大型天然气地下储气库噪声控制工程
工程关键词:噪声控制
工程名称：大型天然气地下储气库噪声控制工程
工程所属单位：
技术提供: 北京世纪静业噪声振动控制技术有限公司
1. 工程概况
天然气地下储存是天然气管道输送系统的重要组成部分，主要作用是天然气输送季节调节和国家战略储备，主要声源是大型天然气压缩机和空冷器。压缩机的工作是将天然气加压注入深层地下盐穴进行储存，工作压力非常高，产生非常剧烈噪声，同时散发大量热量。
本储气库压缩机噪声声功率级最高达125dB(A)，3台压缩机需要的风量为24万m3/h；空冷器噪声声功率级为85dB(A)，3台空冷器总风量为272万m3/h。空冷器位于压缩机厂房一侧，直接安装于地面，高4.5m。
噪声控制目标为《工业企业厂界噪声标准》(GB 12348－90)I类厂界标准，即厂界处噪声等效声压级Leq白天不得超过55dB(A)，夜间不超过45dB(A)。设计时按照厂界Leq不超过45dB(A)原则进行。
2. 声源与难点分析
本工程的主要声源是天然气压缩机和配套的空冷器。压缩机的高噪声是由天然气发动机及其带动的压缩机发出的噪声，根据厂家提供的数据压缩机声功率级高达125 dB(A)。压缩机的主要噪声为空气动力性噪声、机械性噪声、管道振动噪声等叠加而成，其噪声具有频带宽、低频声强的特性。
表1为一同规格压缩机和空冷器的噪声现场实测数据，测点距离机器约1m。从测量结果可以看出，压缩机与空冷器在全频带上都具有很强烈的噪声，进行噪声控制设计时必须全频带的进行降噪处理。
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本工程的最大难点噪声声源强、体积巨大、距离厂界很近，而所要求的通风量又非常巨大，如何协调噪声控制与通风设计是本工程成败的关键。
3. 噪声控制设计
3.1 围护结构隔声设计
压缩机厂房高11m，长40多米，而压缩机厂房距厂界最近直线距离仅为14m，因此可把压缩机厂房视为一个面声源。面声源随距离的衰减很缓慢，而压缩机厂房与厂界距离又非常近，因此噪声随距离的衰减可忽略，设计时把噪声随距离的衰减量作为设计安全余量处理。室内进行吸声处理后，经计算噪声声压级约为105dB(A)，而噪声控制目标要求厂界处噪声不大于45dB(A)，因此压缩机厂房围护结构隔声量至少为60dB。
压缩机采用天然气发动机提供动力，压缩机处理的也是天然气，为减少天然气泄漏引发爆炸所产生的损失，压缩机厂房围护结构面密度不得超过200kg/m2，因此不能采用重型的隔声围护结构。
本设计多层复合结构做法，利用声音穿透多层性质相差很大的介质时发生反射来提高墙体隔声量。同时采用Z型龙骨代替常用的C型龙骨，可以改善组合隔墙的低频隔声性能。据清华大学建筑环境检测中心的检测数据，此隔声结构的计权隔声量Rw=61dB，可满足本工程隔声的需要。此复合结构墙体的面密度可控制在80kg/m2以内，完全能够满足泄爆的要求。此种构造做法曾在深圳大亚湾核电站建办公室工程中应用过，并获得满意效果。
门是隔声的薄弱环节，单层隔声门的隔声量一般为30~45dB，无法满足本工程的要求。因此本设计采用“声闸”结构，其中单层门的隔声量为30dB，声闸的综合隔声量可达60dB，可满足压缩机厂房隔声的要求。
3.2压缩机厂房通风消声
压缩机厂房需要的通风量为24万m3/h，即相当于24次/h的房间换气次数。设计采用“下进上排”的机械通风方式，从压缩机厂房东侧墙上的进风消声室进风，从压缩机厂房屋顶排风消声室排风，如图2与图3所示。进风采用2个进风消声室，消声室内设置长3m的消声片进行消声，设计消声量为30dB(A)。排风消声采用长4m的消声片，设计消声量为40dB(A)。
3.3空冷器通风消声
3台空冷器总风量为272万m3/h，所需风量巨大；而空冷器间距非常小，空冷器之间通道宽度仅为6m，仅比空冷器风机叶片直径大1.5m。为保证足够的通风面积，空冷器周围全部采用消声片进行通风与消声，空冷器顶部也采用消声片围护。气流从底部的消声片进风，从顶部的消声片排出。对空冷器进行消声围护后，厂界噪声仍无法达到45dB(A)的要求，因此又在消声围护外4m处设计高6m的隔声屏障，隔声屏障内侧进行吸声处理。空冷器区通风与消声设计如图4至图6所示。
3.4 压缩机减振措施
压缩机工作时产生强烈振动会引起压缩机厂房共振辐射噪声，同时影响到压缩机厂房的结构与外界的建筑和设备，需要做好隔振处理。本工程采用隔振沟进行隔振处理，隔振沟四周围绕于压缩机基座，采用高强度的聚苯材料填充。当振动从基础地层传播到高强度的聚苯材料时，振动波由于传播介质的突变而被反射回去， 从而起到衰减振动传播的作用。
4. 噪声控制工程成果
储气库噪声控制工程完成后，厂界实测噪声满足《工业企业厂界噪声标准》(GB 12348－90)I类厂界标准的要求，达到预期设计目的。同时，机器运行情况表明，噪声控制措施对空冷器的通风散热性能并没有产生负面影响；CFD模拟计算结果还表面噪声控制措施具有一定的导流作用，能降低空冷器的热风“返混率”，提高空冷器的换热效率。
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