柴油發(fā)電機(jī)房降噪治理的原則是在確保機(jī)組通風(fēng)條件,即不降低輸出功率的前提下,采用高效吸音材料和降噪消聲裝置對(duì)進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行處理,使之達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)電機(jī)組降噪最根本的辦法是從聲源著手,采用一些常規(guī)的降噪技術(shù),如消聲器,隔聲、吸聲隔振等乃是最有效的辦法。
石油鉆機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)主要來(lái)源于柴油機(jī),柴油機(jī)的功率較大,一般為800KW左右,一套5000M的鉆機(jī)一般需要3臺(tái)柴油機(jī),一套7000M的鉆機(jī)一般需要4臺(tái)柴油機(jī),柴油機(jī)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生的噪聲,尤其鉆機(jī)用的柴油機(jī)由于功率大,且相互之間互相影響,噪聲尤為突出,即使在野外,在很遠(yuǎn)的地方也能聽(tīng)見(jiàn)柴油機(jī)的聲音。
石油鉆井作業(yè)產(chǎn)生的噪聲,因?yàn)橐巴饴短?,流?dòng)性作業(yè),噪聲污染范圍是局限的,又是暫時(shí)的,給人們感覺(jué)上造成了短期影響行為,因此噪聲的污染危害在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,一直未引起足夠重視。但是近幾年來(lái),隨著人們環(huán)境意識(shí)日益增強(qiáng)和國(guó)家有關(guān)環(huán)境噪聲法律、法規(guī)制度及標(biāo)準(zhǔn)的頒發(fā),不斷完善與實(shí)施,石油鉆井作業(yè)產(chǎn)生的噪聲污染和危害,使當(dāng)?shù)鼐用窦肮ぷ魅藛T的工作、生活和身心健康都受到損害,夜間干擾更為嚴(yán)重,已引起了油氣田廣大職工干部的高度重視和當(dāng)?shù)卣叭罕姷年P(guān)注。因噪聲污染引起工農(nóng)關(guān)系緊張及污染賠款等問(wèn)題,已嚴(yán)重影響著鉆井作業(yè)的正常生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。
鉆機(jī)柴油發(fā)電機(jī)組噪聲源分析
鉆機(jī)柴油發(fā)電機(jī)組的主要噪聲源均為柴油機(jī)產(chǎn)生,包括排氣噪聲、機(jī)械噪聲和燃燒噪聲、冷卻風(fēng)扇和排風(fēng)噪聲、進(jìn)風(fēng)噪聲、發(fā)電機(jī)噪聲、地基振動(dòng)的傳遞所產(chǎn)生的噪聲等,柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí),通常會(huì)產(chǎn)生95~128 db(a)的噪聲。
(1)排氣噪聲。排氣噪聲是一種高溫、高速的脈動(dòng)性氣流噪聲,是發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲中能量最大的一種,其噪聲可達(dá)100 db以上,是發(fā)動(dòng)機(jī)總噪聲中最主要的組成部分。發(fā)電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的排氣噪聲通過(guò)簡(jiǎn)易排氣管(發(fā)電機(jī)組原配排氣管)直接排出,并且隨氣流速度增加,噪聲頻率也顯著提高。
(2)機(jī)械噪聲和燃燒噪聲。機(jī)械噪聲主要是發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受氣體壓力和運(yùn)動(dòng)慣性力的周期變化所引起的震動(dòng)或相互沖擊而產(chǎn)生的。它具有噪聲傳播遠(yuǎn)、衰減少的特點(diǎn)。燃燒噪聲是柴油在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)震動(dòng)和噪聲。
(3)冷卻風(fēng)扇和排風(fēng)噪聲。機(jī)組風(fēng)扇噪聲是由渦流噪聲、旋轉(zhuǎn)噪聲以及機(jī)械噪聲組成。排風(fēng)噪聲、氣流噪聲、風(fēng)扇噪聲、機(jī)械噪聲會(huì)通過(guò)排風(fēng)的通道傳播出去,從而對(duì)環(huán)境造成噪聲污染。
(4)進(jìn)風(fēng)噪聲。進(jìn)風(fēng)通道的作用是:保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作以及給機(jī)組本身創(chuàng)造良好的散熱條件。機(jī)組的進(jìn)風(fēng)通道必須能夠使進(jìn)風(fēng)順暢進(jìn)入機(jī)房,但同時(shí)機(jī)組的機(jī)械噪聲、氣流噪聲也會(huì)通過(guò)這個(gè)進(jìn)風(fēng)通道輻射到機(jī)房外面。
(5)地基振動(dòng)的傳遞噪聲。柴油機(jī)強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)可通過(guò)地基遠(yuǎn)距離傳播到室外各處然后通過(guò)地面再幅射噪聲。
由于卡特彼勒的發(fā)電機(jī)是國(guó)際的知名品牌,其機(jī)組的性能代表當(dāng)今世界的發(fā)電機(jī)組的先進(jìn)水平,因此對(duì)機(jī)組本身的結(jié)構(gòu)及材料不能做任何改動(dòng),所述的機(jī)械噪聲,燃燒噪聲不是本文研究的內(nèi)容。
房體降噪的研究和相關(guān)設(shè)計(jì)
柴油發(fā)電機(jī)房降噪治理的原則是在確保機(jī)組通風(fēng)條件即不降低輸出功率的前提下,采用高效吸音材料和降噪消聲裝置對(duì)進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行處理,使之達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)電機(jī)組降噪最根本的辦法是從聲源著手,采用一些常規(guī)的降噪技術(shù);如消聲器,隔聲、吸聲隔振等乃是最有效的辦法。降噪設(shè)計(jì)的基本思路是:首先查明各種聲源中的最大噪聲成分及其頻率特性,采取有關(guān)技術(shù)措施,將各聲源的噪聲級(jí)盡量降低到大致相同的水平,其中容易降低的噪聲源可以降低的多一些,降噪還要和其他技術(shù)要求(如對(duì)機(jī)組輸出功率的影響、降噪成本等多種具體因素)綜合起來(lái)考慮。使噪聲在房體外1米處測(cè)得的音量≤85dB。
2.1鉆機(jī)柴油機(jī)房降噪原理
多孔吸聲材料,如玻璃棉、巖棉、吸音網(wǎng)眼布,吸音網(wǎng)眼板等具有良好的吸聲性能,不是因?yàn)楸砻娲植冢且驗(yàn)槎嗫撞牧暇哂写罅康膬?nèi)外連通的微小孔隙和孔洞??障吨g互相連通,孔隙深入材料內(nèi)部。當(dāng)聲波入射到多孔材料上,聲波能順著孔隙進(jìn)入材料內(nèi)部,引起空隙中空氣分子的振動(dòng)。由于空氣的粘滯阻力、空氣分子與孔隙壁的摩擦,將聲能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能而消耗掉了,因而能吸聲。表面粗糙的材料,不一定吸聲,如拉毛水泥等,外表粗糙但內(nèi)部致密,早期在影院墻面上常見(jiàn),現(xiàn)已不用。內(nèi)部存在大量孔洞的材料也不一定吸聲,如包裝用的泡沫,內(nèi)部有許多泡沫但相互獨(dú)立不貫通,有很好的減振作用,但由于空氣無(wú)法進(jìn)入材料內(nèi)部,因而不吸聲。
2.2柴油發(fā)電機(jī)組房體降噪具體施工措施
(1)采用高效減震膠墊對(duì)機(jī)組采取隔震處理,現(xiàn)在這一部分技術(shù)已經(jīng)非常成熟。經(jīng)過(guò)隔震處理,機(jī)組表面的震動(dòng)被有效隔斷。
(2)在傳播通道上進(jìn)行降噪處理,將發(fā)電機(jī)組排氣管加裝減震軟連接,減少聲源對(duì)外輻射;根據(jù)消聲原理,消聲器結(jié)構(gòu)可采用阻性消聲器,其利用多孔吸聲材料,以一定方式布置在管道內(nèi),當(dāng)氣流通過(guò)阻性消聲器時(shí),聲波便引起吸聲材料孔隙中的空氣和細(xì)小纖維的震動(dòng)。由于摩擦和粘滯阻力,聲能變?yōu)闊崮芏?,從而起到消聲作用?br />
(3)房體各壁采用多層降噪材質(zhì)組合而成,房體—巖棉—吸音網(wǎng)眼布—吸音網(wǎng)眼板。在機(jī)房?jī)?nèi)部發(fā)電機(jī)房的墻面增設(shè)吸聲墻面,既能降低機(jī)房?jī)?nèi)混響聲,同時(shí)提高隔聲效果,又可衰減機(jī)組運(yùn)行時(shí)的強(qiáng)噪聲向頂部直接傳遞;在發(fā)電機(jī)房的頂部增設(shè)吸聲吊頂,即能夠降低機(jī)房?jī)?nèi)混響聲,同時(shí)又能提高隔聲效果,使噪聲源在傳出機(jī)房前已被有效衰減以提高機(jī)房的降噪效果。
(4)在設(shè)計(jì)進(jìn)、出風(fēng)時(shí),充分考慮機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)所需的最低進(jìn)出風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),同時(shí)要解決機(jī)房?jī)?nèi)的散熱問(wèn)題,進(jìn)風(fēng)口應(yīng)與發(fā)電機(jī)組、排風(fēng)口設(shè)置在同一直線上。進(jìn)排風(fēng)口應(yīng)配以阻性片式吸音柵。
石油鉆機(jī)柴油發(fā)電機(jī)組噪聲是整個(gè)鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)最大的噪聲源,對(duì)環(huán)境保護(hù)的影像很大,不符合健康,安全與環(huán)境管理體系(HSE)的要求,因此需要防范,本文針對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行了研究,對(duì)發(fā)電機(jī)組房體降噪給出了具體施工措施,可為相關(guān)人員提供參考。