長輸泵噪聲主要來源于以下幾個方面,治理需針對不同來源采取相應(yīng)措施:
機(jī)械噪聲:
軸承噪聲: 軸承磨損、潤滑不良、安裝精度不夠?qū)е碌恼駝雍湍Σ猎肼暋?/p>
轉(zhuǎn)子不平衡: 葉輪制造誤差、磨損、結(jié)垢或介質(zhì)不均勻?qū)е碌牟黄胶庹駝釉肼暋?/p>
齒輪噪聲(如有): 齒輪箱內(nèi)的齒輪嚙合沖擊、摩擦噪聲(多級泵或增速泵常見)。
聯(lián)軸器不對中: 電機(jī)與泵軸對中不良產(chǎn)生的振動和噪聲。
結(jié)構(gòu)共振: 泵體、底座、管道支撐結(jié)構(gòu)固有頻率與激勵頻率重合,產(chǎn)生強(qiáng)烈振動和噪聲放大。
流體動力噪聲:
湍流噪聲: 高速流體在泵腔、葉輪流道、閥門、變徑管、彎頭等處產(chǎn)生湍流和渦流分離引起的寬頻噪聲。
汽蝕噪聲: 當(dāng)泵入口壓力過低或介質(zhì)溫度過高時,局部汽化產(chǎn)生氣泡,氣泡在高壓區(qū)潰滅時產(chǎn)生強(qiáng)烈的高頻沖擊噪聲(類似砂石打擊聲),危害極大。
壓力脈動: 葉輪葉片周期性通過蝸殼隔舌或?qū)~,產(chǎn)生離散頻率的脈動,激發(fā)管道和結(jié)構(gòu)振動輻射噪聲。
電磁噪聲(電機(jī)):
電機(jī)定轉(zhuǎn)子磁場相互作用產(chǎn)生的電磁力引起的振動和噪聲,通常是中高頻“嗡嗡”聲。
管道系統(tǒng)噪聲:
泵產(chǎn)生的壓力脈動和流體噪聲沿管道傳播,在彎頭、閥門、變徑、支架等處激發(fā)管道壁振動輻射噪聲(二次噪聲源)。
管道支撐剛度不足或隔振不良,將振動傳遞到建筑結(jié)構(gòu),形成固體傳聲。
治理原則遵循“源頭控制 > 傳播途徑控制 > 受體保護(hù)”的優(yōu)先級。
選用低噪聲泵:
優(yōu)化水力設(shè)計: 選擇高效、低脈動、低汽蝕余量(NPSHr)的葉輪和蝸殼/導(dǎo)葉設(shè)計。
提高制造精度: 確保葉輪動平衡精度高,減少轉(zhuǎn)子不平衡量。提高軸承、齒輪(如有)的加工和裝配精度。
低速設(shè)計: 在滿足工藝要求的前提下,優(yōu)先選用低轉(zhuǎn)速泵(噪聲功率級通常與轉(zhuǎn)速的3-5次方成正比)。
屏蔽泵/磁力泵: 對于特定介質(zhì)和要求嚴(yán)格密封的場合,可考慮無軸封設(shè)計的屏蔽泵或磁力泵,消除機(jī)械密封摩擦噪聲源(但需評估其輸送能力和效率)。
優(yōu)化運(yùn)行工況:
避免汽蝕: 確保泵入口有足夠的有效汽蝕余量(NPSHa > NPSHr + 安全裕量)。措施包括:提高入口液位、降低入口管路阻力(增大管徑、減少彎頭閥門)、降低介質(zhì)溫度、選用NPSHr更低的泵。
避免喘振: 確保泵在穩(wěn)定工作區(qū)內(nèi)運(yùn)行,避免在小流量區(qū)運(yùn)行。
優(yōu)化流量/揚(yáng)程: 避免泵在遠(yuǎn)離最佳效率點(diǎn)(BEP)的工況下長期運(yùn)行,減少湍流和效率損失帶來的額外噪聲。
提高安裝精度與維護(hù):
精密對中: 電機(jī)與泵軸采用激光對中等精密方法進(jìn)行安裝和定期校驗(yàn)。
高質(zhì)量軸承與潤滑: 選用低噪聲軸承,保證良好潤滑狀態(tài)(油位、油質(zhì))。
定期維護(hù): 定期檢查、清洗葉輪(防止結(jié)垢導(dǎo)致不平衡),更換磨損軸承、機(jī)械密封等易損件,緊固地腳螺栓和連接件。
隔振:
安裝隔振器: 在泵、電機(jī)與基礎(chǔ)之間安裝合適的隔振器(如彈簧隔振器、橡膠隔振墊、阻尼彈簧復(fù)合隔振器等)。這是阻斷固體傳聲最核心的措施。
選型關(guān)鍵: 根據(jù)設(shè)備重量、重心、擾動力頻率計算所需隔振器的靜態(tài)壓縮量、固有頻率,確保隔振效率(傳遞率<1)。固有頻率應(yīng)遠(yuǎn)低于擾動頻率(通常1/3以下)。
安裝要求: 確保隔振器受力均勻,設(shè)備重心落在隔振器組中心。惰性塊(混凝土臺座)能有效降低重心、增加質(zhì)量,提高隔振效果,尤其對低頻噪聲。
管道柔性連接: 泵進(jìn)出口管道必須安裝橡膠軟管接頭(如橡膠撓性接管)或金屬波紋膨脹節(jié),長度足夠(通?!?0倍管徑),避免管道成為“聲橋”將振動傳出。軟連接前后需有剛性支撐和導(dǎo)向支架。
彈性支架/吊架: 對連接到泵的管道,在靠近泵的第一、第二個支架處采用彈性支架或吊架,進(jìn)一步阻斷振動沿管道傳播。
隔聲:
隔聲罩: 為泵機(jī)組(含電機(jī)、聯(lián)軸器)設(shè)計安裝整體或分體式隔聲罩。
結(jié)構(gòu): 通常采用鋼板(內(nèi)壁敷設(shè)阻尼材料)+ 吸聲層(離心玻璃棉、巖棉等)+ 穿孔護(hù)面板(保護(hù)吸聲層)的結(jié)構(gòu)。門、觀察窗需有良好密封。
通風(fēng)散熱: 石化泵通常發(fā)熱量大,必須設(shè)計強(qiáng)制通風(fēng)散熱系統(tǒng),進(jìn)排風(fēng)口需安裝消聲器(消聲百葉或消聲通道),防止噪聲從風(fēng)口泄露??紤]防爆要求(電機(jī)、燈具、通風(fēng)機(jī)需防爆)。
維護(hù)便利性: 設(shè)計易于拆卸的模塊、足夠的檢修空間和通道。
防火要求: 所有材料(尤其是吸聲材料)必須滿足石化場所的防火(A級不燃)和防潮要求。
局部隔聲屏障: 在無法或不適合做全封閉罩的地方,可在噪聲主要傳播路徑上設(shè)置隔聲屏障,阻擋直達(dá)聲。屏障需足夠高、大,并靠近聲源或受體效果才好。
吸聲:
室內(nèi)墻面/頂棚吸聲處理: 在泵房內(nèi)墻面和頂棚安裝吸聲材料(如吸聲板、空間吸聲體),降低室內(nèi)混響聲,可顯著降低室內(nèi)整體噪聲水平(3-8 dB(A))。同樣需滿足防火防潮要求。
隔聲罩內(nèi)壁吸聲: 如前所述,是隔聲罩的重要組成部分,吸收罩內(nèi)聲能,防止混響噪聲疊加升高。
消聲:
進(jìn)/排風(fēng)口消聲器: 如前所述,用于隔聲罩或機(jī)房的強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)。
管道消聲器: 對于流體動力噪聲(特別是壓力脈動)沿管道傳播顯著的情況,可在泵出口(有時入口)一定距離后安裝管道消聲器(抗性消聲器如擴(kuò)張室式、共振腔式,或阻抗復(fù)合式),有效降低特定頻率(尤其是低頻)的噪聲。需考慮壓力損失和安裝空間。
管道阻尼與包扎:
阻尼處理: 在輻射噪聲較大的薄壁管道上粘貼阻尼材料(如約束阻尼層),增加管道壁的損耗因子,抑制其振動,從而降低噪聲輻射。對中高頻效果較好。
隔聲包扎: 對管道外壁進(jìn)行隔聲包扎(如鋁箔+吸聲層+隔聲層+外保護(hù)層),直接阻隔管道壁輻射的空氣傳聲。需注意保溫管道需在保溫層外做隔聲包扎。
個體防護(hù): 為在強(qiáng)噪聲區(qū)域(如巡檢時)工作的員工配備合格的耳塞或耳罩,并監(jiān)督正確佩戴。這是針對暴露人員的必要補(bǔ)充措施。
控制暴露時間: 合理安排巡檢路線和時間,減少人員在強(qiáng)噪聲區(qū)域的停留時間。
聲源隔離/遠(yuǎn)程監(jiān)控: 盡可能將泵房與控制室、值班室隔離,或采用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),減少人員暴露。
安全第一:
防爆: 所有電氣設(shè)備(照明、通風(fēng)機(jī)、插座)、燈具、儀表及可能產(chǎn)生火花的部件必須滿足相應(yīng)區(qū)域的防爆等級要求。
防火: 吸聲材料、隔聲材料、阻尼材料、粘結(jié)劑等必須為A級不燃材料。
通風(fēng)與散熱: 隔聲罩必須保證足夠的通風(fēng)散熱能力,防止設(shè)備過熱引發(fā)故障或火災(zāi)風(fēng)險。通風(fēng)設(shè)計需專業(yè)計算。
逃生與救援: 隔聲罩設(shè)計必須考慮緊急逃生通道和救援口,并清晰標(biāo)識。
不影響操作與巡檢: 任何降噪措施不能妨礙正常操作、巡檢(如壓力表、溫度計、油位鏡的觀察,加油點(diǎn)、排放閥的操作)和緊急情況下的應(yīng)急處置。
介質(zhì)與環(huán)境:
防腐: 材料需能抵抗現(xiàn)場可能存在的油氣、化學(xué)品腐蝕。
防潮/防水: 特別是露天或半露天泵組,材料需防水或進(jìn)行有效防護(hù)。
耐候性: 戶外設(shè)備材料需耐紫外線、耐高低溫變化。
長周期運(yùn)行: 降噪設(shè)施(尤其是隔振器、軟連接、阻尼材料)需具備良好的耐久性,與泵機(jī)組同壽命或易于維護(hù)更換,避免因降噪設(shè)施失效導(dǎo)致噪聲反彈。
現(xiàn)場調(diào)查與測試: 詳細(xì)記錄設(shè)備型號、參數(shù)、運(yùn)行工況;使用聲級計、頻譜分析儀進(jìn)行噪聲測量(A聲級、倍頻程或1/3倍頻程頻譜),繪制噪聲分布圖,識別主要噪聲源和傳播路徑。
噪聲源識別與貢獻(xiàn)量分析: 結(jié)合測量數(shù)據(jù)和設(shè)備知識,分析各噪聲源(機(jī)械、流體、電磁、管道)的貢獻(xiàn)量,確定優(yōu)先治理對象。
方案設(shè)計與比選: 根據(jù)分析結(jié)果,結(jié)合現(xiàn)場空間、預(yù)算、安全要求,設(shè)計多種可行的綜合治理方案(如源頭+隔振+吸聲;或隔振+隔聲罩+通風(fēng)消聲等),進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
詳細(xì)設(shè)計: 對選定方案進(jìn)行詳細(xì)工程設(shè)計(隔振計算、隔聲罩結(jié)構(gòu)、通風(fēng)量計算、消聲器選型、材料選型等),繪制施工圖紙。
施工與安裝: 由專業(yè)隊伍施工,嚴(yán)格按圖施工,特別注意隔振器的安裝、軟連接的安裝、隔聲罩的密封、防火材料的應(yīng)用、防爆電氣安裝等關(guān)鍵點(diǎn)。
調(diào)試與驗(yàn)收: 施工完成后,在設(shè)備正常運(yùn)行條件下進(jìn)行噪聲復(fù)測,驗(yàn)證降噪效果是否達(dá)到設(shè)計目標(biāo)(通常需滿足《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》GB/T 50087 或石化企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn))。調(diào)試通風(fēng)散熱系統(tǒng)。
維護(hù)與管理: 建立降噪設(shè)施的定期檢查、維護(hù)保養(yǎng)制度,確保長期有效運(yùn)行。
良好隔振: 可降低固體傳聲引起的噪聲5-15 dB(A)(視基礎(chǔ)情況)。
有效隔聲罩: 可降低泵機(jī)組空氣傳聲15-25 dB(A) 或更多(取決于罩體設(shè)計和密封)。
室內(nèi)吸聲: 可降低混響聲3-8 dB(A)。
綜合措施: 通過源頭、傳播途徑的綜合治理,通??梢詫⒈梅績?nèi)噪聲從90-100+ dB(A) 降低到80-85 dB(A) 甚至更低,滿足職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求(如85 dB(A) 8小時等效聲級),并顯著降低廠界噪聲。
石油化工長輸泵噪聲治理是一個涉及多學(xué)科、需要精細(xì)化設(shè)計和施工的復(fù)雜任務(wù)。沒有萬能方案,必須因地制宜。 成功的治理依賴于對噪聲源的準(zhǔn)確診斷、合理選擇組合多種技術(shù)措施、嚴(yán)格遵守石化行業(yè)的安全規(guī)范,以及高質(zhì)量的施工和后期維護(hù)。建議委托有豐富石化行業(yè)噪聲治理經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和實(shí)施。