摘要：本文主要通过对天然气高中压调压站中噪音的危害的阐述，并结合产出噪声的主要原因，对降噪措施进行分析。
关键词：高中压调压站；噪音；降噪措施
1 概述
在经济飞速发展的情况下，随之伴随而来的就能源和环境的问题，作为一种新型的清洁高效的天然气能源，给城市的发展带来了新的活力。作为城市燃气的纽带的天然气高中压调压站，在城市燃气调压中担任了重要的角色。但是高中压调压站数量的不断增加，流量的不断扩大，噪音问题也得到了越来越广泛的关注。
国家颁布了一些文件对各个场合所产生的噪音也都有不同的限制，因此，我们现在急需解决的问题就是快速高效降低高中压调压站的噪音。
2噪音的危害
2.1场站工作人员的健康安全影响
经过数据监测，高中压调压站在工作中，最高能产生110dBA的噪音，这个数值对国家标准来说是很高的，场站工作人员长期在这样的环境中工作，神经系统会受到影响，以至于出现耳鸣、记忆衰退等现象，而且最大的影响是听力的伤害。
2.2 周边居民生活受到严重干扰
周边居民的生活会受到高中压调压站的影响，降低工作效率，严重干扰到居民的正常生活。
2.3 引发安全隐患
噪音引起的长期的不间断的振动对设备产生的影响最为直接，这样的振动除了能够导致零部件的松动外，还会使管道焊缝疲劳破坏区不断扩大，从而影响场站的使用寿命。同时长久在这样的噪音中工作的人员能增加其疲劳感，从而导致安全意识下降，这都会影响到场站的安全。
3噪音源的分析
高中压调压站内的主要设备由汇管、调压器、管道和阀门等部分组成，而产生噪音的主要设备结构也就是汇管、调压器和管道。所以根据这一情况将噪音的来源主要分三个部分。
3.1汇管产生的噪音
高中压调压站的进出口通常设置汇管，连接阀门和管道，主要作用就是分配气流，因此，在汇管内复杂的气流方向，会产生剧烈的湍动，同时从支管进入汇管的气体会剧烈的冲刷着管壁，所以，调压站内的汇管是产生噪音的原因之一。
①汇管的制造工艺对噪声的影响
筒体和支管组成了汇管。筒体一般是无缝钢管或板材卷制加工形成的。支管的制造有气割开孔和模压拔至开孔两种制造工艺。由于模压拔至开孔的支管与筒体之间形成了圆弧面过渡，而气割开孔的支管与筒体之间没有过渡面而是相互垂直的形式。所以，前者的气流比后者更加平缓，形成的噪声也较小。
②汇管的筒体直径对噪声的影响
气体从支管进入筒体时流速减小，反之，气体从筒体进入支管时流速增大，因此，汇管的筒体直径的大小则直接影响到噪音的大小。
③汇管支管的布置方式对噪声的影响
汇管根据工艺需要，通常其支管有4种布置方式（见图1）。第一种布置方式，入口支管和出口支管在同一轴线上。第二种布置方式，入口支管和出口支管不在同一轴线上，并且互相之间有一定的距离。第三种布置方式，入口支管和出口支管分别设置在两根汇管上，汇管之间再用一根管道相连接。第四种布置方式，入口支管和出口支管集中布置在汇管的同侧或异侧。根据气体流态的走向上来看，前两种方式的流态比较混乱，而后两种方式的气体能比较稳定的流出。因此，噪音更小的布置方式是第三种和第四种。
a.第一种布置方式 b.第二种布置方式
c.第三种布置方式 d.第四种布置方式
图1 汇管支管的布置方式
3.2调压器产生的噪音。
高中压调压站最主要的部件之一就是调压器，能节流降压，其实现降压的过程主要靠节流，所以调压器会产生很大的噪音，该噪音主要由三部分组成，包括流体动力学噪音、空气动力学噪音和机械振动噪音。
①流体动力学噪声
流体动力学噪音的产生主要是流体通过调压器的阀口之后的湍流及涡流，简单来说就是噪音是由流体与调压器或管道内表面相互作用摩擦产生的。
②空气动力学噪声
空气动力学噪声是在天然气通过调压器内的减压部位和调压器出口扩径部位时，流体的机械能转换为声能而产生的。调压器噪音中这种噪音占很大一部分。这种噪音产生的频率大概是1000一8000Hz，峰值频率也没有特别的陡。这种噪音的原因主要有流体湍流和流体达到临界流速引起的激波两种情况。空气动力学噪声在采取一定的措施下可以降低，但是不能完全消除。
③机械振动噪声
机械振动噪声是指机械类振动、固有频率振动和由阀芯振荡性位移引起流体的压力波动而产生的噪声。这一类噪声产生的原因与调压器的设计、零部件材料、加工工艺、装配质量有关。
3.3管道产生的噪音。
调压站内最常见的设备就是管道了，其主要噪音就是管道内高速流动的气体和管道内壁的摩擦碰撞所产生，当气体的流速越快，噪音也就越大，反之，气体流速越慢，噪音也就越小。
4高效降噪措施
4.1调压站内工艺设备降噪
①调压器内降噪
在调压器阀口处加装内置消声器就是调压器内降噪的一般方法。这种消声器属于小孔喷注消声器范畴，其主要原理是使高压容器中的气体通过基层小孔板喷注出去，而降低噪声。使用这种消音器气体可以喷注出去，喷注噪声的峰值频率与喷口直径成反比，也就是说喷口的直径越小，喷注噪声的频率就越高，反之喷口直径越高，喷口辐射的噪声能量的频率就越低。根据这一理论，当小孔小到一定的范围，喷注噪声也将移到人耳不敏感的频率范围。
②调压器后降噪
由于流速的需要，在天然气流到下游管道时，一般都会进行扩容。在这个阶段气体的压力会降低而且非常不稳定，产生大量的湍流。对调压器噪声的解决来说这部分的噪音是最需要解决的。依据节流降压的原理，压力降低是在高压气体通过具有一定流通面积的节流孔板时。通过多级节流孔板串联，就可以把原来直接排到下游时的一次大的突变压降分散为多次小的渐变压降。因此想要取得消音的效果就要把压力突变变为压力渐变。
③管道内降噪
管道内降噪最简单的方式就是在管道内装一种内置式消声器的设备。在管道内侧设置小孔吸声装置，当天然气通过管道时，就能把原有的声能转化成热能，进而达到消声的目的。
④管道外敷吸声隔声材料降噪
吸声材料是一种非金属材料，其吸声的效果非常好，一般来说是多孔纤维。材料内部应有大量的微孔和间隙，这些细小的间隙间形成空气通道，可以利用这个来模拟管道内的构造。随着声波的传入，在管内靠近管壁与管中间的声波的振动速度不同，由介质间速度差引起的内摩擦使声波振动能量转化为热能而被吸收。多孔性吸声材料是吸声材料中比较好的一种。多孔性吸声材料有一个基本吸声特性，即高频比低频吸声效果好。根据这一特性，为了改善低频的吸声特性，可以增加材料的厚度。据统计，5cm左右的厚度可以用作吸声材料，如果在管道中使用这样厚度的吸声材料，就能解决较大频率覆盖范围的吸声问题。
虽然对噪声进行了吸声处理，但是还是会有一部分噪音传播出去，这个时候高密度阻尼隔声板就起到了很关键的作用。这种降噪方式的原理就是通过反射和阻尼来进行降噪处理。隔声材料在材质上一定要选择密实无孔无缝的，密度大的。
这种降噪方式在能够保证降噪质量的前期下，除了简单方便之外，最主要的就是成本很低，如果在选材时好好的计算，是一种很好的降噪方式。
4.2建筑降噪
根据解决的目标和侧重点的不同，在调压站建筑结构降噪时会用到吸声处理和隔声处理两种方式。吸声处理就是使噪音在室内的反复反射减弱，也就是说减弱室内的混响声，使混响声的持续时间变短。当噪音连续不断地出现时，这种方式就是降低室内的噪音级。隔绝噪音则主要侧重于噪声源向外传播的时候使其隔绝开来，从而不会让噪音干扰到附近的居民及建筑物。当运用到建筑物结构的降噪时，吸声措施及隔声措施的使用也应该关注到。吸声措施可以使调压站的工作环境得到改善，让工作人员可以在一个相对来说噪音更小的环境中工作，从而有利于安全工作的保障。隔声措施可以阻止噪声向外传播，从而使调压站外的噪音声降低，进一步改善相邻建筑物及居民的环境。
4.3调压站的选址
噪声依靠空气来传播，在顺风时能够传播到更远，因此，在建立调压站时应该尽量选择在居民居住区的下风侧，尽量将噪声对居民的影响降到最低。
4.4埋地与封闭
除了以上措施外，控制噪声的措施还有埋地、外包吸声材料、封闭建筑或地下调压箱等。这些方式都能在一定程度上降低噪音，可以根据需要来采用不同的方式，使得噪音能更小。
结语
综合以上分析，噪音产生于多种方面，要想高效的降噪需要采用多种方式相结合的降噪方式。依据噪音源的产生，进行合理的降噪，同时还要充分考虑到这种噪音对于居民的影响，合理的解决天然气高中压调压站噪音带来的影响。
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[3]屈磊.输气场站噪音的主要来源以及应对措施[J].内江科技，2015，36（3）：41-42.
论文作者:张振东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/24
标签：噪音论文; 调压器论文; 噪声论文; 降噪论文; 方式论文; 管道论文; 气体论文; 《基层建设》2019年第11期论文;