李冰毅 王磊

（中石化華北油氣分公司，河南鄭州 450006）

0 引言

在氣田開采過程中，為了將采出的天然氣順利輸入到集氣管網中，集氣站常使用天然氣壓縮機來保持管道起點的輸送壓力。壓縮機在天然氣開發(fā)中發(fā)揮著重要作用，同時壓縮機與集氣站內的空冷器等設備設施運行時又產生了較大噪聲，不僅不符合廠界噪聲排放標準，還對站內職工的職業(yè)健康造成一定威脅［1］。因此，集氣站的噪聲治理工作意義重大，現以某氣田天然氣集氣站噪聲危害治理工程為例，進行噪聲治理措施及效果分析。

1 現狀概述

某氣田天然氣集氣站采用一臺800 kW 天然氣壓縮機組進行增壓。該天然氣壓縮機組屬于活塞往復式壓縮機，由國內某公司生產。壓縮機三級氣缸壓縮后的壓縮天然氣沖擊后洗滌罐罐壁，天然氣氣流運動產生的噪聲經后洗滌罐放大，沿剛性天然氣管傳導至旋流分離器，旋流分離器運行噪聲較大。

受限于場地布局，壓縮機機組安裝在集氣站場邊角處，該站廠界噪聲排放不滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》中的2 類排放限值要求，廠界噪聲強度（晝間）最大為77.6 dB（A），超標17.6 dB（A）。同時，該站站長、采氣工接觸的崗位噪聲強度最大為92.3 dB（A），超標7.3 dB（A）。

為有效解決集氣站噪聲帶來的環(huán)境與職業(yè)健康問題，該站決定實施噪聲危害綜合治理工程。治理目標主要如下：①廠界噪聲滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》（GB 12348—2008）［2］中的2 類排放限值要求，即廠界處噪聲排放晝間≤60 dB（A）、夜間≤50 dB（A）；②崗位接觸噪聲強度滿足《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第2 部分：物理因素》（GBZ 2.2—2007）［3］限值要求，即崗位職業(yè)噪聲接觸強度≤85 dB（A）。

2 噪聲源分析

根據現場調查與檢測分析，該集氣站的噪聲源主要為：壓縮機組、空冷器、后洗滌罐、旋流分離器等。主要噪聲源平面布置圖見圖1?，F對各噪聲源進行分析。

圖1 主要噪聲源平面布置

本次噪聲檢測使用的設備為SVANTEK SV971型噪聲檢測儀，該檢測儀具備1/3 倍頻程實時分析功能。測點的選擇及測量方法依據《工作場所物理因素測量第8 部分：噪聲》（GBZ/T 189.8—2007）［4］、《聲環(huán)境質量標準》（GB 3096—2008）等標準要求。

2.1 壓縮機組

該集氣站壓縮機組為800 kW，采用三級氣缸壓縮。治理前分別檢測了壓縮機東、南、西、北4 側的噪聲，其頻譜如圖2 所示。

圖2 壓縮機組治理前噪聲頻譜

檢測結果顯示，壓縮機組噪聲主要以中高頻噪聲（500 Hz 以上）為主。

2.2 空冷器與后洗滌罐

空冷器主要用于降低從壓縮機氣缸中排出的壓縮天然氣溫度。該集氣站的空冷器緊鄰壓縮機房北側，后洗滌罐位于空冷器西南側。治理前分別檢測了空冷器東、西、北側及后洗滌罐西側的噪聲，其頻譜如圖3 所示。

圖3 空冷器治理前噪聲頻譜

檢測結果顯示，空冷器噪聲值在西側800 Hz 出現了峰值，噪聲高達91.4 dB，在500 Hz 達到了85 dB，根據頻譜對比分析，此處空冷器與后洗滌罐的頻譜相近，受后洗滌罐噪聲的影響，低頻比較嚴重，在降噪方案設計時需要同時對低頻50、160、315 和800 Hz 考慮設計。

2.3 旋流分離器

治理前分別檢測了旋流分離器及手動調節(jié)閥的噪聲，其頻譜如圖4 所示。

圖4 旋流分離器與調節(jié)閥治理前噪聲頻譜

檢測結果顯示，手動調節(jié)閥在500 Hz 附近達到了87.9 dB。這個頻帶的噪聲超過相鄰頻帶的噪聲值10 dB，比較明顯的低頻有調聲現象。另外一個高噪聲頻帶出現在800 Hz 附近，達到95.5 dB。

3 噪聲治理方案

通過對噪聲源特點分析及現場條件調查，擬對壓縮機房、空冷器與后洗滌罐、旋流分離器與調節(jié)閥綜合采取吸聲、隔聲、消聲的治理方案。

3.1 壓縮機房噪聲治理

壓縮機房長14 m、寬10.8 m、高7 m，為輕鋼結構。原墻體及屋面、大門為彩鋼板泡沫夾芯結構，壓縮機房原小門為普通鋼制鐵門，鐵門中間夾層為紙瓦楞板，門上方的紗窗用塑料布密閉，隔聲效果差。壓縮機組運轉時不但產生噪聲，還會產生熱量。目前壓縮機房采取的通風方式是機房頂部4 臺風機機械通風。在夏季，需要同時打開前后門形成自然對流通風，解決壓縮機組散熱問題。

因此，壓縮機房的降噪方案需要同時考慮通風散熱問題。本次壓縮機房治理方案簡述如下：

1）壓縮機房通風形式采用東側下方自然進風，西側上方機械排風，壓縮機氣缸局部通風散熱輔以風機引流的方式。

2）在壓縮機房西側墻壁上部安裝4 臺額定功率1.1kW、風量10000m3/h 的防爆軸流風機作為機械排風。壓縮機東側氣缸位置安裝2 臺額定功率370 W、風量5 000 m3/h防爆軸流風機作為局部引流風機，以強化氣缸的局部散熱。

3）在壓縮機房東側墻壁安裝1 處進風消聲器，西側墻壁4 臺1.1 kW 風機排風口安裝4 臺排風消聲器，防止壓縮機噪聲外漏。

4）在壓縮機房內四周墻壁內部安裝隔聲吸聲板。隔聲吸聲板為復合結構，面密度為15.5 kg/m2，隔聲量35 dB，結構及性能見圖5。

圖5 隔聲吸聲板結構性能（單位：mm）

圖6 空冷器通風消聲裝置安裝前后對比

5）壓縮機房原兩樘門更換為隔聲門。東側大隔聲門及其子門的隔聲量Rw=30 dB，西側小隔聲門的隔聲量Rw=40 dB。

3.2 空冷器與后洗滌罐噪聲治理

空冷器包含2 臺直徑約2.4 m的軸流風機，其進風口面積約9.0 m2。針對本項目實際情況，空冷器的通風降噪設計“半隔聲封閉+消聲裝置”的解決方案，需重點考慮進風消聲器、排風消聲器的有效通風面積與局部阻力問題，避免對空冷器的散熱性能造成影響。后洗滌罐采用“吸聲棉包扎+隔聲間”的方式進行隔聲。具體方案如下：

1）位于空冷器北側、東側的進風消聲器有效進風口長5.8 m 高3.0 m?？绽淦黜敳颗棚L口加裝排風消聲器，排風消聲器有效排風口長4.7 m 寬3.0 m。空冷器采用下部進風，頂部排風進行散熱。

2）位于空冷器下方的進風消聲器與位于空冷器頂部的排風消聲器的中間用隔聲板進行隔離，進風與排風相互獨立。

3）為便于檢修維護，在空冷器北側、東側分別加裝1 扇寬0.8 m、高2 m的隔聲門，隔聲量Rw=30 dB。

4）后洗滌罐位于空冷器西南角，采用“吸聲棉包扎+隔聲間”的方式進行隔聲，隔聲間頂部預留1/2 面積的通風口，防止有害氣體聚集，隔聲間安裝簡易式的隔聲門。

3.3 旋流分離器噪聲治理

旋流分離器與手動調節(jié)閥根據前期的噪聲頻譜分析，設計噪聲控制方案時應針對調節(jié)閥低頻500 Hz、中頻800 Hz 和旋流分離器315 Hz，500 ～800 Hz 進行專門設計。旋流分離器采用“100 mm 厚吸聲棉+0.7 mm 不銹鋼”進行隔聲包覆，長2.7 m、寬1.7 m、高4.0 m，隔聲量20 dB。

4 噪聲治理效果

該集氣站通過以上一系列噪聲治理措施，降噪效果明顯，按廠界噪聲與崗位噪聲分別對治理效果進行驗證。

4.1 噪聲源聲強度治理前后對比

以后洗滌罐為例，后洗滌罐在治理前噪聲強度最高達104.5 dB（A），采取“隔聲包覆+隔聲間”措施處理后，噪聲強度下降為79.1 dB（A），噪聲降低了25.4 dB（A）。后洗滌罐治理前后的頻譜如圖7 所示。

圖7 后洗滌罐治理前后噪聲頻譜

4.2 廠界噪聲治理效果驗證

該集氣站噪聲治理前后的廠界噪聲監(jiān)測結果如表1 所示。

表1 噪聲治理前后廠界噪聲監(jiān)測結果 單位：dB（A）

由上表可知，噪聲治理前廠界噪聲晝間與夜間4個測點均超出《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》（GB 12348—2008）中的2 類排放限值要求。實施噪聲治理后，其監(jiān)測結果均滿足要求，表明這些治理措施對控制廠界噪聲起到了良好的效果。

4.3 崗位噪聲治理效果驗證

該集氣站噪聲治理前后的崗位噪聲檢測結果如表2 所示。

由上表可知，噪聲治理前集氣站站長、采氣工2個崗位的噪聲接觸強度均超出《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第2 部分：物理因素》（GBZ 2.2—2007）中噪聲職業(yè)接觸限值要求。實施噪聲治理后，其崗位噪聲接觸強度均滿足要求，表明這些治理措施對控制崗位職業(yè)噪聲也起到了很好的效果。

5 結語

該集氣站的壓縮機組及空冷器作為主要噪聲源，項目具備以下特點或難點：①噪聲源多，噪聲強度大，降噪要求高；②滿足降噪的同時，對夏季通風散熱要求高；③必須預留足夠的空間，供員工正常操作與檢維修；④現場防火、防爆要求高，施工難度大；⑤設備布置緊湊，聲源呈現立體暴露分布，噪聲源由于“掩蔽效應”可能未被完全識別，并最終影響降噪效果。

本項目針對壓縮機組、空冷器、旋流分離器等噪聲源的特點，從吸聲、隔聲、消聲等多方面著手，并結合通風措施，進行了有效的噪聲治理。工程竣工后，廠界噪聲及崗位噪聲均符合國家相關標準要求，壓縮機房及空冷器通風散熱良好，設備運行穩(wěn)定。項目的順利實施，既有效解決了廠界噪聲排放超標導致的擾民問題，又保障了勞動者職業(yè)健康，為同類降噪項目提供了借鑒，具有較為普遍的參考意義。