油田集输站噪声污染现状及综合治理方法研究

张 磊

(新疆油田公司工程技术研究院，新疆克拉玛依 834000)

油田集输站在正常生产运行过程中需要使用各种大型设备，产生较大的噪声，对生产人员的日常生活与健康产生不良影响。通过统计发现，众多油田集输站内泵房噪声保持在100 dB(A)左右，最高可达到120 dB(A)，严重超过《油气田和长输管道建设项目环境保护设计规范》中规定的泵房内噪声应小于85 dB(A)的标准。而值班室噪声可达到65 dB(A)，超过《油气田和长输管道建设项目环境保护设计规范》中规定的值班室内噪声应小于55 dB(A)的标准。严重超标的噪声污染使一线生产人员的健康受到威胁[1,2]。噪声不仅会损害听力、影响睡眠，而且会引起多种疾病。由于长期处于噪声环境中，生产人员心力疲乏，可能会操作错误而引发安全事故[3,4]。分析噪声污染现状对正确认识噪声污染问题的严重性具有重要意义，基于对噪声污染来源的研究，提出噪声污染的综合治理方法，对降低集输站噪声污染、改善生产人员工作环境具有指导意义。

1 噪声污染现状

通过调研可知，一般油田集输站的建筑采用普通砖混的结构设计，内部并未设置隔音降噪的相关设施，不同设备之间发出的运行声音相互交叠，对听力造成更强烈的冲击。同时，墙面为光滑平面，噪声到达墙面后发生反射，重复反射的噪声加大了声音的混响强度。集输站内露天或半露天的设备较多，产生的噪声无遮挡地向四周发散，对周边居民与生产人员的生活造成不良影响。对某油田集输站进行调查，发现噪声性耳聋发病率高达4.7%，在近3年的时间内由于各种职业病原因而选择离职的人数高达21人，且基本均为高噪声环境工作人员[5]。因此，油田噪声污染问题较为严重，应对集输站噪声等级进行评估与治理。

2 噪声污染来源

油田集输站噪声污染来源主要为注水泵、输油泵、脱水泵、加热炉、风机及抽油机等[6,7]。不同设备产生噪声的部位与类型不同，对于泵类设备，噪声由电机与内部件摩擦产生，主要为机械噪声、混响噪声及电磁噪声。各类泵功率较大，数量较多，集中设置在狭小的空间内，产生较大的噪声污染。对于加热炉，噪声由电机与燃气嘴产生，主要为电磁噪声与空气摩擦噪声。对于风机，噪声由电机与排风口产生，主要为机械噪声、空气摩擦噪声及二次噪声。风机产生的噪声相对较高，一般在90 ～110 dB(A)左右，且产生噪声的部位较多，应在风机的不同位置安装消声装置。对于抽油机，噪声由电机与内部件摩擦产生，主要为机械噪声与电磁噪声。一般抽油机产生噪声强度较小，主要为70 dB(A)左右(5 m处)，但由于设置在站场外部，会影响周边居民的正常生活。

3 噪声综合治理方法

随着技术的发展与进步，噪声综合治理方法的种类越来越多。噪声治理方法主要有设备改造、工艺流程改造、吸声吊顶及墙面、隔声门窗、移动式隔声屏及隔声罩、房中房隔振、风机消声器及配套、人员个体防护等[7-15]。针对不同的设备与空间环境，应选择合理的综合治理方法。

3.1 设备改造

对于注水泵、输油泵等泵类设备，将运行效率较低、排量较小的泵淘汰，更换为效率较高、排量较大的新型高效泵。同时，对泵叶轮及叶片进行抛光打磨，降低其表面粗糙度，减少摩擦产生的噪声。调整泵的运行参数至最优工况，避免由于运行不平稳等原因产生噪声。及时维护设备，检查泵的机械密封，降低由于密封不当而产生的机械摩擦噪声。加设变频调速装置，不仅可降低设备运行的能耗，而且可有效降低噪声污染。为降低投资，可选择“一控多”的变频调速方式。淘汰运行效率低、噪声大的老式加热炉，替换为热效率在85%以上、噪声低的新型全自动加热炉，同时可加设低噪声高效燃烧器。对于抽油机，利用运行平稳、噪声低的螺杆式抽油机取代老式游梁式抽油机。

3.2 工艺流程改造

根据油田集输站的特点，改造原有的工艺流程，采用新方法、新技术对油田采出液进行处理，尽量省去或减少大型设备的运行。例如，优选适用于该油田原油物性的破乳剂，实现常温脱水工艺，可省去加热炉的运行，避免加热炉产生的噪声。对泵房的工艺流程进行改造，将部分大型泵转移至种有植被的室外，可有效降低泵房内的噪声污染。

3.3 吸声吊顶及墙面

将泵房、锅炉房的屋顶及墙面改造安装吸声结构，可有效减少噪声反射次数，降低混响噪声污染，对中高频段噪声的降低效果更为显著。

在屋顶加设吸声吊顶，吊顶由上至下依次为顶面、弹簧减震吊挂、空气层、多频离子吸音棉、阻燃PVC涂层织物、微孔吸声铝板，其结构如图1所示。一般，空气层厚度设置为50 cm左右，吸音棉厚度在5 cm左右，微孔吸声铝板厚度在0.5 cm左右。吸声吊顶的悬挂结构使其上表面、下表面及侧面均可吸收噪声，有效增大了吸声面积。吸声吊顶采用多层分散悬挂结构，噪声进入空气层空间后，在吊顶上表面与建筑顶面之间来回反射，可对噪声进行多次吸收，大大增强了吸声效率。此外，吸声吊顶具有保温、无污染、无纤维脱落、防爆等特点，一般可将噪声降低10～12 dB(A)左右。

图1 吸声吊顶示意

在墙体内部加设吸声材料，其结构从外到内依次为砖混墙体、防火木龙骨空气层、超细玻璃丝棉保温层、高效吸声棉、穿孔铝扣板(后衬无纺布)，见图2。防火木龙骨空气层厚度一般在50 ～100 mm，超细玻璃丝棉保温层一般厚度选择100 mm左右，高效吸声棉厚度为100 mm左右，穿孔铝扣板厚度一般为80 mm左右。该吸声结构具有重量轻、保温效果好、抗震度高、隔音性能高、施工方便的特点。对墙体加装吸声结构后，其吸声系数可达到0.85左右，噪声值可降低15 dB(A)左右。

图2 吸声墙面示意

3.4 隔声门窗

泵房的噪声通过墙壁与门窗传播至值班室，由于普通门窗隔音效果较差，应采用隔声门窗，避免泵房噪声影响值班室人员正常工作。隔声门的内部为空腔结构，通过填充吸声棉等材料增强其隔音效果，对中高频段的噪声具有良好的降噪效果，其结构如图3所示。隔声窗采用橡胶条将门框与玻璃密封，采用双层玻璃结构，玻璃间距应高于50 mm。两层玻璃之间为空气层，使两层玻璃的震动互不影响，同时空气层可降低震动强度，可有效提高保温性能与隔音性能，其结构如图3所示。隔声窗的双层玻璃结构一般可有效阻隔250 Hz以下的低频段噪声。隔声门窗具有结构简单、安装方便、隔音性能强的特点，可使噪声值降低50 dB(A)左右。

3.5 移动式隔声屏及隔声罩

在泵房内安装吸声墙面、吸声吊顶及隔声门窗等，可有效降低泵房内的噪声向外部散播及相互叠加，但仍无法避免泵房内的噪声污染，因此，应在泵房内设置移动式隔声屏及隔声罩。由于噪声充满泵房各个方向，因此，在移动式隔声屏的两侧均设计吸声结构。同时，为减弱噪声在屏障中产生的低频共振效应，在隔声屏的两侧涂设减震阻尼涂层。根据泵房设备布置图，合理安置隔声屏的位置与形式，一般采用“川”字型布置形式，阻隔各设备之间的噪声重叠与散播。由于现场工作人员需要不定期修理维护设备，隔声屏采用可移动的形式，在其底部安装滑轮。为扩大工作人员视野，在隔声屏上部设置观察窗。对于经常需要维修维护的空间，隔声屏可设置为推拉式，方便现场人员工作。泵房内隔声屏布置如图4所示。当工作人员需要对某设备进行维护时，将移动式隔声屏的滑轮锁置于开启状态，利用移动隔声屏将工作区域包围，从而阻挡其他设备发出的噪声传播至工作人员处。

图3 隔声门窗示意

图4 隔声屏布置

对于无需频繁维修维护的固定设备，可在其外部加设隔声罩，将设备与外部隔绝，阻隔噪声向外部发散传播。隔声罩的正面设置检修门，上部及仪表部位设置隔声观察窗，下部加装吸声材料，在需要操作及维护的部位加装局部隔声门，将无需操作的部位设置为固定吸声结构。由于隔声罩为密封空间，设备可能出现因无法散热而损坏的情况，因此，需在隔声罩底部加设进风装置，在其顶部加设排风装置，保证空气流通。通过调研可知，隔声罩一般可将噪声降低20 dB(A)左右。

3.6 房中房隔振

值班室与泵房距离较近，虽然两者之间采用隔声门窗，但噪声仍可通过墙体及地面的震动传播至值班室。当值班室噪声仍不达标时，根据噪声类型主要为中低频段的特点，可选用“房中房隔振”的降噪方式，其结构如图5所示。“房中房隔振”结构即为在原值班室房体的基础上围设一个铝合金材质的新房间，可将噪声降低20 dB(A)左右。

图5 房中房隔振示意

3.7 风机消声器及配套

为保持空气流通及相对低温环境，泵房设有风机及配套装置，而风机产生的噪声严重时高达105 dB(A)。为降低风机造成的噪声污染，可在其进风口处安装消声器，如图6所示。消声器主要由穿孔护面板、玻璃丝布、阻性材料、高效阻尼层和外壳构成。其中，高效阻尼层安装在外壳的内壁上，可有效降低噪声的低频共振效应，提高吻合频段范围，从而提高消声器的降噪性能。在泵房一侧安装风机的排风口，消声器通过通风管道与风机排风口相连，将室内空气排出泵房。在泵房另一侧安装风机的进风口，消声器安装在风机的进风口处，将室外空气抽入泵房。由于风机进风口与排风口相对，在室内形成空气对流，实现强制通风，有利于室内温度的降低。为降低风机产生的噪声，可在室内安装智能温度控制器。当检测到室内温度超标时，自动将风机打开进行通风。当室内温度降低至标准范围内时，自动将风机关闭，从而减少了风机运行时间及产生噪声的时间。在风机上安装消声器，一般可将噪声降低25 dB(A)左右。

图6 消声器安装示意

3.8 人员个体防护

对于在高噪声工作的现场人员，应为其配备噪声防护工具，如耳塞、耳罩等，可将噪声降低25 dB(A)左右，有效降低噪声对工作人员的伤害。同时，对工作人员进行噪声防护措施宣传，提高现场工作人员的自我保护意识；定期对现场人员进行体检，及时掌握职工的身体状况，并采取一定的治疗措施。

4 治理方法对比分析

噪声治理方法各项指标对比见表1。其中，设备改造和工艺流程改造属于针对传播源的治理方法，具有较明显的降噪效果，但其投资成本较高，应用较少。吸声吊顶及墙面、隔声门窗、移动式隔声屏及隔声罩、房中房隔振、风机消声器及配套属于针对传播途径的治理方法，投资成本相对较低，且安装改造简便，具有一定的降噪效果。人员个体防护属于针对受体的治理方法，具有成本低、效果好的特点，但现场人员可能由于不适而不能坚持佩戴护具。在噪声污染治理过程中，应针对不同集输站的特点及噪声污染现状，选取一种或者几种合适的治理方法。

表1 综合治理方法对比 dB(A)

5 结论

本文针对油田集输站噪声污染的问题，分析了噪声污染现状，基于对噪声污染来源的研究，提出了噪声污染的综合治理方法，并对各方法进行综合对比分析，对降低集输站噪声污染、改善生产人员工作环境具有指导意义。主要结论如下：

a)通过对油田集输站的调研，发现噪声性耳聋发病率高达4.7%，在近3年的时间内由于职业病原因而选择离职的人数高达21人。因此，油田噪声污染问题较为严重，应对集输站噪声等级进行评估与治理。

b)油田集输站噪声污染来源主要为注水泵、输油泵、脱水泵、加热炉、风机及抽油机等。不同设备产生噪声的部位、类型与机理不同，可为治理方法提供一定的依据。

c)噪声治理方法主要有设备改造、工艺流程改造、吸声吊顶及墙面、隔声门窗、移动式隔声屏及隔声罩、房中房隔振、风机消声器及配套、人员个体防护。设备改造与工艺流程改造具有良好的降噪效果，但成本较高。吸声吊顶及墙面、隔声门窗、移动式隔声屏及隔声罩、房中房隔振、风机消声器及配套的投资成本相对较低，且安装改造简便，具有一定的降噪效果。人员个体防护具有成本低、效果好的特点，但实施具有一定困难。

d)在噪声污染治理过程中，应针对不同集输站的特点及噪声污染现状，选取一种或者几种合适的治理方法。