油气田长输管道压缩机厂房降噪设计-.pdf

I 2 。 ， 2 年 。 月 油气田长输管道压缩机厂房降噪设计 彭罡 陈万 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司 ， 四川成都6 1 0 0 4 1 摘要 在长输管道工程 中对部 分噪声 大的厂房 需要进行消声 降噪 。以陕京二线榆林压 气站压 缩机厂 房为例 ， 介绍 一种环保 型保 温降噪夹芯板 的处 理方式 ， 分析 并探 讨 了压缩机 厂房的 降噪设计 、 环境 影 响等。把风机 与压缩机组隔离 ， 单独在厂房 两角设立全封 闭风机房 ， 有效地 减少 了风机 与压缩机 混 响噪声 。 天然气压缩机 组运行 时将产 生宽频 带高强度 的工业噪声 ， 采用单一降噪技术 无法实现复 杂工况的降噪 ， 必须将 吸声 、 隔声 、 阻尼与减 振等降噪技术高 效复合 ， 才能实现天然气压缩机厂 房的 高效降噪。环保 型保温 降噪夹芯板正是基于这种理论设 计的 ， 经过数年研究与实践 ， 将先进 的综合 降噪技术 应用到 普通轻钢结构压缩机厂房 的结构上 ， 为实现环保达标提供 了强有力保 障。 关键 词 压缩机厂房 ； 吸声； 隔声 ； 降噪 文献 标识 码 B 文章 编号 1 0 0 6 5 5 3 9 2 0 1 2 0 5 0 0 9 2 0 3 0前 言 在陕京二线榆林 压气站压缩机厂房 的建筑设计 中， 采用 了环保型保温降噪夹芯板 亦称平板式消声 器 的建筑降噪处理方式。根据实测结果， 厂房内噪声 不 超 过 9 0 d B， 厂界 噪 声值 白天 不 超 过 6 5 d B， 满 足 了 国家相关规范要求。建成后实际使用效果较好 ， 得到 了使用单位及业内人士的肯定。 1 降噪 目标 陕京二线榆林压气站压缩机厂房平面尺寸为 4 8 mx 2 4 m， 内部并 排 放 置 两 台压 缩 机 一 用一 备 ， 单 台 运转时压缩机噪声值为 1 1 5 d B左右 ，降噪实现 的目 标值为 压缩机厂房内噪声控制在 9 0 d B ； 压缩机厂房 内部综合降噪数字不小于 2 0 d B ；厂界噪声控制在昼 问 6 5 d B、 夜 间 5 5 d B。 2 压缩机厂房的降噪设计 2 ． 1 结构 选型 2 O世纪 9 O年代 以来 ，国内外钢结构建筑的发展 十分迅速 ， 尤其是轻钢结构在工业厂房的建设应用中 更是迅猛 ， 该结构的压缩机厂房通常采用 H形钢作为 梁柱 ， 以 C形或 Z形轻钢作檩条 ， 屋面和墙面 围护采 用单层或夹芯压型钢板 ， 夹芯板 内部充填岩棉 、 玻璃 丝棉等做保温层 ， 因其建筑周期短 、 适应性强、 外表美 观、 易维护， 在国内外发展很快。 但从降噪效果来讲 ， 普 通轻 钢结构 压 缩机厂 房 只靠很 薄 的 厚度 0 ． 5 ～ 0 ． 8 I T I m 内外彩钢板来实现隔声 目的，综合隔声 降噪量仅 为 1 0 - 1 5 d B A ， 即使 用加厚夹芯材料的方法来 提高普 通彩板结构的降噪量 ， 收效甚微 ， 无法对压缩机运行 时产生的高强度工业噪声进行有效隔声与降噪。综合 考虑 ， 设计 中压缩机厂房采用新型外墙材料 ， 并把风 收稿 日期 2 01 1 1 2 0 4 基 金 项 目 中国石油天然气集 团公 司重点工程资助项 目 2 0 0 8 4 E 作 者 简 介 彭罡 1 9 7 9 - ， 男 ， 四川 遂 宁 人 ， 工 程 师 ， 学 士 ， 主要 从 事 天 然 气 建 筑 设 计工 作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 机与压缩机组隔离， 单独在厂房两角设立全封闭风机 房 ， 能 有 效减 少风 机 与压 缩机 混 响噪声 。 2 ． 2 降噪 原理 多年来 ， 普通轻钢结构压缩机厂房无法实现环保 达 标 一直 是 困扰环 保界 的一个 重大 课题 。天然气 压 缩 机组运行时将产生宽频带高强度的工业 噪声 ， 采用单 一 降噪技术 ， 无法实现复杂工况降噪 ， 必须将吸声 、 隔 声 、 阻尼与减振等降噪技术高效复合 ， 才能实现天然 气压缩机厂房的高效降噪。环保型保温降噪夹芯板正 是基于这种理论设 计的 ， 经过数年研究与实践 ， 将先 进的综合降噪技术 应用到普通轻钢结构压缩机厂房 的结构上 ， 为实现环保达标提供 了强有力保障。其 降 噪原 理 为 吸声是指声 波撞击 到材料 表面后 能量损 失的现 象 ，吸声原理是声波沿着材料 内部孑 L 隙深入 材料 内 部 ， 与材料发生摩擦作用将声能转化 为热能。所 以一 般 的吸声材料都有大量孔隙 ，而且孔隙之间互相连 通 ， 如离心玻璃棉 、 岩棉 、 矿棉、 植物纤维等。 隔声是指声波被材料隔绝或阻挡的现象 ， 隔声原 理是利用密实的材料减弱声能 的透射 ， 从 而阻挡声音 的传播 。因此隔声材料就不能如同吸声材料那样多 孔 、 疏松 、 透 气 ， 相 反 它 的材 质 应 该 是 重 而 密 实 的 ， 如 钢板、 铅板 、 砖墙等材料 。 材料吸声和材料隔声的区别在于 ， 材料吸声着眼 于声 源一侧反射声能 的大小 ，目标是反射声能要小。 材料 隔声着 眼于入射声源另一侧 的透射声能 的大小 ， 目标是透射声 能要小 。吸声能力一般用吸声系数表 示 ， 而隔声能力用隔声量来体现。 在压缩机厂房的降噪设 计 中既要求控制室 内噪 音 ， 也要求室外噪音达标 ， 因此必须选择 良好 的吸声 和隔声材料。在工程中常使用降噪系数 N R C粗 略地 评价在语言频率范围内的吸声性能 ，一般 N R C≥0 ． 2 的材料被认为是吸声材料 ， N R C 0 ． 2的材料是反射材 料 ，而大部分反射材料被运用于隔声 。如 5 c m厚的 2 4 k g ／ m。 的离心玻璃 棉的 N R C可达到 0 ． 9 5 ，属于非 常好 的 吸声 材料 ； 而 3 m m 厚 的 7 ． 8 g ／ c m 的钢板 ， 其 隔 声量可达 2 5 d B左右 ， 是 比较好 的隔声材料 。此次降 噪设计 中采用 的环保型保温降噪夹芯板也 充分利 用 了这两种材料 的良好吸隔声性能。环保型保温降噪夹 芯板的构造见 图 1 。 环保 型保 温降噪夹芯板 由以下几种材 料组合而 成 由 内 向外 铝 孔板 、 离 心 玻 璃 棉 、 阻尼 胶 和钢 板 。 各组成部分的作用和降噪原理如下 a 铝孔板 该层为环保 型保温降噪夹芯板的结构 ENVl RoNMENT 第 P 3 R 。 O 卷 TEC 第 T 期 N l 环 壤 保 护 I 9 3 l O E lO l 环 壤 保 护 l 。 图 1 环 保 型保 温 降噪 夹 芯 板 层 ，主要对离心玻璃棉起支撑和固定作用 ， 1 5％的穿 孔率保证 了噪声能够穿过此板的透声孔传至环保型 保温降噪夹芯板的核心降噪层。 b 离心玻璃棉 是一种降噪系数超过 0 ． 9 5的超 细玻璃纤维 ， 是该环保型保温降噪夹芯板 的核心降噪 层 之 一 ， 主要起 吸声作 用 。 当高强 度 工业 噪 声穿 过 铝 孑 L 板传至该处时 ， 声音与材料发生摩擦作 用 ， 声能转 化 为热 能 ， 声 能大 大衰 减 。 c 阻 尼胶 阻 尼胶 是 一 种 很 好 的 隔热 减 振 粘合 剂 ， 在离心玻璃棉和钢板之 间主要起粘接作用 ， 同时 因为 它 良好 的减 振 性 能 可 以减 弱 噪 声 引 起 的 钢板 和 离心玻璃棉的振动 ， 起到阻尼降噪作用。 d 钢板 厚度为 3 mm的钢板主要起隔声作用 ， 也是该平板消声器的核心降噪层之一 ， 重而密实的材 料特性使其隔声量达到 2 5 d B左右 ， 是环保型保温降 噪夹芯板降噪的最后一道屏障 ， 也是工业噪声对外达 标 排 放 的关 键 材料 。 该 技 术 的另 一 大 特 点 是 避 免 了 噪声 在 室 内混 响。普通的压缩机厂房 ， 噪声源发出的声音遇到墙面 、 棚顶 ， 都会发生反射现象。当压缩机运行时 ， 除了直达 噪声外 ， 还可 以听到由这些表面多次来 回反射而形成 的反射声 ， 即混 响声 ， 所以一般室 内噪声 比室外噪声 高 3 5 d B。厂房 内彩钢护面板采用穿孑 L 型， 每个孔与 其在背后所 占有的空气层体积 ，形成共振吸声器 ， 再 进入综合降噪体吸声降噪层进行吸声降噪 ， 可大大降 低混响声 ， 综合吸声降噪值可达 3 ～ 5 d B A ， 有效保护 工作人员的身心健康。 考虑到建造厂房的经济性 ， 以及把墙体和屋面作 为泄爆措施 ] ， 所 以在设计 中控制 了墙体每平米的重 量 ， 也 就 限制 了作 为 隔 声 材 料 的钢 板 的厚 度 ， 而 使 该 环保 型保温降噪夹芯板 的降噪作用只能达到 国家要 求的达标排放而不能完全杜绝噪声的外传 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 98 N天 AT U 然 R A 与 LGA 与 S A 石 ND 油 OI LUR ALGA S A ND OI L I 2 。 1 2 年 1 。 月 l 。 参考 文献 [ 1 ]中原 石油勘探 局勘察设计研 究院． 榆 林一 济南输 气管道 工 程 隧道 穿越 第十一标段 贾家山体 隧道 穿越说 明书 [ R] ． 濮 阳 中原石油勘探局勘察设计研 究院 ， 2 0 0 8 ． [ 2 ] GB 5 0 0 2 1 2 0 0 1 ， 岩土工程勘察规 范[ s ] ． [ 3 ]中原石 油勘探 局勘 察设计研 究院． 榆 林一 濮阳一 济南输 气 管道 工程初步设计 [ R] ． 濮阳 中原石油勘探局勘察设计研 究 院 ． 2 0 0 8 ． [ 4 ] 铁道部 第二 工程局 ． 隧道 上册 [ M] ．北京 中国铁 道 出版 社 ， 2 0 0 7， 1 2 8 - 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