杨 磊 赵在忠 路得浩 何明杰 曹志刚
(中国石油新疆油田公司陆梁油田作业区)
噪声污染是现代工业社会的副产品。噪声如同其他污染一样,危害人体健康。日益增长的噪声问题备受关注[1]。
陆梁油田作业区目前有两座原油集中处理站,共有天然气压缩机房3座,注水泵房4座,其中,天然气压缩机7台,离心泵4台,柱塞泵11台。作业区每年定期委托克拉玛依市疾控中心对这些噪声点进行噪声强度检测,实测结果均超出国家职业接触限值85 dB(A)。研究表明,在85dB(A)强度时,10%的人可能产生噪声性耳聋病,在噪声级130dB(A)时,耳膜甚至会被击穿而出血[2]。
因此,陆梁油田依据《中华人民共和国环境噪声污染防治法》、《中华人民共和国职业病防治法》、《职业健康监护管理办法》、《作业场所职业健康监督管理暂行规定》等法律法规[3],对噪声场所进行改造治理,从而为企业员工提供符合法规、标准的工作环境和条件,保障企业员工职业健康。
根据陆梁油田噪声超标生产场所的不同特点,在对比多种降噪技术的基础上,结合现场勘测情况,作业区优选采取室内吸声处理﹑室内吸声体、室内隔声屏障和通风隔声罩处理等综合降噪技术。
根据现场勘测情况看,作业区各种厂房普遍为砖混结构和彩钢结构,该结构的厂房墙面、顶面均光滑。声波在厂房内来回反射,产生混响声,能使厂房内的声压级增加10~12dB(A)。针对此类情况应采用高效吸声材料(其吸声系数为0.85以上)做表面吸声处理。
经过对多种吸声材料的性能对比,最终作业区选用固化玻纤吸音板作为现场使用材料。固化玻纤吸音板具有大量内外联通的微小空隙和孔洞,当声波入射到玻纤上时,声波顺着空隙进入材料内部,引起空隙中空气分子的振动,由于空气的黏滞阻力和空气分子与孔隙壁的摩擦,声能转化为热能而损耗,因此这种材料具有较高的吸声性能。玻纤吸声板采用特殊工艺处理,平滑、防水、不易积聚灰尘,属于A级防火材料,在长时间使用过程中,不会产生纤维脱落、分离等现象。
针对陆梁油田厂房噪声源的分布情况以及降噪需求,施工方案决定在顶面吊装空间吸声体。空间吸声体是一种分散悬挂于建筑空间上部,用以降低室内噪声或改善室内音质的吸声构件,具有经济适用、声学性能卓越、建筑装饰性强、防尘、防潮、防蛀、防火等性能,无纤维散落,不污染环境,可以有效降低混响声。其内部采用固化离心玻璃棉芯板,外敷阻燃PVC涂层织物,用金属锁扣和弹簧夹子直接吊挂于顶棚上,质量轻,安装简便。
由于空间吸声体具有更大的有效吸声面积(包括空间吸声体的上顶面、下底面和侧面),声波在吸声体的上顶面和建筑物顶面之间多次反射,从而可被多次吸收,增加吸声量,提高了吸声效率。通常以中、高频段吸声效率的提高最为显著[4]。
针对油田厂房噪声源的特点,以及现场设备位置和管线布置、维修操作平台位置等现场条件,作业区采用安装复合移动式吸隔声屏障。
当声波到达屏障一部分被反射,一部分透射到另一侧,因此屏障的两面均需做吸声处理以提高隔声效果[5]。为了更好的抑制吻合效应和低频共振,在屏障上加装双面减振阻尼涂层。该阻尼材料同时可以充当亥姆霍兹共振器,应用于薄板结构的振动控制时,在转换模态时具有高阻尼、降低低频声的特性,可对振动结构在较宽频率范围内起到抑制峰值的作用。
泵房的主要噪声源为电机,因此可在电机上设计安装通风隔声罩,方案如下:在后罩上分别设置侧面及尾部进风口,在前罩上设置轴流风机及排风口直管消声器(目的是降低轴流风机产生的二次噪声),再将排风口直管消声器与通风管道连接。气流在电机尾部风扇的作用下通过侧面及尾部进风口进入隔声罩,然后在排风口轴流风机的作用下通过直管消声器及通风管道排出隔声罩,这种强进强排的通风方式更有利于电机散热。
在现场用TES-1358音频分析仪对各压缩机厂房的噪声实测结果见表1。可以看出,各处噪声均在90dB(A)左右,最高达110.4dB(A),对人员的健康危害较大。
表1 各压缩机房实测声级 dB(A)
根据现场勘查,压缩机厂房噪声是由燃气轮机及其带动的压缩机发出的噪声。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,其噪声频谱具有以中高频为主的全频带高噪声特性。
虽然作业区在厂房内配备防噪声耳塞,在工人进行巡检时可起到一定的防护作用,但是操作维修工人之间的语言交流较为困难,从而影响维修作业的有效开展。同时噪声过大,作业中发生紧急情况,影响通讯,将一些危险信号掩蔽造成事故。压缩机运行的噪声较大,传播距离较远,对附近值班室内员工的身体也会造成不良影响。因此采取一定的降噪措施十分必要。
2.1.1 治理方案
结合现场勘查和声源特点的分析,对压缩机厂房内的噪声治理主要为室内墙壁和顶部的强吸声处理、安装复合移动式隔声屏障。
2.1.2 吸声降噪量与隔声降噪量
室内混响声大小可用混响时间表示,其遵循塞宾定律,经计算得室内的混响时间为13s,由于混响时间较长,使室内混响声能增加,导致室内声级增加。在顶部做有效的吸声处理后,能够有效降低室内的混响时间(0.8s左右),以达到降噪目的。
复合移动式吸隔声屏障插入损失遵循菲涅耳定律,经计算,复合移动式吸隔声屏障的隔声量约为10~15dB(A)。
在现场用TES-1358音频分析仪检测噪声声级,各泵房的噪声实测结果见表2。
表2 各泵房实测声级 dB(A)
根据现场勘查,泵房的噪声主要是由直达声和混响声组合而成,其声级均超过90dB(A),最高达103.7dB(A)。混响声是由声源产生的直达声在厂房内遇到光滑表面的障碍物反射所形成的,此种结构的房间混响时间很长(可达8.4s),所以产生的混响声比较严重(可达10~12dB(A))。
泵房内主要噪声源是由大功率电机及柱塞泵运转时产生的,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,具有噪声频带宽、中低频声强的特性。因中低频噪声具有穿透力强、传播距离远,导致泵房内噪声以中低频为主。
2.2.1 治理方案
结合现场勘查和声源分析特点分析,对泵房内的噪声治理主要内容为室内墙壁和顶部的强吸声构造、室内隔声屏障和室内通风隔声罩。
2.2.2 吸声降噪量与隔声降噪量
室内混响声大小可用混响时间表示,其遵循塞宾定律。经计算,安装吸声体后室内的混响时间由原来的8.4s降低至0.5s,从而降低室内混响声能,达到降噪目的,改善了厂房内工作环境。
复合移动式吸隔声屏障插入损失遵循菲涅耳定律,经计算,复合移动式吸隔声屏障的隔声量为10~15dB(A)左右。根据厂房内噪声源的特性及声场环境特性,采用吸声、隔声相结合的降噪方案,最终能够降低室内声级10~15dB(A),达到 GBZ 2.2—2007《工作场所有害因素职业接触限值第2部分:物理因素》规定的8h等效A声级不超过85dB(A)的要求。
此次噪声治理项目本身为职业健康保护项目。治理工程结束后,作业区委托新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心对两座处理站进行治理前和治理后工作场所职业病危害因素(噪声)进行了检测。疾控中心给出的检测评价报告显示,两座原油集中处理站共计43个检测点,8h等效声级均未超过GBZ 2.2—2007《工作场所有害因素职业接触限值第2部分:物理因素》,判断为合格。对比治理前的检测值,见图1。可看出此治理工程效果显著。
图1 治理前后对比结果
本项目主要从工程技术上有针对性的采取有效措施,治理效果明显,消除工作场所噪声超标对员工的健康危害。
在工程实施过程中合理选定吸声材料,正确安装,有效的防止了漏声、共振等现象,达到了预期的降噪效果。
通过分析证明,此次噪声治理方案行之有效,治理效果好,设施结构简单美观,同时达到了节能环保的要求。
[1]李迅,刘俊肖.完善中国噪音污染防治立法的思考[J].资源与产业,2006,8(6):94-97.
[2]国家环境保护总局.2004年中国环境统计年报[M].中国环境科学出版社,2005.
[3]王艳丽.我国噪声污染法律制度的完善研究[D].山东:山东科技大学,2009.
[4]高新亚,刘江豪,包春艳,等.环境噪声检测现状、问题及方法探讨[J].科技创新导报,2010(30):121.
[5]张国华.高压注水泵房噪声超标危害及其治理技术研究[J].油气田环境保护,2006,16(4):14-16.