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自主创新重要产品
输气管道站场降噪装置
王玉彬苗青祃伟阍锋朱峰
中国石油天然气集因公司油气储运重点实验室;中国石油管道公司管道科技研究中心
摘要:通过对输气管道分输站工艺区噪声的调研,掌提了噪声的超标范和分布。利用流体动力学理论对噪声
源内部流场进行分析,得到嗓声产生的机理。在国内外相关降噪技术不适用于輸气管道站场噪声治理的情况下,自主
研发了翰气管道站坜降噪裝置;通过政善噪声源内部流场特征的方式,在管道调压阀后増加拶板并在挡板后加装整流單,
调节调压处的速度流场分布,灡除气体的滿流、涡流和激波,从而降低调压、汇管及弯管处的噪声,从根源上解
决了嗓声超标难题。该新型降噪装置的结构主要包括消声段、整流段和连接法兰垫片,适用于管道上的阀门、江管和
管道变径等气动噪声处,可通过法兰安装于管内,具有装卸方便、成本低、不受胸门型号制等优点。通过现场应用
将噪声降到国家规定的噪声排放标准以下,保障了站场员エ身心使康。
关键词:站场;噪声;调压阀;流场;滌嗓裝羅
D?:10.39695is91002-302x.2015-z1.020
中图分类号:TE973.文献标识码:A
《中华人民共和国环境噪声污染防治法》第二章中同石油输气站场分输计量区噪声超标的难题。
第十条规定:在城市范围内向周围生活环境排放
「业噪声的,应当符合国家规定的工业企业厂界环境1输气管道站场噪声产生机理
噪卢排放标准。我国相应标准包括GB123148-2008《T.
目前国内输气管道设计中,控制噪声的通常做法
业企业厂界环境噪声排放标准》和GB72.2-2007《「に是将气体流速控制在20ms以内。但管道运行实践证明
作场所有害因素职业接触限值》。在这两个标准中规分输噪声的产生不仅与流速有关,还与站场「艺流程
定:企业员T「作场所喋声排放上限值为85AB(A);有关,仅控制流速不能满足噪声控制的要求。如武汉
不同功能区的厂界噪声排放限值最高为70B(A)。
东站,分输流速只有3m/s时,调阀后和汇管处噪声
输气站场噪声主要来源于压缩机汇作区和分输计就已经超标。
量区,因为通过加装隔声房可有效解决压缩机产生的
输气管道站场的值班调控、运行巡检人员长时间
噪声超标问题,所以输气站场噪声超标问题主要在分接触较强的噪声,会对员工身心健康带来一定的影响
输计量区。目前中国石油输气管道分输站场接近300个,和伤害。目前有些站场在阀组区设置了隔声板,为1
大约60%~70%的站场分输计量区不同程度存在着作作人员配备了耳塞等防护设备,但问题依然严重,没
业场所和厂界噪声超标问题,其中绝大多数站场位于有从根本上解决噪声问题
城市边缘,对站场员工和周边居民带来严重的噪声污
同时,对天然气站场噪声产生源的认识是确定的
染。针对分输计量区产生的噪声,国外一般采用带有噪声源存在于站场「艺区的调压阀、汇管和弯管等处
消声功能的专用调压阀,但这种调压阀价格昂贵、技其中主要的声源是调压阀。这些部位由于内部结构的
术保密、适用范围较小、维修不方便,不能完全解决特点,气体流动时会产生运动状态的变化、形成洲流
基金项目:中国石油管道公司项目“输气管道站场噪声控制技术研究”(编号:2010012);中国石油天然气与管道分公司项目“输
管道站场降噪技术及应用研究”(编号:2121)-4601-(503
获专利情况:“一种输气管道调压阀后的消声整流翠”(专利号:ZL21010584570)获国家发明专利;“一种具有消声整流功
能的输气管道汇气管”(专利号:ZL2)1026502935)、“一种高压輸气管道上的消声整流器”(专利号:ZL2)12215024.0)、“
种天然气管道降噪、防冰堵及冷能利用的装置¨(专利号:ZL2x2224759X)、“一种可定制的天然气管道内置防拷塞降噪装置”(专
利号:ZL21225879)、“高压输气管道上的一种消声器”(专利号:ZL2011212151490)、“天然气管道内置通用型消声装置”(专
利号:Z12012X243476)获国家实用新型专利和
第一作者简介:王玉彬,1981年生,27年毕业于中科院广州能源研究所并获硕士学位,高级工程师,主要从事油气管道流
动保障和安全环保方面研究工作。电话:0316-2174286,E- mail: hoboybwang@126com
70石油科技论坛?2015年増刊
王玉彬等:输气管道站场降噪装置
和涡流?,导致噪声的产生。
院声学研究所主要对噪声传播、监测与分析技术进行
调压阀后噪声主要包括机械振动噪声和流体动力了研究,其研发的多孔金属吸声材料目前多用于设备
学噪声。机械振动噪声是机械类振动、固有频率振动和内部吸声,但没有应用到高压输气管道;上海交通大
由阀芯振荡性位移引起流体的压力波动而产生的噪声。学主要对机械振动噪声与控制技术进行研究,研究成
这一类噪声产生的原因主要与调压阀的设计结构有关,果主要应用到车辆及交通轨道的噪声控制;北京东方
同时调压零部件材料、加工工艺、装配质量也在一定振动和噪声技术研究所对噪声的信号处理与分析技术
程度上影响噪声的大小。流体动力学噪声是由流体通过进行研究,已研究出一系列与之相关的软、硬件产品;
调压阀阀口之后的湍流及涡流所产生,即由湍流流体与山东科技大学对新型降噪设备进行了研究,研制出的
调压器或管道内表面相互作用而产生的噪声国。当天然管道有源消声器和低噪声风机,主要应用在常压下管
气通过调压阀的减压部位,再经出口到扩径部位时,流道。此外,国内还一些专业降噪公司主要从事隔声材
体的部分压能转换为摩擦热和声能。该噪声的频率约为料的研究与应用。总体上,国内还没有专门研究针对
1000~8000Hz(人耳感受到的声音频率范围为20
高压输气管道所适用的降噪设备。
200009),一般没有特别陡尖的峰值频率。
当气流经过调压阀后,会因节流效应导致气体流速3新型输气管道站场降噪技术
升高至因素,而在调压阀下游管段,气流速度降至亚音
中国石油管道科技研究中心针对国内某输气站噪声
速,在速度突然降低的同时,气流压力会突然升高,产严重超标问题,根据产生噪声的流体动力学原理,于2011
生与气流方向相反的压力波,称为激波,它是超音速流年自主研发了专利产品一天然气站场系列降噪装置。
动所特有的现象。在调压阀下游,反向压力激波以接近
该装置通过在管道的调压阀后增加挡板,改变经
音速的速度传播,在传递过程中,一部分转换为热能,过调压阀后的气体流动方向和流动状态(流速和压力),
部分转换为高频声能,此即调压器后管段噪声的来源。避免产生较高的瞬时流速和较大的内部压差,减少激
汇管和弯管起到对不同分支管路来气进行压力平波的产生,以降低调压阀处的噪声;通过在挡板后加
衡、缓冲和整流的作用。从调压阀来的高速紊乱气流装整流罩,进一步改变气流通过降噪装置后的速度分
经过很短的一段管道后到达汇管或弯管处,对管壁进布,避免涡流和湍流的产生,从而降低调压阀后汇管
行猛烈冲击,必然会引起管壁振动,由此形成汇管和和弯管处的噪声。
弯管处噪声。由于汇管和弯管处远大于调压单元的表
图1是某输气站安装降噪装置前后调压阀后管段内
面积向外辐射,感受到的噪声更为强烈?。
部速度流场对比图。可以看出,降噪装置可调节调压阀
处速度流场分布,从而降低噪声产生值,达到降噪目的。
2国内外降噪技术概况
速度(m/s
国外天然气分输站场同样存在噪声超标问题。国
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外控制噪声