海上油田中央空调压缩机降噪改造

谭家斌

摘要：某海洋石油平台中央空调系统在运行中出现噪声大、振动大的问题，通过对中央空调系统组成和工作原理进行分析，确认引起空调系统高噪音的主要原因是压缩机与结构共振。通过对中央空调压缩机地脚增加弹簧减振器的改造，消除压缩机组与安装结构的共振现象，改造后振动值下降60%，噪音降低20dB（分贝）。

关键词：海洋油田；中央空调系统；压缩机；减振器

前言：某海洋石油平台中央空调系统位于生活楼顶层甲板右舷，运行中压缩机组长期存在振动高、噪声大的故障，为减小噪声对下部生活楼的影响，改善员工居住环境，通过对目前压缩机组增加弹簧减振器消除机组与固定结构的共振，从而达到降低振动值和机组运行时分贝的目的。

1 压缩机组参数

半封闭式制冷压缩机：TYPE：06EA275. S/N：3705L46666，

MODEL NUMBER：06E6275610，MFG/N：6HCCCD14AC01，

制冷量：100KW（Tk=40°C，To=5°C）.

能量调节范围：0，66%，100%，输入功率：27KW，电源：AC 380V PH：3 50Hz

2 壓缩机组改造背景

中央空调压缩机组安置在生活平台4楼顶部固定撬块上，由2台半封闭式制冷压缩机组成，一用一备，压缩机工作期间，整体撬块噪声较大，影响位于撬块底部住房员工休息，初始判断振动由于压缩机本体故障，对压缩机进行解体维修，效果不理想。最终分析根本原因在于压缩机底部撬块与甲板均为金属的刚性共振。

3 压缩机改造方案

3.1 中央制冷系统组成

制冷系统由制冷剂和四大机件，即压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器组成。

3.1.1 压缩机

压缩机是制冷循环的动力，它由电动机拖动而不停地旋转，它除了及时抽出蒸发器内蒸气，维持低温低压外，还通过压缩作用提高制冷剂蒸气的压力和温度，创造将制冷剂蒸气的热量向外界环境介质转移的条件。即将低温低压制冷剂蒸气压缩至高温高压状态，以便能用常温的空气或水作冷却介质来冷凝制冷剂蒸气。

3.1.2 冷凝器

冷凝器是一个热交换设备，作用是利用环境冷却介质（空气或水），将来自压缩机的高温高压制冷蒸气的热量带走，使高温高压制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体。值得一提的是，冷凝器在把制冷剂蒸气变为制冷剂液体的过程中，压力是不变的，仍为高压。

3.1.3 节流元件

高压常温的制冷剂液体直接送入低温蒸发器、根据饱和压力与饱和温度——对应原理，降低制冷剂液体的压力，从而降低制冷剂液体的温度。将高压常温的制冷剂液体通过降压装置——节流元件，得到低温低压制冷剂，再送入蒸发器内吸热蒸发。在日常生活中的冰箱、空调常用毛细管作为节流元件。

3.1.4 蒸发器

蒸发器也是一个热交换设备。节流后的低温低压制冷剂液体在其内蒸发（沸腾）变为蒸气，吸收被冷却物质的热量，使物质温度下降，达到冷冻、冷藏食品的目的。在空调器中，冷却周围的空气，达到对空气降温、除湿的作用。蒸发器内制冷剂的蒸发温度越低，被冷却物的温度也越低。在冰箱中一般制冷剂的蒸发温度调整在-26℃～-20℃，在空调器中调整在5℃～8℃。

3.2 制冷工作原理

压缩制冷系统是由制冷压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四个基本部件组成。它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。

液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质（水或空气）放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个基本过程完成一个制冷循环。

在制冷系统中，蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件，这当中蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机做功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。实际制冷系统中，除上述四大件之外，常常有一些辅助设备，如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件组成，它们是为了提高运行的经济性，可靠性和安全性而设置的。

3.3 制冷系统增加减振块

3.3.1 压缩机撬块增加减振块

将移位后的中央空调压缩机机组撬块底部甲板面铺上厚约5CM的混凝土结构。采用混凝土结构主要是增加支座的重量，一方面可有效抑制启动时机组的振幅，另一方面调整机组的重心，降低配置减振器的难度。

在新混凝土支座和压缩机组之间增加ZRN型橡胶式减震器。ZRN型橡胶式减震器外壳铁件包覆设计，安全性佳；铁件电镀处理，耐蚀性佳； 有效隔绝机械产生之振动和结构噪音；应用各种工作机械，如马达、引擎、发电机、变压器、车载的电子设备等。

3.3.2 制冷送风机底座原橡胶垫更换为ZRN型橡胶式减震器模块

4 改造前后数据对比

4.1 室内环境噪声测试结果

室内噪音监测是按照空调正常运行工况下测得。测试主要针对噪音最大的两个房间，因为这两个房间正好位于中央空调原机组正下方，检测改造前后的数值最具有代表性，具体数值见表1。

（2）测试仪器：精度等级1级，在鉴定合格有效期之内。

（3）改造后其它房间噪音均低于308房间改造后噪音值。

4.2 中央空调主要声源近场噪声测试结果

5 减振降噪改造后结果分析

5.1 生活楼噪音从一楼到四楼均在46dB（A）以下。而根据《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）与《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-1885）中的标准为55 dB（A）。因此，经改造后整个生活楼休息房间噪音全部符合相关噪音要求。不但能保证海上作业人员的睡眠质量，还能保护人员听力，符合公司员工职业健康要求。

5.2 2从中央空调机组周围的改造后的振动下降也很明显，改造前振动在3.0 mm/s以上，改造后振动在0.7-1.9mm/s之间，310和308房间内床边震感明显减弱。

参考文献：

[1] 尉迟斌，卢士勋，周祖毅. 实用制冷与空调工程手册/尉迟斌等主编.北京：机械工业出版社[M]，2010.11.ISBN978-7-111-31953-5

[2]《实用制冷与空调工程手册》面世[Z].《制冷》，2002（1）

[3] 迪克逊， J.C.），迪克逊，等. 减振器手册[M]. 机械工业出版社， 2011.