压缩机降噪工艺研究

2022-10-05

我国的气田采出程度越来越大, 使用压缩机进行气举和增压已经成为提高低压气藏和有水气藏采收率的有效工艺手段。但是噪声污染一直是压缩机存在的重要问题, 由于我国人民生活水平的提高, 对环境的要求也越来越高, 因此迫于环境保护的压力, 解决噪声污染问题已经成为压缩机需要解决的关键问题之一。本文就压缩机降噪工艺进行了综述, 希望对压缩机解决噪音污染问题提供一定的参考。

一、噪声概述

通常我们利用声压级表示环境噪声的强度, 其单位是分贝, 其大小与噪声源的特点、分布、数量以及防护情况有关。噪声一般被划分为生活噪声、工业噪声、交通噪声三大类, 其中工业噪声主要是由于发动机、风机、机床、捣固机等机械撞击和气流声, 一般声压级在90分贝以上, 最高的能够达到130分贝, 而压缩机产生的噪声就属于工业噪声的一种。研究表明, 一般声压级在30-40分贝属于安静的正常环境, 超过50分贝就会影响到人的正常休息和睡眠, 超过70分贝就会干扰人的正常交流, 并且让人感到烦躁, 注意力不集中, 工作效率低下等。而长期接触90分贝以上强度的噪声就会损害人的听觉器官, 影响神经和心血管系统的正常生理功能。可见, 压缩机的噪声会对人的工作效率和工作情绪产生不良影响, 因此需要采取有效措施进行降噪。

二、压缩机的噪声来源

压缩机噪声是由很多原因造成的。首先, 压缩机在运行过程中会进、排气阀会不停的间歇开闭, 气体也会间歇的吸入和排出, 从而产生压力脉动, 发出噪声。其次, 压缩机的冷却风扇在运行过程中会高速的旋转, 从而与空气产生剧烈摩擦, 产生气流噪声。再次, 压缩机飞轮、活塞杆等设备的运动件相对于固定件的周期作用会激发出很大的机械噪声。最后, 天然气的爆燃也会产生剧烈的爆鸣声。实验研究表明, 压缩机在转速380r/min, 负载83%的情况下, 如果不安装消声器, 该机组排气管出口噪声高达121.6 d B (A) , 厂界观测点最高噪声能够达到96.9分贝 (A) , 最低噪声值也在84.9分贝 (A) , 远远超过标准值要求。并且在测试过程中, 压缩机排气出口噪声影响最大, 远高于其他测量点。因此, 排气口是压缩机运行过程中的主要噪声来源。

三、压缩机降噪措施

1. 安装消声器

消声器是一种允许气流通过而又能使气流噪声得到控制的装置, 是降低空气动力性噪声的主要手段。消声器类型很多, 常用的有工业型消声器、降噪型消声器、宽频型消声器和阻抗复合型消声器。选择适合的消声器才能起到良好的降噪效果。工业型消声器主要是通过转移的方法降低压缩机组排气噪声基于声波在截面突变处发生反射而衰减进行降噪的。一般该种类型消声器包括管和室。当声波在管道中进行传播时, 就会通过截面积的突变引起声波的反射, 从而降低声能。但是工业型消声器对低频的降噪效果比较差, 尤其是25Hz以下的频段。降噪型消声器是工业型消声器的升级换代产品。宽频型消声器增加了对阻性的考虑, 并且采用了内筒套外筒的形式, 从而大幅提高了消声效果。阻抗复合消声器是一种新型消声器, 能够进一步提高消声能力。

2. 吸声降噪

吸声降噪是控制室内噪声常用的技术措施。通常, 吸声控制措施能够降低噪声3-5分贝。当前, 吸声材料和结构的基本类型能够分为三大类, 即为多孔型吸声材料、共振吸声结构和特殊吸声结构。多孔型吸声材料又可以分为纤维状、颗粒状以及泡沫状三种。粘滞性和热传导效应是吸声的主要机理。如多孔吸声材料中拥有大量的相互贯通的微孔, 从而具有适当的透气性, 声波投射到多孔材料表面时能够进行反射, 从而使一部分声波能量进入材料的孔隙当中, 引起孔隙内空气和材料本身振动, 将声能转化为热能。

3. 采用轻质隔墙

利用轻钢降声型封闭式机房能够有效的治理压缩机组噪声, 控制机房外传噪声。机房屋顶一般有通风排气副窗, 机房墙体设计有透明隔声窗和进风噪声通道并做吸隔声处理, 使得整个空间形成下部进风、上部排气和强制通风, 并且借助空冷器排气风力实现冷热空气自然流动。

4. 合理选定压缩机安装位置

选择合理的安装位置是降低压缩机噪音的前提条件。通常, 压缩机要安装在井场边缘位置, 因此, 一侧的厂界噪声控制到标准范围的困难比较大。所以在油气井站场建设时, 必须充分考虑开采后期增压功能, 提前对增压规模和形式进行预测, 从而合理的选择增压场站, 并合理安排压缩机的按照位置, 从而充分的利用声波的距离衰减特性使厂界噪声降低。

除此之外, 利用隔音材料在压缩机四周和顶棚搭建半封闭式吸隔音房, 对压缩机消声器加装半封闭式隔音围护、给压缩机动力缸排烟管包裹岩棉等措施也能够有效的起到降噪效果。