高含硫天然气净化车间设备噪声频谱分析1

李淑华

河南濮阳市中原油田疾病预防控制中心 475001

高含硫天然气净化车间设备噪声频谱分析1

李淑华

河南濮阳市中原油田疾病预防控制中心 475001

目的了解天然气净化车间设备噪声污染特性。方法对两车间5套联合装置设备噪声和频谱对比分析。结果47台（39.17%）设备噪声超过85dB(A)，Claus风机噪声均值和峰值均最高；不同种、不同联合、不同车间设备在各频段出现峰值台数差异有统计学意义（＜0.01）； 87.23%（41/47）设备噪声高于频谱峰值，12.77%（6/47）低于频谱峰值。结论噪声治理首选Claus风机；倍频程不足以描述该噪声频谱峰值和宽度，建议日后频谱分析采用1/2或1/3倍频程。

噪声；倍频程；频谱分析；高频噪声；频谱曲线；中心频率

表1 各种设备在各频段呈现噪声峰值的台数比较

工作场所噪声监测通常采用A声级和倍频程频谱分析，受A计权网络特性的限制， A声级并不能全面反映噪声的特性，尤其对于呈宽频特性的噪声，通过频谱分析，可以得出很多A声级所无法反映的结论［1］。所谓频谱分析，就是使用噪声频谱监测仪器，监测从 16Hz～16kHz的各频段的声级值，描绘出噪声频谱曲线，并以此进行分析的方法［2］。本文要探讨的生产性噪声来自高含硫天然气净化处理过程，该过程由多种设备联合成为生产线，工艺流程复杂，各设备噪声因受周围众多声源的影响也变得非常复杂，工人通过巡检方式接触噪声，准确测量与正确评价如同文献报道［3］一样，是个类似的难题。通过对正常生产的5套天然气净化联合装置中多种设备噪声的测量结果、频谱数据进行分析，阐明其污染特征，为日后分析评价该工作场所噪声特性和污染状况、引导劳动者识别重点防护位置并进行有效的个体防护、也为有效地进行噪声治理提供科学依据。

表2 各联合噪声＞85 dB(A)的设备在各频段表现出峰值的台数比较

表3 两车间在各频段出现噪声峰值的设备数统计分析表

1 对象与方法

1.1 对象选取某净化车间正常生产的五套联合装置中12种120台设备噪声强度和频谱作为研究对象。

1.2 方法

1.2.1 现场调查 通过现场职业卫生学调查和预检测结果发现,各种设备噪声均为连续性噪声；各设备周围声场分布均匀、测量范围内A声级差别均＜3dB(A)，属于稳态噪声。

1.2.2 噪声测定方法 使用经过校准的HS6288B型噪声频谱分析仪，根据《工作场所物理因素测量第8部分：噪声》（GBZ/ T189.8-2007）要求，选用A声级对工人巡检停留的设备周围噪声强度进行定点测量，每个点测量3次，取平均值。定点测量时间较短、不连续、不全面，但操作简便，对于位置相对固定的工作有其优势［4］。

1.2.3频谱分析 对噪声强度超过85dB(A)的设备，使用倍频程测量从31.5～8kHz各频段的声压级，描绘出噪声频谱曲线，然后进行对比分析。

1.2.4 统计方法利用Excel汇总数据，运用其统计函数进行计数资料χ2检验、计量资料t检验和可信区间估计；t检验根据求得t值然后根据自由度、对照t临界值表查P值，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

共检测两个车间、五套联合装置、12种120台设备，设置检测点120个，所测设备周围噪声强度在73.1～106.2dB（A）之间，平均84.3±7.60dB（A），47台（39.17%）设备超过85dB(A)。其中10台（8.33%）超过100dB（A），全部为Claus风机；12台（10.00%）超过95dB（A），包括10台Claus风机+2台再生塔底贫胺液泵；17台（14.17%）超过90dB（A），包括10台Claus风机+3台再生塔底贫胺液泵+1台急冷水泵+1台Claus炉+2台半富胺液泵。

2.1 各种设备噪声强度及频谱分析 表1所示，每种设备各10台，各种设备超过85dB(A)的台数差异有统计学意义（P＜0.01）。不同种设备在各频段出现峰值的台数差异有统计学意义（P＜0.01）。＞85dB(A)的设备中， 87.23%（41/47）的设备平均噪声强度高于频谱峰值，12.77%（6/47）的低于频谱峰值。设备噪声强度小于85dB(A)者，不做频谱分析。

2.1.1 Claus风机平均噪声强度和频谱峰值均是最高，分别是102.6和104.4dB(A)，10条频谱曲线走势基本一致，说明10台该种设备运转步调一致。 2kHz以下能量衰减较快， 2～8kHz能量衰减徐缓，以高频噪声为主 (见图1) 。

2.1.2 再生塔底贫胺液泵平均噪声强度和频谱峰值排第二位，分别是89.5和93.1dB(A)，162与142频谱曲线走势与其它6台偏离，说明此2台设备存在非正常运转的可能。250Hz以下能量衰减幅度较大，0.5～8kHz能量衰减缓慢，以中高频噪声为主(见图2)。

“-”表示噪声强度小于85dB(A)，不做频谱分析

2.1.3 半富胺液泵平均噪声强度和频谱峰值分别是86.7和90.2dB(A)，162频谱曲线走势与其它5台偏离较远，说明此台设备存在非正常运转的可能。500Hz以下能量衰减幅度较大，1～8kHz能量波动近似平台,以高频噪声为主(见图3)。

2.1.4 急冷水泵平均噪声强度和频谱峰值分别是88.9和90.7dB(A)，142频谱曲线走势与其它9条偏离较远，说明此台设备存在非正常运转的可能。500Hz以下能量衰减幅度较大，0.5～8kHz能量变化接近平台，以中高频噪声为主(见图4)。

2.1.5 Claus炉平均噪声强度和频谱峰值分别是86.3和93.5dB(A)， 141与161频谱曲线走势与其它6台偏离较远，说明此2台存在非正常运转的可能。2kHz以下能量衰减幅度较大，2～8kHz能量衰减平缓，以高频噪声为主(见图5)。

2.1.6 胺液再生塔回流泵平均噪声强度和频谱峰值分别是84.5和83.1dB(A)，10台中162、141和131噪声超过85 dB(A)，且频谱曲线走势相似，说明此3台设备与其它7台运转步调不一致。125Hz以下能量衰减幅度较大，0.125～8kHz能量波动近似平台，低、中、高频噪声同时存在(见图6)。

2.1.7 尾气风机平均噪声强度和频谱峰值分别是83.4和80.1dB(A)，10台中仅有141与161两台该种设备噪声超过85dB(A) ，且2条频谱曲线走势相似，说明此2台设备与其它8台运转步调不一致。500Hz以下能量衰减幅度较大，0.5～8kHz能量衰减平缓，以中高频噪声为主(见图7)。

2.2各联合噪声强度及频谱分析 三联合平均噪声强度最高，一联合稍次，各联合超过85 dB(A)的检测点数差异无统计学意义（P＞0.05），各联合设备在各频段呈现峰值的台数差异有统计学意义（P＜0.01）（见表2）。

2.3 两车间设备噪声强度和频谱分析 超过85dB(A)的点数，一车间为25（34.72%），二车间为22（45.83%），两车间差异无统计学意义（χ2=1.49，P＞0.05）；两车间噪声平均值差异无统计学意义（t＜t0.05，P＞0.05）；两车间在各频段出现峰值的设备数差异有统计学意义（χ2=18.17， P＜0.01）。（见表3）。

3 讨论

所谓计权声级，就是对不同频率的声压级经某一特定的加权修正后，再叠加计算而得到噪声的总声压级［5］。A计权网络模拟人耳对40方纯音的响应特点，对低频段（小于50Hz）有大幅度的衰减，对高频不衰减，这与人耳对高频敏感，对低频不敏感的感音特性相似［6］本文试图通过使用倍频程分析弥补A声级描述该厂各联合装置设备噪声特性存在的不足。

通过频谱分析显示，31.5Hz～8kHz各频段都有强度不等的能量分布，表明该工作场所噪声是由从低频到高频的无数频率合成，充分表现出低、中、高频率同时存在的宽带频谱特征。总体来看，0.5Hz以下声音能量衰减幅度较大， 2～8KHz衰减平缓， 8kHz以上频段可能还存在相当高能量未被检测到，频谱峰值或低谷有可能在倍频程中心频率之外的其它频段，因此使用倍频程仍不足以详尽描述该工作场所频谱峰值和宽度。在噪声测量中，1/3倍频程是最常用的划分［7］，建议日后噪声监测考虑采用1/2或1/3倍频程拓宽频带进行更为精细、更为宽阔的频谱分析，以便详尽阐明该作业场所的噪声全貌。

被测的五套联合装置分别属于两个车间，每套联合工艺流程相同、各种设备布局一致，一车间平均噪声强度高于二车间，差异无统计学意义（t＜t0.05，P＞0.05），但在各频段出现噪声峰值的设备数差异有统计学意义（χ2=18.17， P＜0.01），且二车间设备噪声的频谱曲线走势总是与一车间的偏离较远，可能与两车间同种设备来自不同生产厂家涉及技术原因、一车间先于二车间组建和投产、设备受化学物质腐蚀、机械磨损程度不同等导致的非正常运转有关，建议通过加强日常维修、维护与保养来降低噪声强度,采取综合性措施来预防噪声危害仍为首选。

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[2] 曾亚光，万宇鹏.住宅低频噪声分析及现场测试方法研究[J].声学技术.2010,29(4):395-400.

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[6] 金泰廙，孙贵范．职业卫生与职业医学[M]．第6版．北京：人民卫生出版社，2007：228．

[7] 张登攀，高志强.噪声1/3倍频程计权声级算法 [J].河南理工大学学报，2013,32（6）：709-712.

High sulfur gas purification workshop equipment noise spectrum analysis

LI Shu-hua
Zhongyuan Oilfield Center for Disease Control and Prevention，Puyang city,Henan province , (457001) ,China

ObjectiveUnderstanding of natural gas purification workshop equipment noise pollution characteristics.Methods5 sets of two workshop joint devices and noise spectrum analysis.Results47 (39.17%) of the equipment noise more than 85 db (A), Claus fan noise mean and peak are the highest；Different species, different joint and workshop equipment in each spectrum peak number difference was statistically significant（ χ2=30.84，χ2=26.28，χ2=18.17，＜0.01）；Noise spectrum peak above 87.23% (41/47) equipment, 12.77% (6/47) below the spectrum peak.ConclusionNoise control preferred Claus fan; Octave and width is not enough to describe the noise spectrum peak, suggest using 1/2 or 1/3 octave spectrum analysis in the future.

noise; octave;spectrum analysis; the high frequency noise;spectrum curve; center frequency

R19[文献表示码]A

1672-5654(2015)2(C)-0000-00

李淑华(1966-)，女，汉族，河南西华人，本科学历，主治医师，研究方向：职业卫生和职业健康监护；E-mail：zyytyqs@126.com。