工寢室噪音表 dB

        1 噪音來源分析

        對生活樓內(nèi)員工寢室周圍20 m半徑范圍內(nèi)所屬設備進行一一排查,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機,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主變壓器間風機的作用

        文昌8-3B平臺主變壓器的風機,是3組軸流式通風機,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)外氣體進行濕熱交換,保證設備的正常運轉和平臺用電安全,其主要參數(shù)詳見表3。

        表3 主變壓器間風機參數(shù)表

        2 主變壓器間降噪方案初探

        從文昌8-3B平臺主變壓器間一進一出共6臺軸流式通風機噪音產(chǎn)生的源頭出發(fā),探索適合解決員工寢室噪音超標的方案。

        2.1軸流式風機與離心式風機噪聲比較

        通常而言,軸流式通風機運轉時噪聲很大,離心式通風機一般噪聲較小[1],就相同性能軸流式風機與離心風機相比較,則軸流風機的噪音強度比離心風機高,因為軸流式風機的葉片數(shù)往往比離心風機多2倍以上,轉速也比離心風機高,因此軸流風機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臺軸流式通風機,更換為噪音小的離心式通風機,則是解決影響員工寢室噪音超標的不二選擇;但離心式風機相比軸流式風機轉速有所下降,風速沒有軸流式風機強勁,因此采用噪音小的離心式風機通風的同時,輔助以空調(diào)降溫冷卻,以應對極端炎熱的天氣。

        2.2離心式風機風量計算

        2.2.1 離心式風機風量計算

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

        Q=N×0.85×0.005×1 000,

        (1)

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

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

        1臺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,主變壓器間單位時間內(nèi)設備總的散熱量可按如下公式計算:

        Q總=∑Q,

        (5)

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

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

        同時,通風機風量可按下面公式進行計算:

        (6)

        式中:V為通風量,m3/h;Q總為1 s內(nèi)設備總的散熱量,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),可得通風機風量約為16 116 m3/h。

        2.2.2 離心式風機特殊性能要求

        在海洋石油平臺中,變壓器間屬于2類危險區(qū),即在正常運行時,不出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境,如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時間存在的場所[2];同時,在海洋石油平臺中,即使在非危險區(qū)域,要求用于加壓的風機應有100%的備用,備用風機在值班風機發(fā)生故障時,能夠隨時投用;接觸室外空氣的風機的葉輪應具有防腐性,所有加壓風機的外殼應用鍍鋅鋼板制作,位于2類危險區(qū)的風機除了高于非危險區(qū)域風機的備機和材質要求外,還應選用適應可燃氣環(huán)境的II類電氣設備性能要求[2]。

        2.3輔助空調(diào)制冷量計算

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

        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)設備總的散熱量,J/s。

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

        3 結束語

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

        [1] 趙世春.離心式與軸流式通風機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,等.淺談海洋石油平臺防爆電氣設計[J].科技信息,2011(9):406-407.

        [3] 康為夏,陳安楊.浮式生產(chǎn)儲油船(FPSO)電氣設備艙的HVAC設計[J].船舶,2007( 1):48-51.

        In this article,the sources and affection of the noise are analysed and discussed on the platform of WENCHANG 8-3B oilfield,which is solved ultimately by a win-win situation for both the employees' health and the safety of the equipments.

        offshore oil platform;transformer;noise;fan

        張海榮(1984-),男,陜西咸陽人,助理工程師,學士,主要從事采油設備管理和維護檢修工作。

        TE952

        10.13352/j.issn.1001-8328.2015.03.015

        2015-02-15

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