新型噪聲控制技術在燃氣調壓站的應用
責任編輯:icynet    瀏覽:5361次    時間: 2015-06-06 16:38:05       | 作者:李夏喜

摘要:摘 要:近些年來,應經濟可持續發展和環境保護的要求,清潔能源被越來越多地鼓勵使用,而天然氣正是這里面的主力軍。在城市燃氣的運營中,需要建設大量的各級調壓站,這些調壓站在工作的時候會產生嚴重的噪聲污染,對工作人員和周圍環境都產生較大影響。石儲調壓站..

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 要:近些年來,應經濟可持續發展和環境保護的要求,清潔能源被越來越多地鼓勵使用,而天然氣正是這里面的主力軍。在城市燃氣的運營中,需要建設大量的各級調壓站,這些調壓站在工作的時候會產生嚴重的噪聲污染,對工作人員和周圍環境都產生較大影響。石儲調壓站位于居民小區,本身僅有一個簡單罩殼阻擋噪聲,其輻射噪聲水平遠遠超出了排放要求,同時也不利于巡檢員工的聽力健康。為此,一種新型的噪聲治理技術在該站得到了應用,解決了噪聲排放超標的問題。本文對這種技術進行了介紹,對其治理前后的結果進行了對比,為城市燃氣行業的噪聲治理工作提出了技術意見和建議。

關鍵詞:城市 燃氣 調壓站 噪聲治理

Application in Shichu Gas Pressure Regulating Station by New Noise Control Technology

AbstractRecently,in order to develop the economy continuously and protect the environment the clean energy which natural gas belongs to and dominates is encouraged to use more and moreIn urban gas industry a lot of pressure regulating stations are needed which will cause the serious nolse pollution at the same time that influences the staffs and surrounding environment badlyShichu pressure regulating station which is close to the residence zone has onlv one simple enclosure to isolate the noise that caused the radiation noise level which is much higher than the reqmrement and goes against inspectors,hearingThus,one new technology was applied in this station that has solved the noise problem finallyIn this paper the technology is introduced and the difference of noise level before and after the acoustic treatment is compared and analyzed,finally the technical opinions and suggestion are given out for noise control projects in this industry

KeywordsUrban Gas Pressure Regulating Station Noise Control

近些年來,隨著我國經濟的迅速發展、人口的持續增長,天然氣需求量也越來越大。各個城市的燃氣運營公司已經完成了天然氣管網的改造和升級,家家戶戶用上了天然氣;供暖、工業等領域也紛紛啟動并完成了煤改氣等技術改造,這些舉措對天然氣的運輸提出了越來越高的要求。在天然氣的運輸過程中,管線運輸是最主要的組成部分。天然氣從源頭以超高壓的形式通過各種管道網絡向終端輸送,在到達最終用戶端之前,需要通過調壓手段將燃氣的壓力逐級淵低并同時進行計量工作。在此過程中,就會產生較嚴重的噪聲污染,天然氣用量越多、燃氣管網越普及,這種噪聲污染就會越嚴重、影響的范圍就會越大。

1 城市燃氣行業噪聲問題

11 噪聲來源

城市燃氣行業的噪聲污染主要來源于調壓站內的燃氣管線、調壓設備、計量設備、匯管等設備。

首先,燃氣在這些管道系統內部高速傳輸,產生了較高的流致噪聲,通過與管道的流固耦合向外傳播;同時于存在匯管等結構,原有流場在這些部位會發生突變,新的噪聲又被激發出來。

其次,主要的噪聲由以調壓火車為主的凋壓段所產生,具體包括機械振動噪聲和流體動力學噪聲兩大類。機械振動噪聲是指機械類振動、同有頻率振動和由閥芯振蕩性位移引起流體的壓力波動而產生的噪聲,其產生的原因與調壓器的設計、零部件材料、加工工藝、裝配質量有關;流體動力學噪聲由流體通過調壓器閥口之后的湍流及渦流產生,即湍流流體與調壓器或管道內表面相互作用而產生的噪聲[1]。

另外,站場里的強排風機、過濾器等設備運行,也會產生噪聲。

12 噪聲特性

通過對全國各地多家城市燃氣運營公司下屬的各級調壓站(包括高壓A站、高壓8站、次高壓站、中中壓站、小區調壓站等)3年的觀察、測量和統計,得出典型燃氣調壓站的噪聲能量頻譜(見圖1),并總結出如下城市燃氣行業管道系統的噪聲特點:

(1)噪聲整體水平很高,小站、中壓站A計權聲樂級普遍在90dB以上、次高壓站及以上站場在100dB以上。噪聲水平和管線內單位時間的燃氣流量有直接關系:單位時間內燃氣流量越大,整體噪聲水平就越高,因此冬季傍晚時分往往是一年中的用氣最高峰(供暖和做飯I1素引起)。對于大型調壓站場,其噪聲水平往往超過115dBA,甚至更高;在個別居民附近的調站內,也測得過110dBA以上的超高噪聲排放;

(2)此類噪聲能量主要集在中高頻段,從1000Hz16000Hz分之一倍頻帶內,在一般工況下噪聲峰值能量現在2000Hz4000Hz分之一倍頻帶內;當單位時間內燃氣流量提高時,其高頻段的噪聲能量會有顯著提高,且噪聲峰值能量現的頻段會往高頻移動,最高可至8000Hz分之一倍頻程內。

13 噪聲危害

城市燃氣行業管道系統普遍存在嚴重的噪聲污染,其危害主要為:

(1)各類調壓場站現場噪聲水平都遠高于85dBA的國家要求㈦,嚴重危害了燃氣公司駐場員及巡檢員的聽力及身心健康;帶上隔聲耳罩后,義影響彼此通訊溝通,對于燃氣這種高危行業,存在一定的操作風險;

(2)廠界對外排放噪聲超標,嚴重影響周圍企業、居民工作和生活:由于天然氣的大量應用,越米越多的調壓站從原來的的郊區,改為現在居民小、商業住宅和業區,因此其對外排放噪聲的問題和投訴越來越多。,同時,由于大城市征地昂貴,很多調壓站往往緊挨著居民小區和小區供熱廠房,之間沒有足夠的緩沖地帶以便噪聲隨距離增加而衰減;

(3)燃氣噪聲能量多分布在高頻段,人耳比較敏感,而產生的傷害較大。同時經過實際調研發現,這種尖銳的噪聲容易讓非專業人員聯想到泄漏、爆炸等危險情況,易產生不安全感甚至恐慌等現象,也不利于燃氣公司征地建設新站。

2 石儲調壓站的噪聲污染分析

21 調壓站位置

石儲調壓站屬于北京燃氣集團管理,為次高壓A級箱式站,坐落在某閑置廠區內,其北面和西面為高層建筑小區,調壓站和小區建筑之間沒有任何遮擋,最近的直線距離小于100m,為該區域內唯一噪聲來源。

22 噪聲水平及分析

在供暖期來臨之前,對該調壓站內外進行了噪聲水乎的測量,室內測量點選擇在在調壓站中位置,室外安排在靠近居民樓側、距離調壓站墻體1米處的位置。

調壓站內測得的噪聲水平為95.9dBA,噪聲能量主要集中在630Hz12500Hz三分之一倍頻帶內,如圖2所示,典型的中高頻噪聲為主,室內管道有結露瑚象,墻壁、天花、管道部分未做任何聲學處理;調壓站外測得的噪聲水平為78.7dBA,噪聲能量主要集630Hz6300Hz三分之一倍頻帶內,如圖3所示,典型的中高頻噪聲為主,但增加了外部的低頻背景噪聲。室外管道也未做任何聲學處理,噪聲主要來源于室內噪聲傳播到外部,以及暴露在外的管道輻射噪聲。

23 治理目標及難點

對于石儲調壓站的噪聲治理目標,一是要降低室內噪聲,使得即使在供暖用氣高峰期,工作人員也不用佩戴耳罩,能夠進行自由交談,滿足國家勞動保護中不高于85dBA的規定;二是大幅降低對外排放噪聲,使得即使在供暖用氣高峰期間,居民也不會有投訴,傳播到居民小區的噪聲與背景噪聲水平相當。

要實現上述的治理目標,必須克服種種閑難,考慮到燃氣行業的特殊性和高危性,具體如下:

(1)噪聲來源為管道系統,而不是集中在某幾個設備上,此需要對整個系統做噪聲治理:

(2)原來的調壓站僅有一個簡單的彩鋼板結構罩殼,隔聲量非常有限,罩殼本身承重能力也有限,且罩殼外還有管道在輻射噪聲:

(3)預定施工期位于供暖季,噪聲水平還會上升,且無法停氣,必須保證調壓站正常運行:

(4)必須保證不能對平時的設備巡檢、維護、安裝等造成大的影響;

(5)所用降噪系統要避免封閉空腔,以防止燃氣泄露積聚產生的危險。

3 新型噪聲控制技術應用及效果分析

31 技術介紹

此新技術利用保溫材料、去耦合材料、吸聲材料、隔聲材料和外護層材料按照設計要求進行科學的組合,分層包裹安裝在燃氣管線外部,起到降低噪聲、保護管線、防止管線結露結冰的多重作用。同時,針對調壓火車等復雜、需要經常檢修、查看的部位,則采用可拆卸式、帶有氣體放散的隔聲箱體來阻擋噪聲,如圖4所示。

針對原有的罩殼,在室內罩殼表面和天花上安裝了超輕超薄、無空腔的吸聲材料,以降低室內反射而引起的混響聲能。

32 技術優點

該技術的優點主要有:

(1)該技術被大量商業公司、行業組織和設計規范所采用,在國外有較多的應用案例和技術積累,超大型的石化管道系統項目,如雪佛龍的Gorgon,INPEXIchthvs,Novalek的亞馬爾項目,均采用了此種管道降噪技術,并成功應用在上百公里的管線上。針對性的國際標準ISO15665—2003:聲學:管道、閥門和法蘭的隔聲川為該技術確定了大量的技術標準、評估方法和安裝指導,因此在該技術被應用于國內項目后,等同采用的新國家標準GBT 310132014[3]也已發布;

(2)采用該技術對燃氣管道噪聲進行治理,降噪效果好,聲學插入損失較大,特別是針對燃氣噪聲能量集中的高頻段效果較好;

(3)除了降噪功能以外,對燃氣管線還具有保溫絕熱功能,以避免管道外部結露和結冰現象發生,減小管道在調壓過程中產生的內部應力,同時還對外部機械沖擊起到了分散作用,以保護管道和現場工作李夏喜等·新型噪聲控制技術在燃氣調壓站的應用人員;

(4)采用該技術的隔聲外包裹系統,無需管道停氣,可在管線正常工作的條件下施工安裝,現場無需動火、動電和動焊。選擇合適的材料,還可以重復利用;

(5)采用該技術的隔聲外包裹系統,安裝合理的話,不會影響燃氣調壓站現場的傳感設備、調節設備,不影響現場人員的工作。

33 治理效果

采用該技術對石儲凋壓站進行治理后,其不管是內部噪聲還是對外排放噪聲,均得到了較大幅度的降低,具體如下:

(1)室內噪聲水平降低73.7dBA,相比治理前降低了22.2dBA(燃氣特性高頻噪聲能量對比請見表1),如果考慮到治理驗收的時間在供暖期間,實際的室內噪聲治理效果最高將達至IJ32dBA,這是傳統治理手段所不可能達到的。同時也意味著此刻室內噪聲水平低于國家勞動保護的噪聲限值,工作人員無需佩戴耳罩就可以自由交談;

(2)室外噪聲水平降低57.1dBA,相比治理前降低了21.6dBA(燃氣特性高頻噪聲能量對比請見表2),如果考慮到治理驗收的時在供暖期間,實際的室外噪聲治理效果最高將達到31dBA;

(3)治理后的室外噪聲與附近56.4dBA的背景噪聲水平相比,其差值在1dBA之內。根據噪聲測量方法的修正要求,相差3分貝可以視作該處噪聲排放水平與背景噪聲相當,符合國家標準,其中燃氣特性高頻噪聲能量對比請見表3。

4 結論

采用新型管道包裹式隔聲系統后,石儲調壓站的噪聲污染問題得到了徹底的解決:作人員的聽力健康得到了保護,語音交流得到了保障,周同居民也免除廠噪聲污染的影響,同時于聽不到燃氣特性高頻噪聲,對燃氣調壓站的誤解和恐懼也不復存在。

除此之外,原先管道系統存在的結露現象也隨之消失。新型降噪包裹系統和可拆卸式隔聲箱體并沒有對平時的正常燃氣檢修、維護作造成影響,F場也沒有傳統治理材料引起的粉塵、纖維污染。

綜上所述,該新型噪聲控制技術對于燃氣調壓站場的噪聲控制是有效的,適合燃氣行業的運行狀況,滿足燃氣行業的特殊要求,值得在城市燃氣行業大面積推廣和。

參考文獻

1王玉彬.輸氣管道站場調壓閥噪聲的產生機理[J].油氣儲運,2013;32(10):1118-1120

2中華人民共和國衛生部.工業企業職工聽力保護規范[Z].1999-12-24

3GB/T 31013-2014/ISO 15665-2003,聲學管道、閥門和法蘭的隔聲[S]

本文作者:李夏喜 王一君 秦臻 高岷 邢琳琳

作者單位:北京市燃氣集團有限責任公司

 北京翼揚環境工程有限公司


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