王涛

厦门华润燃气有限公司（361000）

CNG加气子站压缩机噪声治理

王涛

厦门华润燃气有限公司（361000）

加气子站核心设备为压缩机和与之配套的冷却系统，噪声源主要来自核心设备。这里以会展北CNG加气子站压缩机噪声治理工程中的具体情况为例，通过对CNG加气子站噪声源分析，阐述与之相对应的降噪措施，通过改造在实际应用中取得了很好的降噪效果，达到了治理目标。

CNG加气子站；天然气压缩机；噪声治理

1 现状概述

1.1 加气站及压缩机设备介绍

某加气站于2011年1月投产，因地理位置受限且无管道气源，故建设成为压缩机子站。该站利用母站运输过来的20 MPa长管拖车作为气源，通过压缩机加压后给天然气汽车进行加气。

该站配备有2台自贡通达橇装式子站天然气压缩机（型号为XD-13/35-250），将长管拖车的压缩天然气从20 MPa卸压为3.0 MPa，自动根据压缩机进气压力选择一级或二级压缩，经冷却后排出压力为25 MPa、温度≤45℃的压缩天然气输入储气井储存或直接送至加气机，对天然气汽车气瓶进行充装。压缩机房为简易轻钢结构，主要参数为主轴额定转速980 r/min，吸入状态压力20～3.5 MPa，终级排出状态压力25.0 MPa，隔爆电机功率90 kW，冷却风扇电机功率5.5 kW,水泵电机功率2.2 kW，橇装房外型尺寸4 400 mm×2 540 mm×2 590 mm。

1.2 噪声治理目标

该加气站位于福建省厦门市环岛干道于会展北路交界点，加气站东北侧为居民区。根据环保部门批复文件要求，加气站所处区域为二类声环境功能区，即居住、商业、工业混合区，加气站紧邻压缩机的边界围墙外1 m处，噪声限值为昼间≤60 dB（A），夜间≤50 dB（A），背景噪声的影响应根据国家标准进行修正[1]。

1.3 噪声现状

为进一步了解噪声现状，对现场实际噪声数值进行测量，测量结果显示该加气站压缩机运行时其边界围墙外1 m处等效声级高达67.1 dB(A)，远远超过《工业企业厂界环境噪声排放标准》中规定的2类声环境功能区的噪声排放限制，昼间为60 dB (A)，夜间为50 dB(A)。

对测量数据进行噪声特性分析，结果如图1所示。

图1 CNG加气站噪声频谱图

从监测的数据可以看出，造成该加气站噪声的声源主要是压缩机运行时产生的中、低频音，噪声声谱集中在50～800 Hz，低频噪声波形长、声能大、声压级高、衰减弱、穿透性强。各受声点频谱趋势较为相似，尤其中、低频部分。

2 CNG加气子站噪声源分析

CNG加气子站的噪声源主要为天然气压缩机和配套的冷却系统，其中冷却系统采用混冷形式，即水冷与风冷形式相结合。

天然气压缩机是一个多声源发声体，其噪声主要来源于进气噪声、排气噪声、机械噪声、电磁噪声。

2.1 进气噪声

往复式压缩机的工作特点是活塞在汽缸中进行周期性的往复运动，导致吸排气呈现间歇性和周期性。进气口间歇吸入天然气，产生压力脉动而传到空气中形成空气动力噪声。随着压缩机汽缸进气阀门的间断开启，气流在间断吸入到汽缸的时候，在进气口附近产生压力波动，以声波的形式从进气口辐射出来，从而产生进气噪声。

2.2 排气噪声

气体从阀门间断排出时，气流产生扰动所形成的噪声。主要有随着排气量的变化产生压力脉动，使管路产生振动，储气井产生声响；压缩气体通过阀的小孔时，以声速喷射，冲击阀门出口或阀门接管出口处，形成阀门噪声；压缩机放空时，气体急剧膨胀并以很高的流速进入回收罐，从而在管道的出口处产生强烈的涡流噪声。这种噪声虽然是间断出现的，但由于其频率和声压级都比较高，所以对周围环境影响很大。

2.3 机械噪声

由摩擦、磨损以及机构间的力传递不均匀产生的。压缩机运行时大部件快速旋转和反复运动，产生摩擦、冲击引起机件振动而产生的噪声。主要有活塞往复运动与汽缸壁摩擦，转子及其装配件的不平衡、转子齿合、转子转速波动引起的冲击噪声；机壳外部包括机壳、支撑结构、底座的振动与噪声；还包括电动机运转时轴承的噪声、转子不平衡引起的机壳振动发出的噪声等。

2.4 电磁噪声

由驱动电动机的磁场脉动引起的噪声。天然气压缩机驱动机、水泵电机、冷却风扇电机为同步电动机，电动机运转时，定子和转子之间基波磁通和高次谐波磁通沿径向进入气缝，在定子和转子上产生径向力，由此引起径向的振动和噪声。

3 降噪措施

基于该加气子站的特殊使用环境，进行天然气压缩机噪声治理,不仅需要考虑噪声的达标指数，还需要兼顾撬内通风散热、安全生产、方便维护等因数。为使得设备改造后能符合以上要求，降噪主要措施如下。

3.1 吸声隔声层

隔声罩墙体吸声隔声改造由吸声层+隔声层构成，吸声隔声层可以有效吸收隔离原隔声罩穿透出来的声能，尤其中、低频噪声源能够得到有效控制，减少隔声罩内高声压级向外辐射量。吸声隔声层设计采用“10 mm玻镁隔声板+轻钢骨架+50 mm48 K超细离心吸声材料+50 mm96 K专业吸声岩棉+吸声玻璃丝布+0.526 mm彩钢板”，吸声隔声层沿原隔声罩外围安装（新增隔声罩与原有隔声罩间距控制在300～500 mm，形成吸声空气层），各面连接处采用密封胶严格封堵，面板采用螺钉连接易于拆卸，隔声罩顶板部分设计为“人”字屋面结构，坡度既满足顶面出水要求又能有效保护吸声隔声层。

3.2 隔声门

门为隔声罩内噪声源泄露的另一主要因素，现有门扇面板的隔声量较差。为减少隔声罩强噪声能外泄，从安全角度出发，拆除原大门，确保内外腔联通，如有燃气泄漏可及时排放，内部可燃气体报警器也能同时起到报警作用。在隔声罩新增一道防火隔声门，新增隔声门外形尺寸将扩大约20 cm。隔声门为方便设备进出采用双开结构,门厚约为80 mm，门正反面均采用厚1.2 mm优质冷轧板，内衬隔热耐火材料（吸声材料+隔声材料），采用双道台阶式拼缝结构，门框填充隔声阻燃阻尼材质，表面无焊点，并以静电喷塑或烤漆涂饰处理，设计隔声门隔声量为35～40 dB(A)，能够完全满足边界噪声排放标准，隔声门采用的材质均符合A级防火性能。

3.3 阻抗复合型消声器

考虑到设备冷却风扇通风散热的需求，且隔声罩为密封结构，需设置通风消声器，利用原通风弯头位置安装消声器。消声器的设计既能够保证排气及散热的需求，又能够有效降低设备噪声。采用片式阻抗复合型消声器，小型消声器尺寸为1 m×0.5 m×0.8 m（大型消声器尺寸为0.7 m×1.1 m×1 m），消声片有效通流长度为0.80 m，消声片厚度为8 cm，消声片间距为8～10 cm，消声器有效通流面积为0.22 m2，该型消声器设计消声量在20～25 dBA，基本无压力损失。片式消声器消声量有如下计算公式：

DL=2.2φ（ao）L/BDB（A）

式中：DL为消声量；φ（ao）为消声系数，取0.8；L为消声段长取0.8 m、B为片间距，为0.08 m。

小型消声器消声量：DL=2.2×0.8×0.8/0.08=17.6 dB(A)

大型消声器消声量：DL=2.2×0.8×1/0.08=22 dB (A)

根据声能贡献量的区别 （抗性及绕射衰减）以及消声片消声效果叠加，消声器可满足隔声罩整体插入损失要求。

4 隔声降噪效果

采取吸声隔声层、隔声门、阻抗复合型消声器等综合降噪改造措施后，降噪效果十分明显，通过专业监测验收机构进行噪声监测验收，结果显示加气站紧邻压缩机的边界围墙外1 m处，昼间噪声为59 dB（A），夜间噪声为49 dB（A），符合二类声环境功能区标准要求，达到治理目标。

5 结语

该加气站降噪工程项目实施后，通过环保局环评验收，满足了工业企业厂界噪声二类标准的要求，同时使得加气站内操作人员的工作环境得到了良好的改善，具有很高的环境效益和社会效益。

[1]莫建炎.城区CNG加气站噪声治理[J].噪声与振动控制, 2012(1)：421-425.