铜锣峡气田长兴气藏增压工程厂房噪声治理
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摘 要：文章叙述了天然气压缩机增压工程降噪厂房的噪声、轻钢、通风设计问题，可为工作实践提供参考。
关键词：增压工程降噪厂房、轻质多层结构的吸隔声体、通风散热计算
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）23-0178-03
1 设计总论
1.1 设计概述
1.1.1场站环境
铜锣峡气田长兴气藏增压工程降噪厂房建设在重庆市渝北区铜12井站内。
本增压站新安装的压缩机组为一台成都天然气压缩厂生产的ZTY470机组，设备未安装运行。站内有值班室、职工宿舍等设施，职工宿舍距降噪房仅75 m，是此站最大的敏感点，增压站外四周均有农舍，离压缩机组间距不等，最近一户为110 m。增压机离厂界很近，仅2.2 m。
ZTY470增压机组运行产生的噪声对周围声环境影响很大，是该站主要噪声源，其噪声严重影响到站内职工工作和休息，同时也严重影响到场站附近农户生产和生活，因此必须对增压机组进行噪声治理，使增压站周围工作生活环境达到国家标准规定的要求。
1.1.2 噪声治理环境分析
①场站职工的宿舍在站内，增压机运行产生的噪声对其影响很大，其是该站最大噪声敏感点，必须对增压机进行噪声治理及对其门窗进行改进，使其工作生活环境达到标准规定的要求。
②距离增压站厂界围墙四周均有农户，增压机运行时产生的噪声及低频振动对其影响也很大，都是噪声治理达标控制的敏感点。
③增压机降噪机房距厂界距离约2.2 m左右，发动机消声器产生的噪声对此侧厂界达标影响很大，治理费用将加大。
1.2 设计依据
设计依据为：西南油气田分公司重庆气矿地建部提供的《铜锣峡气田长兴气藏增压工程岩土工程勘察报告》；西南油气田分公司重庆气矿地建部提供的《铜锣峡气田长兴气藏增压工程场站总平面布置图》；ZTY 470天然气压缩机的工况参数。
1.3 遵循的主要标准、规范
设计所遵循的主要标准、规范如下：《中华人民共和国环境保护法》；《中华人民共和国环境噪声污染防治法》；GB 12348《工业企业厂界噪声标准》；GB 12349《工业企业厂界噪声测量标准》；GB 50034-2004《建筑照明设计规范》；GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》；SH 3063-1999《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》；GB 50016-2006《建筑设计防火规范》；GB 50011-2001《建筑抗震设计规范》；GB 50017-2003《钢结构设计规范》；GB 50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》；GB 10070-88《城市区域环境振动标准》。
1.4 设计范围
设计范围为主体工程和配套工程，主体工程包括新建一座轻钢厂房及在轻钢房的基础上安装降噪体及设备。配套工程包括与主体工程配套的电气、报警、通风散热、安全、防雷等工程。
2 降噪厂房设计
增压站降噪工程是在满足天然气增压站的生产和安全要求的前提下，采用彩钢围护-轻钢结构的压缩机降噪厂房，结构体系采用门式刚架，围护采用岩棉彩钢夹芯板，车间内设置10 T单梁吊车。
本工程建筑面积为198 m2，檐口高度9 m，结构设计严格执行相关标准要求，具有良好的抗腐蚀、抗振、抗变形能力。结构安全等级为二级，耐火等级为二级，抗风能力达到7级以上，抗震设防烈度为7度，屋面防水等级三级。
在轻钢结构上安装吸隔声墙体、进、排气消声器，进排气通道，防爆通风设备，电气控制系统及安全防爆系统等。
本降噪工程是将建筑设计、钢结构、降噪、减振、通风散热、电气、防火防爆防雷等设计合理运用，对增压机组进行综合降噪治理。
2.1 降噪设计
2.1.1 降噪房结构设计
①降噪设计原理和依据。
其一，噪声的传播特性。声波在空气中传播存在衰减、反射、折射、绕射和干涉现象，只有当噪声源、介质、接收者三因素同时存在时，噪声才对听者形成干扰。噪声的控制从其三因素的关系可以从三个方面来采取措施：治理噪声源；在传播途径上降低噪声；接收点防护。本工程是按甲方要求采取在噪声传播途径上实施降噪措施，达到降噪及阻断噪声远传的目的。
其二，噪声的控制原理。噪声的控制原理就是在噪声达到耳膜前采用阻尼、隔声、吸声、个人防护和建筑布局等综合措施，降低声源的振动，或者将传播中的声能吸收掉，或者设置障碍，使声音全部或部分反射。
其三，本增压站降噪设计及依据。
机房消声结构。厂房按降噪需求设计消声结构，应用吸声、隔声和消声技术，有效地降低厂房内噪声和压缩机组的外传噪声量。机房四周墙体的外墙彩钢岩棉夹芯板的内侧采用吸声系数为0.8的吸声材料组成的吸声结构，形成外墙吸隔声墙；机房内墙体为轻质多层结构的吸隔声体；在降噪厂房左墙安装大型进气消声器，作为自然进风的进气通道。
吸隔声量的确定。ZTY 470机组的噪声及分频数据如图1所示。
从频谱图中可以看出，整体式压缩机组的低频段噪声值偏高，20～63 Hz的噪声值最高，达到105 dB以上，中频段噪声值也在80 dB以上；噪声值明显超标。降噪房作为一面声源，按达到环境噪声标准二类要求：晚间50 dB来确定降噪量，图中显示A声级为为92.9 dB（A），设计时我们取降噪隔声量为42.9 dB（A）来进行分析计算。通过优化形成了复合型吸隔声墙体，在内外墙体间加中间空气层，中间空气层可以附加隔声量。
此复合型墙体隔声量我们通过实验可知：
在20 Hz时为31.1 dB，1 kHz时能达到63.5 dB，4 kHz时能达到42.5 dB，总的A声级隔声量为44.9 dB（A），因此采用此复合型吸隔声墙体可完全满足该工程隔声量需42.9dB（A）的降噪要求。
低频减振。内墙用吸隔声模块代替平铺吸隔声材料，增加轻钢及骨架的钢度，降低低频能量对吸隔声墙的激振作用。增加隔声材料，降低低频波的外传能量。外墙用高容重隔声板取代以往彩钢瓦棱板加吸声材料的围护结构，降低低频能量对隔声墙的激振作用。为达到更好的治理效果，从发动机消声器上还可进行低频消声设计。
②降噪设计效果。
虽然低频噪声的影响是环境监测法规中的一个管理空白，但我们在本增压站的降噪设计时，考虑现实中低频扰民的情况，采取重点治理低频振动声波的措施。
通过采用以上的降噪设计，该增压站的整体减振降噪指标满足：GB 12348-90《工业企业厂界噪声标准》二类标准，即白天≤60 dB（A），夜间≤50 dB（A）。
2.2 机房通风散热设计
2.2.1 现场情况
铜锣峡气田长兴气藏增压工程降噪厂房内安装有1台ZTY 470压缩机，热源是压缩机和发动机以及空冷器的散放热。
2.2.2 通风散热要求
在夏天最恶劣的温度条件下，压缩机房内温度不高于环境温度5℃（厂房内测量点在距热源2 m处）。
2.2.3 设计计算依据
GB 50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》；《简明通风设计手册》（中国建筑工业出版社）；《供暖通风设计手册》（中国建筑工业出版社）；《供暖通风与空气调节》（重庆大学出版社）。
2.2.4 压缩机房通风散热方式
压缩机房通风散热采取自然进风进气消声器+房顶安装风机消声器强制排风，空冷器热风用导流罩直接导出机房的方式。
2.2.5 压缩机机房散热、通风计算
按照降噪房内布置1台ZTY 470压缩机，结合压缩机和空冷器厂家提供的相关资料对压缩机房的通风散热及换气次数进行计算，计算内容包括：压缩机机房散放热量、通风量、事故通风计算和换气次数计算及排气管隔热计算等，具体详见《降声房散热通风计算书》。
2.2.6 事故通风设计
当压缩机组运行时，空冷器的排风量大于事故通风量。因此，当室内存在有泄漏可燃气体达到1%时，由空冷器将可燃气体排出室外。
室内设置可燃气体浓度报警装置与排风系统联锁，当压缩机组停止运行时并且可燃气体泄漏浓度达到1%时，全面启动排风系统，可以排除事故。由于机组辐射热的风量大于事故风量，因此按事故风量考虑排风机。
通风换热次数：
根据GB 50350-2005《油气集输设计规范》附录K“站场内建筑物的通风方式及换气次数”表中“天然气压缩机房的余热及有害气体的换气次数为8～10次/时，计算通风量时，房间高度大于6 m时按6 m计算，事故通风应按房间实际高度计算……”。
为夏天恶劣天气条件及事故通风考虑，我们在房顶设计4台风机。如果4台全部启动可实现通风换热次数9 500×4/1 580=24.1次/h。
2.2.7 室内温度控制
要求厂房内的室内温度≤43 ℃，在夏天恶劣天气条件下室内外温差不大于5 ℃。因此按此目标进行设计。
主要热源的处理：增压机空冷器的热风通过导流罩排出压缩机房外；发动机消声器置于机房外，其外表散发的热量不影响机房内的温度；增压机排气管采用隔热隔声罩处理，既隔声又隔热，经计算可知包管周围的房间温度为39.5 ℃（具体详见《降声房散热通风计算书》），从而降低室内的温度。
从计算书可知，房间的余热为132.75 kW，房间所需风量为147 000 m3/h，根据通风散热公式可计算出室内外温差为3.8 ℃（具体详见《降声房散热通风计算书》），满足“在夏天恶劣天气条件下室内外温差不大于5 ℃”的要求。
2.2.8 结论
此压缩机降噪房采取自然进风、机械排风和降噪型导流罩导风的方式进行通风换热，其通风量能满足压缩机组的运行参数、安全及房内温度实现报警自控，足规范要求。
3 结 语
经过治理后完全满足GB 12348―90《工业企业厂界噪声标准》二类标准，即白天≤60 dB（A），夜间≤50 dB（A）的要求。
参考文献：
[1] GB 50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范[S].