采油厂可行性研究报告.doc

采油厂可行性研究报告

43
2020年5月29日
文档仅供参考

目 录

1总 论
1.1编制依据
(1)中国石油辽河油田欢喜岭采油厂于 06月09日提供的<欢采注水泵降噪>可行性研究设计任务委托书(见附件1)。
(2)现场调查情况及与业主结合意见。
(3)<石油地面工程项目可行性研究报告编制规定>
1.2研究目的和项目背景
1.2.1项目背景及发展
根据近几年健康安全环境工作的实际,辽河油田公司在<辽河油田公司 健康安全环保工作要点>中明确提出”HSE监管向职业卫生健康延伸,实现HSE平衡发展”,又专门下发<辽河油田公司 职业健康工作方案>部署健康工作。
辽河油田公司自成立以来,每年均按国家有关规定对油田生产作业场所进行职业危害因素摸底普查,对公司噪声超标的作业场所均有掌握。前些年,在治理技术尚不具备大规模推广的条件下,积极采取了各项合理的个人防护措施,使作业人员的职业健康得到了有效保护。随着噪声治理技术的发展, 公司的试点应用研究取得了阶段性成果,因此,公司确定在 全面开展推广噪声超标场所的治理工作。
依据中石油股份公司 3月、4月下发的<关于上报 安全环保隐患治理项目建设计划的通知>以及<关于上报 第一批安全环保治理专项建议计划的通知>,辽河油田结合自己的生产实际,按照轻重缓急以及前期工作的进展情况,对总部管理的生产场所噪声超标治理项目进行专项方案论证工作,从噪声治理技术和工艺的合理性、可行性、先进性及可靠性方面进行研究论证,编制了公司噪声超标场所治理的专项规划方案以及 具体实施方案,为加大公司职业卫生健康隐患治理力度及保障治理工作的进度做好了技术支撑。
1.2.2研究目的及项目建设的必要性
高强度噪声对人体危害极大,长期工作在强噪声条件下,会导致噪声性耳聋;噪声引起疾病,噪声作用于人的中枢神经系统,长时间的接触会造成神经衰弱、消化不良、食欲不振、恶心呕吐以及体质减弱等;噪声还会干扰语言、降低劳动生产率以及损坏建筑物和仪表设备等。
当前油田所使用的高压注水泵,其噪声强度一般在88-99dB左右,特别是在有多台注水泵同时运行的注水泵房内,由于存在多个声源的叠加和噪声反射现象,使得现有的注水泵平均噪声强度普遍高于90 dB。根据<工业企业设计卫生标准>(GBZ1- ),生产车间及作业场所(工人每天连续接触噪声8h)标准,即在室内噪声等效声级Leq不超过85dB(A)。
本工程经过对欢采注水泵降噪的可行性研究,论述该工程技术上的可行性、经济上的合理性,以及环境保护、工作人员健康的保证,确保该工程建设取得较好的经济效益、社会效益和环保效益。
1.3研究范围
(1)欢喜岭采油厂61#站、新58#站、新4#站等23座增注水泵站降噪。
(2)从技术及经济方面比选方案,选择最佳工艺。
(3)确定主要工程量、投资估算。
1.4编制原则及遵循的法规、标准及规定
1.4.1编制原则
(1)遵照国家、行业和企业有关法律、法规、规章、标准和规定,适应当前需要,力争从源头上消除、控制和预防噪声危害,保护作业人员健康安全。
(2)鉴于辽河油田欢喜岭采油厂噪声超标场所数量较多,考虑分阶段进行综合治理,首先安排治理生产场所噪声超标严重、人员接触积累时间长的场所,积累经验,检验效果,为推广治理奠定基础。
(3)参考国内外成熟、先进工艺,从材料选型、效果分析、经济功效入手,合理选择”消”、”吸”、”减”、”隔”各项工艺措施,综合运用各种手段,切实达到减噪控噪的目的。
(4)根据每处噪声超标场所噪声源的特性、声场特点、超标程度、建筑物结构、环境条件、生产实际和人员接触噪声的实际情况,制定不同的治理技术路线,提出针对性较强的工艺技术方案。
1.4.2遵循的法规、标准及规定
<中华人民共和国噪声污染防治条例>
<中华人民共和国职业病防治法>
<职业健康监护管理办法>
<工业企业设计卫生标准> GBZ1-
<工业企业噪声控制设计规范> GBJ 87-85
<工作场所有害因素职业接触限值 第2部分:物理因素> GBZ2.2-
1.5研究结论
1.5.1工程概况
高压注水是油田开采中的一种重要的增产方法,在油田应用较为普遍,其增产效果较为明显。
高压注水所用高压水一般由注水泵产生,在注水泵运行过程中,注水泵驱动电机高速旋转产生高强度的空气动力性、机械、电磁混合噪声,同时注水泵自身也会在动水压力脉动等诱发下产生种类多样的高强度噪声。
欢喜岭采油厂注水泵房,现场测量和噪声源分析得知,噪声主要由注水泵产生。经过现场用TES-1358音频分析仪检测及<泵房噪声超标危害及其治理技术研究>(油气田环境保护,张国华, )等论文资料,当前油田所使用的高压注水泵,其噪声强度一般在88-99 dB左右,特别是在有多台注水泵同时运行的注水泵房内,由于存在多个声源的叠加和噪声反射现象,使得现有的注水泵平均噪声强度普遍高于90 dB。
按辽河油田分公司的要求,为一线职工的切身利益考虑,实现HSE标准化目标,对注水泵房的噪声进行治理。根据<工业企业设计卫生标准>(GBZ1- ),生产车间及作业场所(工人每天连续接触噪声8h)标准,即在室内噪声等效声级Leq不超过85dB(A)。
1.5.2主要工程量
主要工程量表
序号
站场名称
主要工作量
1
61#站
吸声体:134m2,隔声屏障:26.4m2
2
新58#站
吸声体:277.2 m2
3
新4#站
吸声体:86.8 m2
4
18#站
吸声体:315.2m2,隔声屏障:26.4m2
5
37#站
吸声体:279 m2
6
新36#站
吸声体:277.2 m2
7
16#站13-5315
吸声体:193m2,隔声屏障:12m2
8
17#11-16
吸声体:160.5m2,隔声屏障:12m2
9
18#11-5017
吸声体:175.5m2,隔声屏障:12m2
10
18#13-2117
吸声体:123.7m2,隔声屏障:26.4m2
11
16#12-5013
吸声体:171.7m2,隔声屏障:12m2
12
16#13-5114
吸声体:196m2,隔声屏障:12m2
13
16#12-5215
吸声体:227.3m2,隔声屏障:12m2
14
17#13-5115
吸声体:189m2,隔声屏障:12m2
15
17#12-516
吸声体:113.8m2
16
17#欢26
吸声体:121.8m2
17
17#14-16
吸声体:124.8m2
18
17#14-3015
吸声体:160.8m2
19
新12#站17-311
吸声体:196.6m2
20
新12#站16-11
吸声体:177.2m2
21
新20#站11-
吸声体:163.1m2
22
新20#站7-511
吸声体:191.9m2,隔声屏障:12m2
23
新20#站6-013
吸声体:192m2,隔声屏障:12m2

1.5.3主要经济指标
主要经济指标表
序号
项目
单位
数据或标准
备注
1
工程费用
万元
297.23

2
其它费用
万元
43.75

建设单位管理费(含监理费)
万元
10.24

设计费
万元
16.52

可行性研究费
万元
17.00

3
基本预备费
万元
33.54

4
建设投资
万元
374.52

1.5.4研究结论
本项目严格遵守国家、地方、行业的有关政策和法规,采用成熟、可靠的降噪技术方案,选用投资少的材料,并充分考虑了节能、环保措施,各配套系统设计方案切实可行。本工程投产后,将解决欢采增注泵站噪声超标的问题,使作业人员的职业健康得到有效保护。本项目完全可行。
2自然条件和社会条件
2.1自然条件
2.1.1增注泵站位置、地形、地貌及地质条件
欢采各个增注泵站位于盘锦市欢喜岭油田。在地貌上属于辽河河口三角洲,海陆交互相沉积。沉积地层为第四系,上部以粘性土为主,向下以砂土为主。
2.1.2气象、水文资料
极端最高气温 35.2℃
极端最低气温 -28.2℃
无霜期 172d
冬季日照率 69%
夏季最热月平均气温 28.2℃
冬季最冷月平均气温 -15.7℃
夏季通风室外设计温度 27℃
冬季通风室外设计温度 -11℃
最热月份平均相对湿度 82%
最冷月份平均相对湿度 54%
年平均相对湿度 70.5%
年平均大气压 1016.222mPa
最高大气压 1046.1mPa
最低大气压 983.7mPa
最大地面风速(10分钟) 25.7m/s
平均风速 4.6m/s
冬季主导风频 东北北(NNE)
夏季主导风频 西南南(SSW)
年平均降雨量 616.6mm
日最大降雨量 142.2mm
一小时最大降雨量 47.8mm
一次暴雨持续时间 3d
一次暴雨降雨量 236.4mm
五分钟最大降雨量 13mm
十分钟最大降雨量 22.8mm
雪载荷 0.30kN/m2
最大冻土深度 1130mm
年平均雷电天数 23.4d
最多雷电月份 6月
最多雷电天数 1d
地下水水位埋深1.5m,变幅为0.5m左右,属于第四系孔隙潜水,主要是大气降水入渗补给,以蒸发排泄为主,季节性变化大,丰水期地下水位将有所上升。
抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计特征周期0.35s,设计地震分组为第一组。
2.2社会条件
盘锦市隶属于辽宁省,辖2个县、2个区,全市人口近110万人;海岸线118km,全市苇田面积近8万公顷,是全国最大苇田。主要粮食作物是水稻,地处沿海,地势低洼,地下水均为咸水,土壤普遍有不同程度盐渍化,日照充分,雨量适中,地表水源丰富,地下蕴藏着丰富的石油、天然气等矿产资源,辽河油田在此开发了19个油田,对其建设和发展起到了极大的促进作用。
2.3地域条件
2.3.1交通运输
盘锦市的交通建设,经过多年来长期的发展,形成了以沈山、北京、大连等高速公路为主骨架、以国省县乡公路为连接,功能互补、四通八达、顺畅便捷的路网新格局;以铁路、公路和水路为主导的综合运输体系,极大地带动了盘锦市乃至整个辽西地区经济的快速发展。
2.3.2供电
辽河油田欢喜岭采油厂所在区域已有完整的供电网络,满足油田生产需求。
2.3.3通信
辽河油田欢喜岭采油厂所在区域已有完整的通信网络,所有场站均有固定式或移动式电话,满足油田生产需求。
2.3.4给排水
辽河油田欢喜岭采油厂的生产区域内都有完整的给水、排水系统。
2.3.5 社会依托
辽河油田欢喜岭采油厂位于盘锦市,生活服务等公用设施有可靠的依托。

3噪声超标治理技术选择研究
3.1中国噪声控制技术发展简况
噪声污染的控制是环境与劳动保护行业中的一个重要部分。中国的噪声控制起步于上世纪八十年代末期,在上世纪九十年代得到迅速发展,进入本世纪后,逐步进入调整、完善和进一步提高的阶段。在上世纪九十年代,噪声与振动控制作为一个专业在科研单位、大专院校得到重视,有相当多的人投入到这方面的科研设计工作,从而促进了噪声控制行业的发展。
当前,噪声与振动控制研究、设计、监测、计量的技术队伍已基本形成,噪声与振动控制的产品已基本满足噪声治理工程的需要。中国噪声与振动控制行业生产的产品其原理和技术方面与国外产品差距并不大,可是在质量方面,特别是工艺水平方面尚有一定差距,尚需在加强质量管理、提高加工设备精度、改进加工工艺等重要环节做进一步的工作,以提高产品质量。
现在国内噪声控制产品主要分为以下六大类:
(1)消声装置:各类消声器;
(2)隔声装置:隔声屏障、隔声门、隔声窗、隔声罩、隔声间等;
(3)吸声装置:吸声材料、吸声结构、空间吸声体;
(4)隔振装置:各类隔声器、隔振材料;
(5)阻尼减振材料;
(6)个人防护装置:耳塞、耳罩。
3.2噪声控制的基本方法
噪声对人的健康和正常生活造成严重危害和影响,每采取一项噪声污染控制措施都必须从环境要求、技术政策、经济条件等多方面进行综合考虑。
当前国内外噪声治理按照治理途径不同,基本上可把治理方法分为三大类:一是从声源上治理,具体方法是根据声源性质不同,对产生声源的设备采取提高加工精度,或者采用新型材料等措施降低设备在运行过程中所产生的电磁、机械噪声;二是在噪声传播路径上采取隔声、吸声、消声措施,这是当前被广泛应用的一类噪声治理措施;三是在接受者方面,经过佩戴耳罩等劳动保护措施,间接性地进行噪声防治。
3.3常见噪声超标治理技术简介
3.3.1吸声处理技术
吸声处理技术是噪声控制中降低室内反射声的措施,实验证明反射声的存在可使声音提高10-12dB(A)。若在室内天花板和墙面或空间安装吸声材料或吸声构造,就能吸收一部分声能,使反射声减弱,使室内总的噪声声级下降,这种降低噪声的方法叫吸声处理。
吸声材料为多孔材料,当声波投射到多孔材料表面时,一部分声波被反射,一部分声波透入多孔吸声材料。透入的声波将激发材料空隙中的空气分子和筋络振动,由于空气分子间的粘滞性和空气与筋络间不断进行热交换,使声波的能量转化为热能而耗损,这就是多孔材料的吸声机理。常见的多孔材料分为无机纤维材料、有机纤维材料、泡沫塑料材料和颗粒类吸声材料等几大类。
一般多孔吸声材料的吸声性能对高频声吸声效果好,但对低频声的吸收效果较差,虽然可采取增加材料厚度或容积密度、设置空气层等措施来改变对低频声的吸收效果,但受各种条件制约,均不是最佳方案。当前普遍采用共振原理做成各种共振吸声构造对低频声进行吸收处理。
常见的吸声构造为薄板共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构、微穿孔版共振吸声结构及空间吸声体等。
(1)薄板共振吸声结构
薄板共振吸声结构式把薄的金属板、胶合板、硬质纤维板、石膏板等板材周边固定在框架上,将框架固定在刚性薄壁上,薄板与刚性壁面间留有一定厚度的空气层的吸收构造。
(2)穿孔板共振吸声结构
穿孔板共振吸声结构是在薄板上按一定排列钻很多小孔或开狭缝,将穿孔板固定在框架上,框架安装在刚性板壁上,板后留有一定厚度的空气层。这种结构式噪声控制中应用较广的吸声装置。
(3)微穿孔板共振吸声结构
微穿孔板共振吸声结构中采用的是微穿孔板,微穿孔板的板厚小于1mm,在薄板金属板上钻孔径为0.8-1mm的微孔,穿孔率为1%-5%,安装方法同薄板共振吸声构造一样,板后留有一定厚度的空气层,起到共振薄板的作用。微穿孔板吸声构造是一种新型的吸声构造,具有吸声系数大、吸声频带宽、构造简单、成本低等优点;使用范围大,可在高温、高湿和高速气流、腐蚀等特殊环境下使用。
(4)空间吸声体
有框架、吸声材料和护面结构制成各种形状悬吊在空间特定位置上的单块,称空间吸声体。一般为平板形、圆形、圆锥形、圆柱形等,其中以平板矩形最为常见。吸声体最突出的特点是具有较高的吸声效率,另外吸声体能够预制,安装方便,合理的形状和色彩还能够起装饰作用。空间吸声体主要适用于混响声大、噪声高,又无法采用隔声处理或无法布置吸声材料的房间。
3.3.2隔声处理技术
隔声技术是噪声控制工程中常见的主要技术措施之一。应用隔声技术将噪声源和接受者分开,在噪声的传播途径中降低噪声污染的技术称隔声。利用设计和合理选择隔声处理的方式和结构,采用隔声屏障、隔声罩、隔声间等隔声措施,能降低噪声20-50dB(A)。
(1)分隔墙
在一个大的房间内设置隔声构件,用一砖墙将房间分离为两部分,室内一边设有声源,称为发声室;另一边室内没有声源称为接收室,这砖墙就称为分隔墙。当发声室内的声源工作时,声源发出的声音在室内传播,一部分声能被吸收,另一部分声能透过分隔墙传到接收室。传到接收室的声能不但与分隔墙的隔声量有关,还与分隔墙的有效面积和接收室的房间常数有关。
(2)隔声屏障
隔声屏障是位于声源与接收者之间的遮挡结构,主要用于阻挡直达声的传播。当声波在传播过程中遇到隔声屏障,若隔声屏障尺寸大于声波波长,就会产生反射、投射和衍射,阻止直达声的传播,隔离投射声,并使衍射声的声能有足够的衰减。由于隔声屏障都由密实材料制成,因此不再考虑透射声。由于衍射,在隔声屏障后面一定距离内形成”声影区”,利用此区域来避免工作人员受直达声的伤害,就是隔声屏障的工作原理。
(3)隔声罩
把隔声材料制成的密闭罩子罩住声源,是降低噪声影响的有效措施之一。隔声罩能够制成全封闭式或开口式。有开口的称为局部隔声罩。隔声罩一般采用薄金属板制作,在内表面敷设吸声材料,还能够在内外表面涂覆阻尼层,遏制振动。在设计时要使内壁面与声源之间留有较大空间,避免罩壁受强噪声激发而共振。若声源有振动还应将隔声罩做隔振处理。封闭性隔声罩一般有25-30dB(A)的插入损失,噪声频率为高频时效果更好,局部隔声罩的插入损失一般都在20dB(A)以下。
3.3.3消声处理技术
消声器是一种既能允许气流顺利经过又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。
空气动力性噪声是一种常见的噪声污染,各种动力机械设备、通风空调设备、气动工具、内燃机发动机、压力容器及管道阀门等进排气,都会产生声级很高的空气动力性噪声。控制这种噪声最有效的方法之一是在各种空气动力设备的气流通道上或进排气口上加装消声器。
消声器分为阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器、扩散性消声器、损耗性消声器等,前三种消声器为常见消声器,在不同的声场环境中选择使用不同类型的消声器以达到最佳效果。
3.3.4阻尼与隔振技术
物体振动时,除辐射空气声外,还不断将振动传递给基础。人体感觉的振动频率分为3段:低频段为30Hz以上;中频段为30~100Hz;高频段为100Hz以上。人体对振动的感觉不但与振动频率有关,还与振幅有关。最有害的振动频率是人体某些器官的固有频率吻合的频率。低于2Hz的频率振动非常危险。振动控制与噪声控制不同之处是采用阻尼、隔振、吸振等措施减轻低频振动并阻止其传播,保护人及灵敏仪器设备免受振动影响。
隔振是经过降低振动强度来减弱固体声传播的技术。具体措施是将振源与基础或其它物体的近于刚性连接改为弹性连接,防止或减弱振动能量的传播。实际上振动不可能完全隔绝,因此一般称隔振或减振。
阻尼抑制振动的主要作用是:减弱沿结构传递的振动能量;减弱共振频率附近的振动;降低结构自由振动或冲击引起的振动。阻尼减弱了结构振动,就相应降低结构噪声。阻尼技术主要用于降低结构在共振频率声的振动。如某结构有3个共振频率,在这3个共振频率上传导率呈现出最强,涂以阻尼材料后,该结构将不再出现最强传导率。
3.4降噪技术在油田的实践应用情况
3.4.1国内油田
国内油田较早开始噪声治理的主要有长庆油田等。
长庆油田公司从 开始对下属的生产作业场所进行噪声治理,主要治理范围包括各采油厂、输油公司的注水泵房、输油泵房、循环泵房、排污泵房、水处理间、加药间、锅炉房、值班室,各采气厂和天然气处理厂、净化厂的压缩机厂房、装置区厂房、发电机房、脱硫泵房、甲醇车间、净化车间、锅炉房、值班室,采油五厂体育馆等。主要治理措施包括室内强吸声、室内隔声屏障、消声器、室外隔声屏障、隔声门窗、减振墙面和地面、减振包扎等。
各油田开展的生产场所噪声超标治理工程,基本均取得了良好的治理效果,最终达到了国家标准的有关规定。
3.4.2辽河油田
辽河油田公司从 开始对下属的生产作业场所进行噪声治理,主要治理范围包括各采油厂的注水泵房、增压泵房、外输泵房、湿蒸汽发生器间、值班室,油管厂清洗车间、电镀车间等。主要治理措施包括室内强吸声、室内隔声屏障、消声器、隔声门窗、大型设备隔声罩、空间吸声体、减振墙面和地面等。
其中油田内部多处注水站(茨榆坨采油厂包三区注水泵房、茨榆坨采油厂茨3注水站等)采用隔声屏障结合空间吸声体方案进行噪声治理,都取得了理想的降噪效果。
4欢采注水泵降噪方案
4.1欢采各增注泵站现状
对欢采23座增注泵站安装隔声和吸声设备,各个站情况如下:

站名
位置
泵房尺寸(m)
泵房结构
增注泵类型、数量
1
新4#站
站内
13.5×7.15×3.3
彩钢板结构
2台柱塞式增注泵:
3ZY125-5/45-22,55kW
3ZY125-5/45-32,55kW
2
18#站
站内
16.5×9.0×4.2
(12.0×9.0×4.2)
砖混结构,设库房和配电间
2台柱塞式增注泵:3S175A-13/35,160kW,
1用1备;十井式分水器
3
新36#站
站内
18.9×6.9×4.2
(15.3×6.9×4.2)
彩钢板结构,设库房和配电间
2台螺杆增注泵:ZZSB130W-160/20,90kW,
1用1备;五井式分水器
4
37#站
站内
18.9×6.9×4.2
(15.3×6.9×4.2)
彩钢板结构,设库房和配电间
2台螺杆增注泵:ZZSB130W-160/20,90kW,
1用1备;五井式分水器
5
新58#站
站内
16.5×7.15×3.5
彩钢板结构
2台螺杆式增注泵:
ZZSB130W-300/10,75kW
6
61#站
站内
17.2×8.31×4.2
(13.6×8.31×4.2)
彩钢板结构,设值班间和配电间
3台柱塞式增注泵:3ZY-13.8/10-25,1台,90kW; 3ZY-12.5/12-25,2台,75kW,
1用1备;七井式分水器
7
16#站
13-5315
16.37×5.31×3.5
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:CYZSB-C130W,75kW
8
17#站
11-16
16.53×4.08×3.5
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:CYZSB-C130W,75kW
9
18#站
11-5017
12.0×4.0×4.0
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:CYZSB130W-50/35,75kW
10
18#站
13-2117
17.17×5.4×3.5
彩钢板结构
1台柱塞增注泵:3ZY125A-8.7/45-25,90kW
11
16#站
12-5013
14.4×5.4×3.5
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:
CYZSB-C130W,75kW
12
16#站
13-5114
16.7×5.4×3.5
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:
CYZSB-C130W,75kW
13
16#站
12-5215
16.7×5.4×3.5
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:
CYZSB-C130W,75KW
14
17#站
13-5115
12.0×4.0×4.0
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:
CYZSB-C130W,75kW
15
17#站
12-516
8.01×5.94×3.5
彩钢板结构
1台柱塞增注泵:
3S75-2.4/35,30kW
16
17#站
欢26
8.6×6.15×3.5
彩钢板结构
1台柱塞增注泵:
3S75-2.4/35,30kW
17
17#站
14-16
8.07×4.85×3.5
彩钢板结构
1台柱塞增注泵:3ZY125A-8.7/45-25,90kW
18
17#站
14-3015
12.5×5.9×3.5
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:ZZSB130W-80/15,75kW
19
新12#站
17-311
17.68×4.36×3.5
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:ZZSB101W-40/20,37kW
20
新12#站
16-11
17.68×4.36×3.5
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:ZZSB101W-40/20,37kW
21
新20#站
11-
16.88×4.7×3.4
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:TTSB101N70/10,22kW
22
新20#站
7-511
16.0×5.0×3.5
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:
CYZSB-C130W,75kW
23
新20#站
6-013
16.0×5.0×3.5
彩钢板结构
1台螺杆增注泵:
CYZSB-C130W,75kW

4.2噪声控制分析与计算
现以61#增注站为例进行分析与计算:
4.2.1 61#增注站简介:
61#增压站规模180m3/d,来水压力10～16MPa,增压泵出口压力25MPa。增注泵房内均匀布置3台柱塞式增注泵,其中2台75kW,1用1备;1台90kW。
增注泵房为轻钢结构,屋面与四周墙壁为夹心彩钢板,房间高度4.2m,平面轴线尺寸:17.2×8.31m。除去值班间与配电间,泵房内尺寸13.6×8.31m。

4.2.2调查、测试噪声污染情况:
增注泵房间内主要的声源设备是3台增注泵,根据<噪声控制及应用实例>(周新祥编著,1999),增注泵其噪声主要是由驱动电动机产生,泵体本身所产生的噪声一般要小于驱动电动机15 dB以上,在类似的噪声治理工程中一般不将其作为主要声源考虑,由于声源尺寸远小于整个房间尺寸,上述声源可按点声源考虑。由此,可将增注水站内噪声声场模拟归纳为数量有限分散点声源声场;由于上述声源被封闭在增注泵房内,存在混响现象,因此本工程能够按数量有限分散点声源混响声场考虑和计算。
(1)各声源点噪声强度计算
电动机的噪声主要是由空气动力性噪声、电磁噪声和机械噪声三部分组成,正常工作状态下,空气动力性噪声为主,其强度超过后两者之和。电动机噪声其频率覆盖整个可听频率范围,其中以中、低频较为突出。
关于电动机噪声强度的理论计算,根据<噪声控制及应用实例>(周新祥编著,1999)电动机的声功率级可按下式估算:
Lw=a+10LgNn2
其中:Lw-电动机声功率级,单位dB
a-常数,单位:dB,取值9±1dB
N-电机功率,单位:kW
n-电动机转速,单位:转/分,取值1480转/分
根据上述公式计算出注水泵驱动电动机噪声强度理论值:
75kW增注泵噪声强度理论值:89dB
90kW增注泵噪声强度理论值:90dB
4.2.3确定减噪量
根据<噪声控制及应用实例>(周新祥编著,1999),房间内某一点的噪声是由直达声与反射声两部分构成的。
直达声的声压级由下式计算:

反射声的声压级这样计算:

房间内直达声和反射声叠加后总声压级为:

临界距离以内,噪声以直达声为主;临界距离以外,混响为主。
临界距离由下式确定:
rc=0.14(RQ)1/2
Q-声源方向指数,取值8
R-室内房间常数(m2)R=Sα/(1-α),其中S为房间内表面面积,取值410m2;
α为房间平均吸声系数,彩钢板取值0.01。
r-计算距离
计算结果:
R=4.14,rc=0.80m
在计算过程中,按照设计要求75kW注水泵1用1备,因此注水泵声源取2个(1个90kW和1个75kW注水泵)。计算结果在下图中表示:

按照面积加权平均的计算方法,上图理论平均噪声强度数值为92.5 dB,不能满足<工业企业设计卫生标准>中85 dB上限数值,因此必须进行噪声治理。减噪量为7.5 dB。

其它各站噪声强度情况: 噪声强度、减噪量单位:dB
增注泵房
室内噪声强度
减噪量
增注泵房
平均噪声强度
减噪量
新4#站
90.2
5.2
16#站12-5215
93
8
18#站
94
9
17#站13-5115
91.3
6.4
新36#站
91.5
6.5
17#站12-516
90.5
5.5
37#站
91.5
6.5
17#站 欢26
90
5
新58#站
92
7
17#站14-16
98.87
13.87
16#站13-5315
91.3
6.4
17#站14-3015
91.3
6.4
17#站11-16
91.3
6.4
新12#站17-311
89.5
4.5
18#站11-5017
91.3
6.4
新12#站16-11
89.5
4.5
18#站13-2117
92.15
7.15
新20#站11-
87.5
2.5
16#站12-5013
91.3
6.4
新20#站 7-511
91.3
6.4
16#站13-5114
91.3
6.4
新20#站 6-013
91.3
6.4
4.2.4确定噪声控制方案
前面已经介绍:当前国内外噪声治理按照治理途径不同,基本上可把治理方法分为三大类:一是从声源上治理,二是在噪声传播路径上采取隔声、吸声、消声措施,三是在接受者方面,经过佩戴耳罩等劳动保护措施,间接性地进行噪声防治。
上述三类措施中,从声源治理当前存在较多困难,不宜采用;接受者方面治理,又存在影响操作等弊病,也不宜采用,唯一可选的方法是在传播路径上进行噪声控制,这也是当前国内外在噪声治理工程中应用最为普遍的方法。本设计结合工程条件和工程经验,对下列两个方案进行了对比和分析:
方案一是隔声屏障结合吸声体方案,就是在增注泵四周布置活动式隔声屏障隔声,泵房墙壁和屋顶安装一定面积的吸声材料吸声。
该方案的优点是在混响为主的声场中,降噪效果较为明显,特别是用在一些需要经常进行检修和维护的噪声设备降噪工程中,由于噪声治理设备布置在设备周边,几乎对设备的日常维护与检修不产生任何的不便,因而受到操作工人的普遍欢迎。同时,由于降噪所用的隔声屏障可轻便移动,设备日常检修以及大型维护都较为方便。缺点是工程投资相对稍高。
方案二是隔声罩方案,采用隔声结构物,将声源设备封闭在隔声罩中,阻隔噪声传播路径,降低噪声向外辐射强度。
该方案一般用在声源点数量较少,或单个声源强度异常突出,设备的日常检修维护工作量不大的降噪工程中。工程实践表明,只要选择合理的隔声结构物,该类方法也取得良好的降噪效果。其突出的优点较多:技术措施简单、体积小、用料少、投资少。可是,将噪声封闭在隔声罩内,需要考虑设备运转时的通风、散热问题;同时隔声罩较为沉重,移动和拆除较为困难,给设备的检修和维护会带来一定的困难。在空间狭小的增注泵房内也不宜采用。
本工程采用方案一进行设计:
(1)吸声减噪计算(吸声系数按0.85取值)
房间内某一点的噪声是由直达声和反射声两部分构成的:
直达声的声压级由下式计算:

反射声的声压级这样计算:

房间内直达声和反射声叠加后总声压级为:

从上式中能够看出,房间内噪声变量仅仅与房间常数有关。那么,我们能够假设室内吸声处理前后的声压级、房间常数和平均吸声系数分别为Lp1、R1、α1和Lp2、R2、α2,则有:

从上式能够看出,如果在一个大的房间里,该点在声源附近时,则噪声以直达声为主,这时Q/(4πr2)>>4/R,忽略4/R的影响,则降噪量为:

上式说明:吸声处理对近声场无降噪效果。
若该点与声源的距离足够远时,噪声以反射声为主,Q/(4πr2)<<4/R,忽略Q/(4πr2)的影响,则噪声降低值为:

此式可计算:在扩散房间内远离声源处的最大吸声降噪值。由于α1α2<<1,因此上式可简化为:

在噪声控制的实际工程中,由于声源的叠加和声波的传播较复杂,直达声和反射声参混在一起,单独分析直达声和反射声很困难,也没有必要,人们所关心的则是吸声处理后整个房间的噪声平均减低情况。上式可计算出平均吸声减噪量,计算结果为:
ΔLp=10lg0.85/0.2=6.3dB
（1） 隔声屏降噪效果计算(隔声屏障高度按H=2.35m计算)
①自由声场条件下隔声屏障的降噪量:
根据声学中有关隔声屏障控制噪声的相关理论,声源处于自由(半自由)声场和室内声场的不同条件下,隔声效果与有关计算理论都存在较大差异;显然在自由(半自由)声场条件下,同等尺寸的隔声屏障隔声效果在自由声场中要优于室内声场,这是因为自由声场中隔声屏障直接隔绝声源传播来的直达声,自由声场中不存在反射声,因此可不考虑反射声波等的影响。
自由声场中隔声屏障降噪量计算公式:
ΔL=10lgN+13
N=2/λ·(A+B-d)
A- 噪声源到隔声屏顶端的距离(m)
B- 接收点到隔声屏顶端的距离(m)
d-声源到接受点之间的直线距离(m)
λ-声波频率
N-菲涅尔系数

由上面计算公式及模型简图能够看到:隔声效果只与声波频率,隔声屏障的高度以及声源点与测试点位置有关,经过计算得到菲涅尔系数N,然后算出隔声数值。
②室内条件下隔声屏障的降噪量:
当声屏位于室内时,隔声屏障要考虑室内的吸声处理。实验室和理论研究表明,当室内壁面和天花板以及隔声屏表面的吸声系数趋于零时,室内形成混响声场,隔声层的降噪量为零。因此,隔声屏障要与吸声材料同时应用。
隔声屏的实际降噪效果受室内的声源指向性因素和室内吸声情况的影响,这样,室内隔声屏的降噪效果可由下式近似计算:

式中:
Q-声源方向指数
d-声源至受声点直线距离(m)
S0α0-设置隔声屏前室内的总吸声量(m2)
S-隔声屏边缘与墙壁、平顶之间开撇部分的面积(m2)
η-隔声屏衍射系数,η=1/(3+20N)
K1=S/(S+S1α1)
S1α1-隔声屏放置后声源一侧的吸声量(m2)
K2=S/(S+S2α2)
S2α2-隔声屏放置后接受者一侧的吸声量(m2)
按照上面计算模型,将隔声屏障设置于注水泵四周,隔声屏障高度2.35m,以500赫兹噪声做标准(增注泵站内噪声以中、低频为主,500赫兹代表性较高)
计算得:ΔL=10.5dB
(3)计算结论
经过上述计算,吸声减噪量为6.3dB,隔声屏障减噪量为16.5dB,总减噪量为22.8dB。经上述噪声治理后,室内(隔声屏障外)大部分区域噪声强度约70.7dB,满足国家规定。
(4