浅析天然气站场空冷器降噪的设计措施

董蒙蒙

摘 要：噪声超标是天然气站场运行过程中一种常见现象，为满足国家环保要求，需要对站场进行噪声控制。本文以空冷器为研究对象，分析天然气站场空冷器降噪设计措施，从设计原则、降噪器选型和设计方案等方面展开，以提高空冷器噪声控制效果。

关键词：天然气站场;空冷器;降噪设计

环保理念的深入使得降噪处理成为天然气站场日常管理的重点工作之一，其中对空冷器噪声的控制又作为主要针对对象。空冷器常出现噪声的原因是风机运行，包括叶轮振动、构件摩擦、电磁噪声等。为尽可能降低天然气站场噪声对周边环境的影响，需要针对空冷器降噪设计进行重点分析。

1 空冷器降噪设计原则

天然气站场常见空冷器内部一般包括四组风机，当设备正常运行时产生的平均噪声在100dB（A）左右。由于空冷器运行将空气作为介质，且存在于室外，其噪声具备传播距离远、影响程度大的特点。根据国家工业生产噪声排放指标要求，位于居住区、疗养区、学校等区域的天然气站场，其昼间噪声应控制在50～60dB（A）之间，夜间噪声排放则应在50dB（A）之内[1]。为满足环保标准要求，空冷器降噪设计需遵循以下原则：第一，降噪设计方案需充分满足工业噪声排放指标的要求，并结合天然气站场所在区域环境特点进行设计。第二，降噪设计方案应在满足适用性、科学性的基础上，合理控制实施成本及实施难度。第三，所选取的降噪设备运行不可对空冷器的的正常运行造成不利影响。第四，使用降噪设备后，系统通风散热性能不变。

2 空冷器降噪设备选型

天然气站场空冷器噪声控制主要途径包括声源、传播途径和影响主体控制三种形式，其中声源控制和途径控制效果更佳，但考虑到降噪方案实施的经济性，一般选用传播途径控制法。

①消声器。结合空冷器噪声发出特点，消声器包括进风型和出风型两种。其中，进风型消声器安装在空冷器下端的进风口处，例如，选用钢结构的消声器，配合无碱平纹玻璃纤维布和吸声棉，以应对进风口风量大带来的噪声。排风型消声器的消声原理为，利用呈平行方式排列的管体吸声体对产生的噪声进行处理，该装置的主要结构包括铝合金板、蜂窝芯等，吸声及隔音效果俱佳，通常消声能力可达到30dB（A）。同时，该类型的消声器还具备优良的防水、防火、耐腐蚀性能，使用寿命更长;②消声挡板。消音挡板一般与消声器结合使用，安装完消声器后，在空冷器消声器周围安装挡板，对未能被消声器顺利消除的噪声进行阻隔，强化消声效果。消声挡板主材包括铝合金板和穿孔板，消音效果同样在30dB（A）左右。

3 空冷器降噪总体方案

3.1 空冷器降噪设计

进风口及出风口消声设备的核心结构为消声片，消声片在施工现场完成组装，其尺寸大小、排布密度等需根据空冷器的进风量、天然气站场周边环境特点等条件进行选择。消声设备的消声性能与材料选取直接相关，在设计时，可参考如下方案：第一，选用超细吸声棉，该材料内部疏密程度适中、化学性质稳定，因此带来的吸声效果也更为理想。例如，要求使用容重在48kg/m3以上的吸声棉，保证材料含水率不超过1%、憎水率不低于98%。第二，无碱平纹玻璃纤维布材料也应具备优良的憎水性。第三，吸声棉围护板的厚度应在0.8mm以上，选用穿孔板在20%、孔径在2.5～3mm的穿孔板。第四，消音片框架材料表面镀锌，要求镀锌密度在120g/m2以上。第五，消音片的导流尖使用0.8mm厚的镀锌板，在其表面喷涂静电粉末，为保证消音片的使用寿命，要求喷涂厚度在80mm以上。

3.2 降噪设计方案评估

在天然气站场空冷器降噪设计中，应充分满足降噪处理不影响机组正常运行的原则。为检验降噪设计是否给风机运行带来不利影响及消声设备的运行质量，研究8台空冷器风机经降噪处理后，热交换、压力损失及功率损失情况。

①安装消声设备后，空冷器出风口的出风速度为10.38m/s，利用方程 ，计算得出8台风机的热交换量为16465.7kW，低于风机总负荷的10298.3kW，判定降噪设计方案实施后，空冷器的热量交换情况符合要求[2];②消声设备所带来的压力损失分为摩擦力损失和局部压力损失。利用公式  和  计算得出风机摩擦力损失和局部压力损失分别为0.15Pa和131.13Pa，得到最终的压力损失为131.28Pa。此时的阻塞为0.5，通透率在60%左右，符合空冷器正常运行要求;③在功率损失方面，设未安装消声设施前风机的进风口风速为v0，安装后风速变为v。利用公式 ，计算得出每台消声设备的损失功率为432W。若安装每台风机安装20组消声器的标准，总损失功率为8640W，每台风机的功率损失为1080W。天然气站空冷器的一般额定功率在30kW，相较于额定功率，安装消声设备后产生的功率损失很小，因此可视为对风机的正常运行无明显影响。

4 结论

天然气站场空冷器降噪设计应将噪声阻隔与噪声消除两种方法相结合，构建完善、高效的消声系统。在设计过程中，除保证消声性能外，重点关注消声设备安装对空冷器运行的影响，确保经降噪处理后，空冷器运行发出的噪声满足国家工业噪声排放指标要求，又可始终保持正常的运行狀态，提高天然气站场运行效益。

参考文献：

[1]赵立丹.天然气站场空冷器降噪的设计措施[J].油气田地面工程，2017，36（9）：39-41.

[2]王磊，侯志强，蔡强.天然气长输管道增压站空冷器降噪设施研究[J].内燃机与配件，2018（5）：243-245.