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噪声治理
天然气站噪音治理措施简介

来源:金盛裕环保科技       发布时间:2017-08-11     点击次数:1   【字体:    

摘要:随着城市建设的不断扩大,以前设计在人烟稀少的部分气站逐渐进入了城市建设的范围内,由于建设时并未考虑到噪音问题,大部分气站所产生的噪音都超出了《标准》所设定的噪音上限,噪音污染不仅对周围居民及其他设施造成损害,还严重影响着气站工作人员的身心健康,如何有效地治理噪音已经成为日趋重要的话题。本文以新疆霍尔果器计量站为例,讨论了常见的几种降噪措施,并分析其优劣点,提出了一些降噪意见和建议。关键词  天然气站  噪音污染  降噪措施

1.1霍尔果斯计量站降噪方案分析霍尔果斯计量站的噪音来源主要是高速流体在整流板和计量管线前端变径处产生紊流冲击引发的高频噪声,沿管道向外辐射传播,可视做线声源。根据现场实际情况,降噪重点部位是整流板和计量管前后端变径处。针对管道降噪问题,我们提出以下几个方案:
1.1.1 采用阻性消声器降噪
    消声器是一种具有吸声内衬或特殊结构形式,能有效降低噪声的气流管道。在目前的国内外噪声控制技术中,消声器广泛应用于鼓风机、通风机、罗茨风机、轴流风机、空压机等各类空气动力设备的进排气口消声;空调机房、锅炉房、冷冻机房、发电机房等建筑设备机房的进出风口消声;通风与空调系统的送回风管道消声;冶金、石化、电力等工业部门的各类高压高温及高速排气放空消声及各类柴油发电机、飞机、轮船、汽车以及摩托车、助动车等各类发动机的排气消声等。
    阻性消声器适合于消除中、高频率的噪声,消声频带范围较宽,它是一种能量吸收性消声器,通过在气流通过的途径上固定多孔吸声材料,利用多孔吸声材料对声波的摩擦和阻尼作用将声能量转化为热能,达到消声的目的。
胜利石油局配气站在治理气站噪音时,在节流降压阀后端加装了自行设计的高频阻性片式消声器,使关键部位噪音降低了20-25dB,降噪效果显著。
《噪声与控制工程手册》中列出了常见消声器。
表1 常见消声器分类
但是消声器设计过程复杂,且安装消声器需要对原有的设备进行改动,停产后方可进行;加之管道内安装消声器需要受到管内空间和其他工艺条件的限制,不宜采用。
1.1.2 管道内壁涂吸声材料降噪在管道内壁加涂特殊材料降低摩阻可以达到降噪目的。国外学者Feng.L研究了直管内壁上铁锈和空气混合层对声波的吸收作用,并总结指出:在管道内部均匀地涂一层吸声油漆或焦油,可以将振动和噪声降低大约10dB。
但是采用该方案时仍然需要停产作业,且在管道内均匀涂抹吸声材料具有一定难度,实施成本偏高。
至于管道本身的噪声,如加粗管道降低流速、改急转弯为缓慢转弯等。但这都需要停止设备运行后改造,且牵涉到其他方面的问题,工程量大,也不宜实施。
1.1.3 隔声包扎降噪隔声包扎噪声方法,就是对噪声强烈的管道或部件用阻尼材料、吸声材料和隔声材料复合包扎起来,这样不需要改动原管道系统,不影响原设备运行,又能达到降低噪声的目的,可以说是一种简单、易行、有效的噪声控制措施,目前该方法广泛应用于各类管道降噪措施中。
具体来说,隔声包扎主要用于降低管道元件表面辐射噪声。通常使用一层或多层多孔材料贴敷于管道外表面,再包以不透声的薄层(例如沥青纸、薄铝板、镀锌薄铁皮)。目前国外常采用一种成型的玻璃棉毡或泡沫塑料直接套在管道外,再加一层不透声的薄层。隔声包扎降噪的设计计算,目前大都以工程实际经验为依据。粗略来说,这种方法包括了隔声、吸声和振动阻尼。多孔材料层与管壁直接接触,一方面由于管道表面与纤维之间的摩擦使管道振动受到阻尼;另一方面,声波通过多孔材料层部分声能被吸收;同时包扎中的不透声层对声波有一定的传播损失。
隔声包扎在施工中应该注意以下问题:
1.用单层多孔材料和不透声层包扎时,管道外表面涂一层阻尼层,尤其对于5mm一下的薄管壁,否则500Hz以下频率范围几乎毫无效果,甚至可能相反;
2.外层不透声层,可以是金属薄板、氯丁橡胶薄板,灌铅的乙烯塑料等,总之材料面密度越大,越易弯曲效果越好;
3外层为不透声金属薄层时,与管道壁无刚性联接,否则管壁振动就会通过联接件侧向传递,使不透声层受激发而辐射比原先更强烈的噪声。特别是当包扎层厚度超过150mm时,为了支承包扎层,往往在管壁上焊拉筋,此时要特别注意;
4.多层包扎时应使其共振频率错开,避免吻合,从而提高包扎层的隔声性能。
隔声包扎降噪方理论成熟,工程实施量相较而言低,且效果显著,***重要的是,在实施隔声包扎时,该计量站仍可正常工作,无需停产。故该方案后文还将详细介绍。
1.1.4 建造隔声间降噪重庆人和气站在采用隔声包扎之后厂界噪声仍然没有达到规范要求,***后该气站采用建造隔声间对气站部分机械装置和阀门装置整体隔离,这使得厂界声压级在隔声包扎降噪的基础上再次降低了10dB,基本达到了规范要求。
隔声间就是由不同隔声构件组成的具有良好隔声性能的房间,目前多用于强噪声车间的控制室、观察室、声源集中的风机房、高压水泵房等,给工作人员提供一个安静的环境,或保护周围环境的安静。
隔声间的结构根据实际情况形状各异,但不外乎封闭式和半封闭式两种。隔声间出需要有足够隔声量的墙体外,还要具有隔声性能的门和窗。通常门或窗的隔声量总比隔声墙差一些。具有门、窗等不同隔声构件的墙体称为组合墙。组合墙的平均透声系数由下式得出
(1.1)
式中,表示墙体第种构件的透声系数;为相应的构件面积。由此得到组合墙的平均隔声量为
(1.2)
利用噪音控制原理,在隔声间内壁加附多孔材料,如玻璃棉毡等,可以有效降低噪音声压级。
若在计量站建造隔声间,则建筑面积大约为100x70m2,工程量较大,施工周期较长,成本较高,且经验证明,对于有机械振动的噪声源,采用隔离房效果更好。故隔离房方案不适宜。
1.1.5 建造隔声屏障降噪 
图2 隔声屏障的应用
隔声屏障是一个隔声设施。它为了遮挡声源和接收者之间直达声,在声源和接收者之间插入一个设施,使声波传播有一个显著的附加衰减,从而减弱接收者所在的一定区域内的噪声影响。隔声屏障主要用于室外。随着公路交通噪声污染日益严重,有些国家大量采用各种形式的屏障来降低交通噪声。在建筑物内,如果对隔声的要求不高,也可采用屏障来分隔车间与办公室。屏障的拆装和移动都比较方便,又有一定的隔声效果,因而应用较广。
室外的隔声屏障一般采用砖或混凝土结构,室内的隔声屏障引用钢板、木板,PMMA/POLYCARBONATE SHEET塑料扳、石膏板和泡沫铝等结构。隔声屏障主要由钢结构立柱和吸隔声屏板两部分组成,立柱是隔声屏障的主要受力构件,它通过螺栓或焊接固定在道路防撞墙或轨道边的预埋钢板上;吸隔声板是主要的隔声吸声构件,它通过高强弹簧卡子将其固定在H型立柱槽内,形成声屏障。
声音的频率增加一倍,屏障的降噪量增加3分贝。屏障的高度加倍,其减噪量增加6分贝。如果接收点从远场移近到和声源到屏障的距离相等的地方,各频率的降噪量均增加 3分贝。如果声源和接收点的距离以及屏障的高度都是固定的,屏障位于声源和接收点之间的中间位置时,其降噪量***小。所以设立屏障的******位置是接近声源或接近接收点。
隔声屏障高度在1m~5m间,覆盖有效区域平均降噪达10~15dB(A)(125Hz~40000Hz,1/3倍频程),******达20dB(A)。一般来讲,隔声屏障越高,或离隔声屏障越远,降噪效果就越好。
隔声屏障材料选用总的原则是降噪效果性能良好、结构安全可靠、材料价格经济、安装成本低、经久耐用、使用寿命长、景观协调、美观大方等方面。具体说明如下:
(1)隔声量大:平均隔声量应不小于35dB;
(2)吸声系数高:平均吸声系数应不小于0.84;
(3)耐侯耐久性:产品应具有耐水性、耐热性、抗紫外线、不会因雨水温度变化引起降低性能或品质异常。产品采用铝合金卷板、镀锌卷板、玻璃棉、H钢立柱表面镀锌外理防腐年限在15年以上。
(4)美观:可选择多种色彩和造型进行组合,与周围环境协调,形成亮丽风景线。
(5)经济:装配式施工,提高工作效率,缩短施工时间,可节省施工费及人工费。
(6)方便:与其它制品并行安装,易维修,更新方便。
(7)轻便:吸音板系列产品具有自重轻特点,可减轻高架轻轨、高架路的承重负荷,可降低结构造价。
(8)防火:采用超细玻璃棉,由于其熔点高,不可燃,完全满足环保和防火规范的要求。
(9)高强度:结合我国各地区不同的气候条件,在结构设计时充分考虚风荷载。通过生产线压制凹槽增加强度。
(10)防水、防尘:材料设计时充分考虑防水、防尘,在扬尘或淋雨环境中其吸声性能不受影响,构造中已设置排尘排水措施,避免构件内部积水。微穿孔共振空腔吸声在淋雨环境中吸声性能不受影响,针对中低频降噪特别明显。
(11)耐用:产品设计已充分地考虑了道路的风载、交通车辆的撞击安全和全气假的露天防腐。产品采用铝合金卷板、镀锌卷板、玻璃棉、H钢立柱表面镀锌处理。在质保期内不腐蚀、不变型、吸声、隔声效果不降低。
隔声屏障的设计和制造都已经相当成熟,可以考虑在计量站外围建造隔离屏障辅助降噪。
1.1.6 合理设计管道及管道配置元件降噪以上方案都是在不改变计量站现有管道设施的基础上进行的,若需根治噪音问题,可以考虑重新设计计量管道及其配置元件,主要内容包括:
(1)扩大管道内径,降低气体流速。目前计量站噪音主要原因是管径较小或变径后导致的气体流速的增加,而气体流速增加不仅会减小管道的自然衰减,降低管道消声器的性能,增加管道对噪声的传递和辐射,当流速高到一定程度时气流再生噪声会明显加剧,以至管道元件被激振产生固体再生噪声。可以认为管道气流噪声和流速近似地遵从下列关系:
这就是说,流速增加一倍,噪声级约提高18dB。控制流速的方法,一般是改变管道元件有效流通截面尺寸,管道直径和流速的设计手册,当本底噪声声压及为60dB时,流速不超过25m/s,流速不可超过33m/s。所以,适当的扩大管径,控制气体流速,可以有效地降低噪音。
(2)合理配置管道元件。在计量站管线系统设计中,应尽量避免截面和流向急剧变化,避免三通及直角汇流和向低速气流喷入高速气流等等。弯头的过渡半径至少应为5倍直径,不同管径过渡应平滑自然。
该方案从长久来说是根治噪音的方案,不过实施起来则需要停产改建计量站,工期较长,成本巨大,故不建议采用。
1.2 隔声包扎降噪实施方案如前论述,在多个方案中,综合考虑施工难度、施工成本及效果,认为隔声包扎降噪方案具有很强的可实施性,同时为节约成本和降低施工难度,现场作业采取重点包扎、局部简易包扎相结合的方式,同时辅助隔声罩等手段降低三通汇管处的噪声。
1.2.1 重点包扎与简易包扎结合降噪根据前文分析,计量管线整流板处缩径造成的气体流速急剧增加导致噪声,根据测量分析,整流板处产生的噪声到达120dB,属于噪声重点源头。
针对整流板前后段,我们实施重点包扎,包扎方案如下(由管道外壁开始):玻璃布(加涂环氧沥青漆)1~2层+150mm聚氨脂+油毛毡1层+1mm厚镀锌钢板+100mm玻璃棉毡+油毛毡1层+1mm厚镀锌钢板。
计量管线整流板前后端长直汇管气体流速相对较低,产生部分噪音,针对这一部分,我们采用简易包扎方案,方案如下:玻璃布+100mm厚的玻璃棉毡+油毛毡1层+1mm厚镀锌钢板。
其他部分的长直管线,只要不发生变径、三通汇流等情况,都可采用简易包扎来降低施工成本。
另外,由于采用缩径工艺,导致计量管线前端汇管处产生70~85dB的噪声,但是因为三通汇管处不宜采用包扎

 

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