某气田天然气集气站噪声危害治理技术应用研究

李冰毅 王磊

（中石化华北油气分公司，河南郑州 450006）

0 引言

在气田开采过程中，为了将采出的天然气顺利输入到集气管网中，集气站常使用天然气压缩机来保持管道起点的输送压力。压缩机在天然气开发中发挥着重要作用，同时压缩机与集气站内的空冷器等设备设施运行时又产生了较大噪声，不仅不符合厂界噪声排放标准，还对站内职工的职业健康造成一定威胁［1］。因此，集气站的噪声治理工作意义重大，现以某气田天然气集气站噪声危害治理工程为例，进行噪声治理措施及效果分析。

1 现状概述

某气田天然气集气站采用一台800 kW 天然气压缩机组进行增压。该天然气压缩机组属于活塞往复式压缩机，由国内某公司生产。压缩机三级气缸压缩后的压缩天然气冲击后洗涤罐罐壁，天然气气流运动产生的噪声经后洗涤罐放大，沿刚性天然气管传导至旋流分离器，旋流分离器运行噪声较大。

受限于场地布局，压缩机机组安装在集气站场边角处，该站厂界噪声排放不满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》中的2 类排放限值要求，厂界噪声强度（昼间）最大为77.6 dB（A），超标17.6 dB（A）。同时，该站站长、采气工接触的岗位噪声强度最大为92.3 dB（A），超标7.3 dB（A）。

为有效解决集气站噪声带来的环境与职业健康问题，该站决定实施噪声危害综合治理工程。治理目标主要如下：①厂界噪声满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348—2008）［2］中的2 类排放限值要求，即厂界处噪声排放昼间≤60 dB（A）、夜间≤50 dB（A）；②岗位接触噪声强度满足《工作场所有害因素职业接触限值第2 部分：物理因素》（GBZ 2.2—2007）［3］限值要求，即岗位职业噪声接触强度≤85 dB（A）。

2 噪声源分析

根据现场调查与检测分析，该集气站的噪声源主要为：压缩机组、空冷器、后洗涤罐、旋流分离器等。主要噪声源平面布置图见图1。现对各噪声源进行分析。

图1 主要噪声源平面布置

本次噪声检测使用的设备为SVANTEK SV971型噪声检测仪，该检测仪具备1/3 倍频程实时分析功能。测点的选择及测量方法依据《工作场所物理因素测量第8 部分：噪声》（GBZ/T 189.8—2007）［4］、《声环境质量标准》（GB 3096—2008）等标准要求。

2.1 压缩机组

该集气站压缩机组为800 kW，采用三级气缸压缩。治理前分别检测了压缩机东、南、西、北4 侧的噪声，其频谱如图2 所示。

图2 压缩机组治理前噪声频谱

检测结果显示，压缩机组噪声主要以中高频噪声（500 Hz 以上）为主。

2.2 空冷器与后洗涤罐

空冷器主要用于降低从压缩机气缸中排出的压缩天然气温度。该集气站的空冷器紧邻压缩机房北侧，后洗涤罐位于空冷器西南侧。治理前分别检测了空冷器东、西、北侧及后洗涤罐西侧的噪声，其频谱如图3 所示。

图3 空冷器治理前噪声频谱

检测结果显示，空冷器噪声值在西侧800 Hz 出现了峰值，噪声高达91.4 dB，在500 Hz 达到了85 dB，根据频谱对比分析，此处空冷器与后洗涤罐的频谱相近，受后洗涤罐噪声的影响，低频比较严重，在降噪方案设计时需要同时对低频50、160、315 和800 Hz 考虑设计。

2.3 旋流分离器

治理前分别检测了旋流分离器及手动调节阀的噪声，其频谱如图4 所示。

图4 旋流分离器与调节阀治理前噪声频谱

检测结果显示，手动调节阀在500 Hz 附近达到了87.9 dB。这个频带的噪声超过相邻频带的噪声值10 dB，比较明显的低频有调声现象。另外一个高噪声频带出现在800 Hz 附近，达到95.5 dB。

3 噪声治理方案

通过对噪声源特点分析及现场条件调查，拟对压缩机房、空冷器与后洗涤罐、旋流分离器与调节阀综合采取吸声、隔声、消声的治理方案。

3.1 压缩机房噪声治理

压缩机房长14 m、宽10.8 m、高7 m，为轻钢结构。原墙体及屋面、大门为彩钢板泡沫夹芯结构，压缩机房原小门为普通钢制铁门，铁门中间夹层为纸瓦楞板，门上方的纱窗用塑料布密闭，隔声效果差。压缩机组运转时不但产生噪声，还会产生热量。目前压缩机房采取的通风方式是机房顶部4 台风机机械通风。在夏季，需要同时打开前后门形成自然对流通风，解决压缩机组散热问题。

因此，压缩机房的降噪方案需要同时考虑通风散热问题。本次压缩机房治理方案简述如下：

1）压缩机房通风形式采用东侧下方自然进风，西侧上方机械排风，压缩机气缸局部通风散热辅以风机引流的方式。

2）在压缩机房西侧墙壁上部安装4 台额定功率1.1kW、风量10000m3/h 的防爆轴流风机作为机械排风。压缩机东侧气缸位置安装2 台额定功率370 W、风量5 000 m3/h防爆轴流风机作为局部引流风机，以强化气缸的局部散热。

3）在压缩机房东侧墙壁安装1 处进风消声器，西侧墙壁4 台1.1 kW 风机排风口安装4 台排风消声器，防止压缩机噪声外漏。

4）在压缩机房内四周墙壁内部安装隔声吸声板。隔声吸声板为复合结构，面密度为15.5 kg/m2，隔声量35 dB，结构及性能见图5。

图5 隔声吸声板结构性能（单位：mm）

图6 空冷器通风消声装置安装前后对比

5）压缩机房原两樘门更换为隔声门。东侧大隔声门及其子门的隔声量Rw=30 dB，西侧小隔声门的隔声量Rw=40 dB。

3.2 空冷器与后洗涤罐噪声治理

空冷器包含2 台直径约2.4 m的轴流风机，其进风口面积约9.0 m2。针对本项目实际情况，空冷器的通风降噪设计“半隔声封闭+消声装置”的解决方案，需重点考虑进风消声器、排风消声器的有效通风面积与局部阻力问题，避免对空冷器的散热性能造成影响。后洗涤罐采用“吸声棉包扎+隔声间”的方式进行隔声。具体方案如下：

1）位于空冷器北侧、东侧的进风消声器有效进风口长5.8 m 高3.0 m。空冷器顶部排风口加装排风消声器，排风消声器有效排风口长4.7 m 宽3.0 m。空冷器采用下部进风，顶部排风进行散热。

2）位于空冷器下方的进风消声器与位于空冷器顶部的排风消声器的中间用隔声板进行隔离，进风与排风相互独立。

3）为便于检修维护，在空冷器北侧、东侧分别加装1 扇宽0.8 m、高2 m的隔声门，隔声量Rw=30 dB。

4）后洗涤罐位于空冷器西南角，采用“吸声棉包扎+隔声间”的方式进行隔声，隔声间顶部预留1/2 面积的通风口，防止有害气体聚集，隔声间安装简易式的隔声门。

3.3 旋流分离器噪声治理

旋流分离器与手动调节阀根据前期的噪声频谱分析，设计噪声控制方案时应针对调节阀低频500 Hz、中频800 Hz 和旋流分离器315 Hz，500 ～800 Hz 进行专门设计。旋流分离器采用“100 mm 厚吸声棉+0.7 mm 不锈钢”进行隔声包覆，长2.7 m、宽1.7 m、高4.0 m，隔声量20 dB。

4 噪声治理效果

该集气站通过以上一系列噪声治理措施，降噪效果明显，按厂界噪声与岗位噪声分别对治理效果进行验证。

4.1 噪声源声强度治理前后对比

以后洗涤罐为例，后洗涤罐在治理前噪声强度最高达104.5 dB（A），采取“隔声包覆+隔声间”措施处理后，噪声强度下降为79.1 dB（A），噪声降低了25.4 dB（A）。后洗涤罐治理前后的频谱如图7 所示。

图7 后洗涤罐治理前后噪声频谱

4.2 厂界噪声治理效果验证

该集气站噪声治理前后的厂界噪声监测结果如表1 所示。

表1 噪声治理前后厂界噪声监测结果 单位：dB（A）

由上表可知，噪声治理前厂界噪声昼间与夜间4个测点均超出《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348—2008）中的2 类排放限值要求。实施噪声治理后，其监测结果均满足要求，表明这些治理措施对控制厂界噪声起到了良好的效果。

4.3 岗位噪声治理效果验证

该集气站噪声治理前后的岗位噪声检测结果如表2 所示。

由上表可知，噪声治理前集气站站长、采气工2个岗位的噪声接触强度均超出《工作场所有害因素职业接触限值第2 部分：物理因素》（GBZ 2.2—2007）中噪声职业接触限值要求。实施噪声治理后，其岗位噪声接触强度均满足要求，表明这些治理措施对控制岗位职业噪声也起到了很好的效果。

5 结语

该集气站的压缩机组及空冷器作为主要噪声源，项目具备以下特点或难点：①噪声源多，噪声强度大，降噪要求高；②满足降噪的同时，对夏季通风散热要求高；③必须预留足够的空间，供员工正常操作与检维修；④现场防火、防爆要求高，施工难度大；⑤设备布置紧凑，声源呈现立体暴露分布，噪声源由于“掩蔽效应”可能未被完全识别，并最终影响降噪效果。

本项目针对压缩机组、空冷器、旋流分离器等噪声源的特点，从吸声、隔声、消声等多方面着手，并结合通风措施，进行了有效的噪声治理。工程竣工后，厂界噪声及岗位噪声均符合国家相关标准要求，压缩机房及空冷器通风散热良好，设备运行稳定。项目的顺利实施，既有效解决了厂界噪声排放超标导致的扰民问题，又保障了劳动者职业健康，为同类降噪项目提供了借鉴，具有较为普遍的参考意义。