天然气压缩机降噪工艺分析与讨论

天然气压缩机降噪工艺分析与讨论

自贡大业高压容器有限责任公司四川省自贡市643000

摘要:天然气压缩机是一种往复活塞式机械设备,因其具有很多优点所以目前被广泛应用到天然气领域中。不过天然气压缩机在实际应用时会产生较大的噪声,基于此,本文将根据天然气压缩机的概述,深入分析天然气压缩机降噪工艺的相关问题。

关键词:天然气;压缩机;降噪

引言:由于天然气压缩机具有压力适应范围广、效率高等特点,目前在国内外的油气领域中得到了十分广泛的应用。天然气压缩机的应用范围主要涉及气举采油、集输等工艺,但因它是一个综合噪声源,剧烈的噪声不但会影响工作人员和周围居民的身心健康,同时还会给其周边环境造成不同程度的污染,所以只有通过对其进行降噪治理,才能使厂界噪声真正达到其排放限值要求。

一、天然气压缩机简述

天然气压缩机作为一种往复活塞式机械设备,主要包括运动机构、工作机构、机体三大部分。其中运动机构和工作机构又分别由多个构件组成,其中运动机构由:曲轴、联轴器、轴承、十字头、连杆等组成;工作机构由汽缸、气阀、活塞等组成。另外,天然气压缩机中还具有调节系统、润发系统、冷却系统等辅助系统。天然气压缩机产生的噪声主要有以下几个方面:第一,正常工作过程中,因为进(排)气阀不停的进行开闭,气体在吸入和排出过程中因为压力而产生噪声;第二,冷却系统中的风扇与空气产生摩擦而出现噪声;第三,飞轮、活塞杆等设备在往复运用过程中由于机械膨胀而出现噪声;第四,燃料气爆燃而产生爆鸣噪声。

二、天然气压缩机降噪工艺技术

根据天然气压缩机产生噪声的特性,决定了必须根据隔声、吸声、扩容、共振、减振等声学原理,利用外隔、内吸以及消声、减振等方法实现降噪目的,因此在现场多采用安装消声器、建造轻钢降噪厂房、合理选定压缩机安装位置、提高压缩机基础装配质量和修筑隔声墙等措施,使厂界噪声达到标准要求。

1.合理选择消声器

最近几年,许多油气田在降噪方面投入的力度较大,其中,已投入使用的主要有工业型、降噪型和宽频型这三个种类,而工业型由于具有很好的性能而受到了青睐,并且其使用时间是最长的,而降噪型和宽频型这两种类型是近几年才被人们所熟识,尤其是宽频型在08年十月才开始进行使用。

(1)三款消声器的主要技术状况

第一,工业型消声器。使用声能转化原理来实现降噪的效果,主要是因为声波在反射作用下进行了减弱从而进行降噪处理,其是非常典型的多节扩张式抗性消声器。其主要结构部件为管和室,一共有四个腔室,声波在传送过程中,截面积的突变而发生发射作用,此时噪声的强度会大大降低。根据压缩机不同的类型以及消声量选择最佳室尺寸。这种消声器主要使用微穿孔板,对宽频效果非常好,但是对于低频的作用不大,特别是25Hz以下频段的降噪效果较差。

第二,宽频型消声器。宽频型消声器与工业型消声器的原理大致相同,但是在设计时参考了阻性因素。宽频型消声器将声能转换为热能,是一种阻性与扩张室复合的消声器。宽频型消声器作为复合型的消声器,包含了高、低两种频段,具有两种不同的降噪手段,其中阻性主要针对高频降噪,扩张室主要针对低频降噪。宽频型消声器采用内筒套外筒形式的结构,采用这样的结构能够有效降低噪声声波。相较于上述两种类型的消声器,宽频型消声器在体积、结构方面都有了较大的变化,消声降噪效果也更好。

第三,降噪型消声器。该种类的消声器主要是在工业型消声器的改良下而生成的,它的原理和工业型消声器是一致的。不过降噪型消声器和工业型消声器这两种类型在重量、外形以及尺寸上有一定不同,降噪型消声器主要是针对天然气压缩机不断提高的降噪要求而产生的,事实上并没有进行太大改变,而所体现出来的降噪效果也没有实质性的突破。

(2)阻抗复合新型消声器

为了提高其降噪效果,通过深入研究噪声的原始频谱以及消耗数据进行综合考虑,研发出了阻抗复合型消声器。其主要使用的是动力缸排气管汇、上部堵头以及排气口进行降噪处理,然后逐级降低噪声。比如排放尾气首先使用排气管进行降噪,然后使用消声器进行二次消声,或者在其尾部设计成弯头结构,同时在排气口安装活动雨帽结构。

第一,排气管汇消声。结合排气管的设计结构,使用阻性消声器进行消声,同时还能够实现隔声、隔热的效果。阻性消声的主要工作原理是将噪声进行吸收,同时声波在多孔的吸声材料中传送过程产生摩擦,进行将声能转变成热能而达到衰减的目的,这就完成了消声的过程。

第二,消声器消声。根据中、低频噪声为主、高频为辅的特性,消声器采用抗性、阻性全效设计。抗性消声设计为不同的扩张室,当发动机的高温废气以高速经排气管进入消声器时,由于消声筒的容积增大,气流得以膨胀,流速降低,强大的脉动噪声得以衰减。当气流继续流经各膨胀室时,由于隔板的阻挡,气流只能从隔板上的导流管通过,于是气流突然被压缩,后又突然膨胀,如此多次突变,声能大大衰减,从而起到降低排气噪声的作用。针对消声器的阻性消声方面,由于充分考虑了截面周长、通道面积、有效长度以及吸声材料的消声系数等因素,部分单位在内胆包裹吸声材料并采用进口吸声材料,对衰减结构振动而辐射出来的噪声、气流再生噪声、高频噪声有较好的消声效果。

通过对几家单位设计的新型消声器进行对比实验,新型消声器A声级明显优于在用的老式工业型消声器,在同机组相同工况条件下,其A声级差值最大为19.5dB(A),降噪幅度达21.7%。与未装消声器时的原始噪声相比,按照安装消声器前后通过消声器辐射的声功率级之差(通常用A声级代替声功率级)进行计算,新型消声器安装后噪声降低值高达51.9dB(A),降噪效果显著。

2.建设轻钢降噪厂房

天然气压缩机安装的位置是在轻钢结构以夹心钢板、消声结构等实现降噪效果,机房的屋顶还有通风排气天窗,同时配有轴流风机,机房的墙体结构设计成透明隔风窗,同时配有进风噪声通道,再辅以吸隔声处理,使得整个机房形成了上部进风、上部排气和强制通风效果,同时还使用空冷器排放来保证空气很好的流动。机房的前后墙体上设计了滑动式带厦门的两扇吸声大门,左侧墙体上安装了可以开关的隔声小门;右侧墙体设置了一个可以移动的开关阀门以及一扇向外打开的隔声小门。选择降噪的机房能够有效的降低噪声传播出去的能力,保证整个厂区的噪声降低5-10dB(A),在实际应用中使用非常广泛。

3.合理选择压缩机安装位置

在压缩机的安装过程中,为了保证其安全,需要把压缩机组安装在距离井口装置二十米之外的位置上,距离仪控值班室二十五米以外,距离辅助生产厂房十五米以外,因井场大小有一定的规定,一般压缩机需要安装在井场边缘的地方。与此同时,还要合理选择增压场站,同时要对增压规模和增压形式加以预测,以便更好地选择出压缩机的安装位置。

4.其他方面

由于天然气压缩机的活动部件较多,提高压缩机基础装配质量能有效降低琏缩机的低频振动,从而达到降噪目的。而按照现场情况。沿周边居民聚居方向修筑隔声墙、设置振动缓冲带等措施对降低厂界噪声也有一定作用。

结语:文章中我们从消声器的选择、修建降噪厂房等几个方面来对天然气压缩机降噪工艺所进行的分析,具有十分重要的意义,它不但可以很好地降低压缩机的噪声,并保护周围环境不被污染,同时还能够在一定程度上促进我国天然气行业向持续健康的方向发展。

参考文献:

[1]贾宇,张巍.天然气压缩机降噪工艺研究[J].油气田环境保护,2011,(1).

[2]冯垄.浅谈天然气压缩机系统的安全运行[J].化工管理,2015(14).

[3]张强.活塞式压缩机的降噪治理[J].健康安全和环境,2010,9(8):12-14.

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