大型天然氣地下儲氣庫噪聲控制工程
工程關(guan)鍵(jian)詞(ci):噪聲(sheng)控制
工程名稱：大型天然氣地下儲氣庫(ku)噪聲控制工程
工程所屬單位：
技術提供: 北京世(shi)紀(ji)靜業噪聲振動控(kong)制技術有限公司
1. 工程概況
天然氣地下儲存是天然氣管道輸送系統的重要組成部分，主要作用是天然氣輸送季節調節和國家戰略儲備，主要聲源是大型天然氣壓縮機和空冷器。壓縮機的工作是將天然氣加壓注入深層地下鹽穴進行儲存，工作壓力非常高，產生非常劇烈噪聲，同時散發大量熱量。
本儲氣庫壓縮機(ji)噪(zao)聲聲功率級最高達125dB(A)，3臺壓縮機需要的(de)風量為24萬m3/h；空冷(leng)器(qi)噪聲(sheng)聲(sheng)功(gong)率(lv)級為85dB(A)，3臺(tai)空冷器(qi)總(zong)風量為272萬m3/h。空冷器(qi)位于(yu)壓縮機廠房一側，直接安裝于(yu)地面，高4.5m。
噪(zao)聲(sheng)控(kong)制目標(biao)為《工業企業廠界(jie)噪(zao)聲(sheng)標(biao)準(zhun)》(GB 12348－90)I類廠界(jie)標準，即廠界(jie)處噪聲等效聲壓級Leq白天不得(de)超(chao)過55dB(A)，夜間不超過45dB(A)。設計(ji)時(shi)按照廠界Leq不(bu)超過(guo)45dB(A)原則進行。
2. 聲源與難點分析
本工(gong)程的(de)主要聲(sheng)源是天然(ran)氣壓縮機和配(pei)套的(de)空冷器。壓縮機的(de)高噪(zao)聲(sheng)是由天然(ran)氣發動(dong)機及其(qi)帶(dai)動(dong)的(de)壓縮機發出的(de)噪(zao)聲(sheng)，根據(ju)(ju)廠家(jia)提供(gong)的(de)數據(ju)(ju)壓縮機聲(sheng)功率級高達125 dB(A)。壓縮機的主要噪聲為空氣動力性噪聲、機械性噪聲、管道振動噪聲等疊加而成，其噪聲具有頻帶寬、低頻聲強的特性。
表1為一同規格壓縮機和(he)空冷器(qi)的(de)噪(zao)聲現場實測(ce)數據，測(ce)點距離機器(qi)約1m。從測量結果(guo)可以看出(chu)，壓(ya)縮機與(yu)空冷器在全頻帶(dai)上都(dou)具(ju)有(you)很(hen)強烈(lie)的(de)噪聲，進(jin)行噪聲控制設計時(shi)必(bi)須(xu)全頻帶(dai)的(de)進(jin)行降噪處理(li)。
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本工(gong)程的最大難點噪聲聲源(yuan)強、體積(ji)巨大、距離廠(chang)界很近，而所要求的通風量又非(fei)常巨大，如何協調噪聲控(kong)制與(yu)通風設(she)計是本工(gong)程成敗的關鍵。
3. 噪聲控制設(she)計
3.1 圍(wei)護結構(gou)隔聲設計
壓縮機廠房高11m，長40多米(mi)，而壓縮機廠房距廠界最近直線距離僅為14m，因(yin)此(ci)可(ke)把壓縮機廠房視為一個面(mian)聲(sheng)(sheng)源。面(mian)聲(sheng)(sheng)源隨(sui)距(ju)離(li)(li)的(de)衰(shuai)減很緩慢，而(er)壓縮機廠房與廠界(jie)距(ju)離(li)(li)又(you)非(fei)常近，因(yin)此(ci)噪聲(sheng)(sheng)隨(sui)距(ju)離(li)(li)的(de)衰(shuai)減可(ke)忽(hu)略，設計(ji)(ji)時把噪聲(sheng)(sheng)隨(sui)距(ju)離(li)(li)的(de)衰(shuai)減量(liang)作為設計(ji)(ji)安全(quan)余量(liang)處理。室內(nei)進行吸聲(sheng)(sheng)處理后，經(jing)計(ji)(ji)算噪聲(sheng)(sheng)聲(sheng)(sheng)壓級約為105dB(A)，而噪聲控制目標要求廠界處噪聲不大于45dB(A)，因此壓縮機(ji)廠(chang)房圍護(hu)結構隔(ge)聲量(liang)至(zhi)少為60dB。
壓縮(suo)機采用天(tian)然氣發動(dong)(dong)機提供動(dong)(dong)力(li)，壓縮(suo)機處理的也是天(tian)然氣，為減(jian)少(shao)天(tian)然氣泄漏(lou)引(yin)發爆炸所產(chan)生(sheng)的損失，壓縮(suo)機廠(chang)房圍(wei)護(hu)結(jie)構面(mian)密度不得超過200kg/m2，因(yin)此不能采用(yong)重(zhong)型的(de)隔聲(sheng)圍護(hu)結構。
本設計(ji)多層復合結構做法，利用聲(sheng)音穿透多層性質相差很大(da)的介質時(shi)發生反(fan)射來提高墻體隔聲(sheng)量。同時(shi)采用Z型(xing)龍骨代替常用的(de)C型龍(long)骨，可以改善組合隔(ge)墻的(de)低頻隔(ge)聲(sheng)性能。據(ju)清(qing)華大(da)學建筑環境檢(jian)(jian)測中心的(de)檢(jian)(jian)測數(shu)據(ju)，此(ci)隔(ge)聲(sheng)結(jie)構的(de)計權(quan)隔(ge)聲(sheng)量Rw=61dB，可滿(man)足(zu)本(ben)工程(cheng)隔聲的需要。此復合結構墻體的面密度可控(kong)制在(zai)80kg/m2以內，完全能夠滿足(zu)泄爆的要(yao)求。此(ci)種(zhong)構造做(zuo)法(fa)曾在(zai)深(shen)圳大亞灣核(he)電站建辦(ban)公室工(gong)程(cheng)中應用(yong)過，并獲得滿意(yi)效果。
門(men)是隔聲的(de)薄弱(ruo)環節，單層(ceng)隔聲門(men)的(de)隔聲量一般為30~45dB，無法滿足本工程的要求。因(yin)此(ci)本設計采用(yong)“聲閘(zha)”結(jie)構，其(qi)中單層門的隔聲量為30dB，聲閘的綜合隔(ge)聲量(liang)可達60dB，可(ke)滿足壓縮機廠(chang)房隔聲的要求。
3.2壓縮機廠房通風消(xiao)聲
壓縮(suo)機廠房(fang)需要(yao)的(de)通風量為(wei)24萬m3/h，即相當于24次(ci)/h的(de)房(fang)間(jian)換(huan)氣(qi)次(ci)數(shu)。設(she)計采用“下進(jin)上排(pai)(pai)(pai)”的(de)機(ji)械(xie)通風方式，從壓(ya)縮(suo)機(ji)廠房(fang)東側(ce)墻(qiang)上的(de)進(jin)風消聲室進(jin)風，從壓(ya)縮(suo)機(ji)廠房(fang)屋頂排(pai)(pai)(pai)風消聲室排(pai)(pai)(pai)風，如圖2與圖3所示。進風采用2個進風消聲(sheng)室，消聲(sheng)室內(nei)設(she)置長3m的(de)消(xiao)聲片進行消(xiao)聲，設(she)計消(xiao)聲量為30dB(A)。排(pai)風消(xiao)聲采用長4m的(de)消(xiao)聲(sheng)片，設(she)計消(xiao)聲(sheng)量(liang)為40dB(A)。
3.3空冷(leng)器通風消聲
3臺(tai)空冷(leng)器總(zong)風量為272萬m3/h，所需風量巨(ju)大；而空冷(leng)器(qi)間(jian)距非常小(xiao)，空冷(leng)器(qi)之間(jian)通道寬(kuan)度僅為6m，僅比空冷器風機葉片(pian)直徑大1.5m。為保證足夠的(de)通風(feng)面積(ji)，空冷(leng)器(qi)周圍全(quan)部(bu)(bu)采用消聲(sheng)片進(jin)行通風(feng)與消聲(sheng)，空冷(leng)器(qi)頂部(bu)(bu)也采用消聲(sheng)片圍護。氣(qi)流從底部(bu)(bu)的(de)消聲(sheng)片進(jin)風(feng)，從頂部(bu)(bu)的(de)消聲(sheng)片排出(chu)。對空冷(leng)器(qi)進(jin)行消聲(sheng)圍護后，廠界噪聲(sheng)仍無法達到45dB(A)的要(yao)求，因(yin)此又在消聲(sheng)圍護外4m處設(she)計高6m的隔聲(sheng)屏(ping)障，隔聲(sheng)屏(ping)障內側進(jin)行吸聲(sheng)處理。空冷器區通風(feng)與消聲(sheng)設計如圖(tu)4至圖6所示(shi)。
3.4 壓(ya)縮機減振措施
壓(ya)縮(suo)機(ji)工作時(shi)產生強烈(lie)振(zhen)動(dong)(dong)會(hui)引起壓(ya)縮(suo)機(ji)廠房共振(zhen)輻射(she)噪聲，同時(shi)影響(xiang)到壓(ya)縮(suo)機(ji)廠房的結(jie)構與外界(jie)的建(jian)筑和設備，需要(yao)做好隔(ge)振(zhen)處理(li)。本工程采用隔(ge)振(zhen)溝進行隔(ge)振(zhen)處理(li)，隔(ge)振(zhen)溝四(si)周圍繞于(yu)壓(ya)縮(suo)機(ji)基座，采用高(gao)強度的聚(ju)苯(ben)材料填充。當振(zhen)動(dong)(dong)從基礎地層傳(chuan)播到高(gao)強度的聚(ju)苯(ben)材料時(shi)，振(zhen)動(dong)(dong)波由(you)于(yu)傳(chuan)播介質的突變而被(bei)反射(she)回去， 從而起到衰減振動傳播(bo)的作(zuo)用。
4. 噪聲(sheng)控制工程成果
儲(chu)氣(qi)庫噪聲控制(zhi)工程(cheng)完成后，廠(chang)界(jie)實測噪聲滿足《工業企(qi)業廠(chang)界(jie)噪聲標準》(GB 12348－90)I類廠界標(biao)準的(de)要(yao)求(qiu)，達到預期設計目的(de)。同時，機器運行情(qing)況表(biao)明，噪聲控制(zhi)措施對空冷器的(de)通風散熱性能(neng)并沒有(you)產生(sheng)負(fu)面影(ying)響；CFD模擬(ni)計算(suan)結果還(huan)表面噪(zao)聲控制措施具有一定的(de)導流作用(yong)，能降低(di)空(kong)冷器(qi)的(de)熱風(feng)“返混率”，提高空(kong)冷器(qi)的(de)換熱效率。
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