Проектировка звукоизолирующего кожуха
Нефтетехнологический факультет
Кафедра «Трубопроводный транспорт»
ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПРОЕКТ
Обеспечение безопасности компрессорных станций.
Анализ методов защиты от шума на производстве
| АВТОРЫ: Студенты 3-НТФ-4 Кочетков Н.Е. Сотников А.Н. Карпов П.А. Научный руководитель: к.п.н., доцент, Орлова Гульсина Махмутовна |
Самара, 2020
Аннотация
В данной работе приведен анализ методов защиты персонала компрессорной станции от вредного воздействия шума. Рассмотрена эффективность следующих методов:
- Установка звукопоглощающих облицовок ;
- Установка звукоизолирующих кожухов на компрессоры;
- Использование звукоотражающих экранов;
- Нанесение на трубопроводы звукоизолирующих лент;
- Установка на воздухозаборные камеры глушителей шума.
Оглавление
Обозначения и сокращения. 4
Введение. 5
1 Источники шума на компрессорных станциях. 6
2 Опасность шума. 7
3 Методы защиты от шума. 8
3.1 Звукопоглощающие облицовки. 8
3.2 Звукоизолирующие кожухи. 9
3.2.1 Проектировка звукоизолирующего кожуха. 10
3.3 Звукоотражающие экраны.. 13
3.4 Звукоизолирующие ленты.. 13
3.5 Шумопоглотители (глушители шума) 15
Заключение. 17
Перечень использованных источников. 18
Приложение 1 Проектное задание. 19
Обозначения и сокращения
|
|
|
В настоящей работе применены следующие обозначения и сокращения:
АВО газа — аппараты воздушного охлаждения газа
ВЗК — воздухозаборная камера
ГТО — газотранспортная организация
ГПА — газоперекачивающий агрегат
ГТУ — газотурбинная установка
ГРС — газораспределительная станция
КС – компрессорная станция
ЦБН — центробежный нагнетатель газа
Введение
КС является источником интенсивного шума который распространяется как в помещениях и на территории ГТО, так и на территории ближайшей к КС жилой застройки. Шумовое поле КС определяется суперпозицией шумовых полей основных источников шума. К числу таких источников на территории газотранспортного ГТО и ближайшей селитебной застройки следует отнести источники, имеющие высокий уровень звуковой мощности, а так же источники, располагающиеся высоко над уровнем земли и не затененные деревьями и строениями.
Источники шума на компрессорных станциях
Основными источниками шума на КС с газотурбинным приводом являются ГТУ и нагнетатели. Среди излучателей интенсивного шума выделяют следующие источники: воздухозаборная камера (ВЗК), всасывающий патрубок осевого компрессора, корпус газотурбинного агрегата, шахта выхлопа газотурбинного агрегата, нагнетатель, технологическая обвязка трубопроводов центробежных нагнетателей, системы вентиляции. Процесс всасывания ГТУ вызывает интенсивный шум, характеризующийся уровнями звукового давления от 90 до 100 дБ, максимум излучения имеет место на частотах от 1000 до 4000 Гц, Характер шума всасывания — тональный с интенсивными максимумами на отдельных частотах. Шум шахты выхлопа также является интенсивным источником с максимумом излучения в диапазоне частот от 500 до 1000 Гц, с ярко выраженной тональной составляющей. Уровни шума выхлопа на расстоянии 10 м от шахты оцениваются величинами от 80 до 90 дБ. Нагнетатели излучают шум высокого уровня от 90 до 100 дБ с максимумом излучения в октавах 1000 и 2000 Гц: Характер шума — тональный.
|
|
|
Технологическая обвязка трубопроводов центробежных нагнетателей излучает шум, распространяющийся от нагнетателей, поэтому спектры шума нагнетателей и гитары трубопроводов идентичны.
Таблица 1
Опасность шума
По графику, представленному на рис.1 видно, что шум создаваемый на КС находится на границе болевого порога, при котором звук вызывает в ушах лишь ощущение боли и давления.
|
|
|
Рис.1
Нормативные уровни шума на рабочих местах, согласно СТО ГАЗПРОМ 2-3.5-043-2005 , представлены в таблице 2. По ней видно явное превышение интенсивности звукового воздействия на человека. Таблица 2
Методы защиты от шума
Звукопоглощающие облицовки
Основные требования к акустическим облицовкам:
1) эффективность снижения шума в диапазоне частот от 125 до 4000 Гц должна составлять от 5 до 8 дБ и быть максимальной в диапазоне частот от 500 до 4000 Гц;
2) конструкция не должна терять своих акустических качеств при следующих параметрах микроклимата: температура 50 °С; влажность воздуха до 60 %; скорость воздуха до 2 м/с.
На Рис.2 представлена типовая схема звукопоглощающей облицовки, где:
1- перфорированный экран
2- воздушный промежуток
3- защитная пленка (стеклоткань)
4- пористый материал (звукопоглотитель)
5- поверхность стены
Рис.2
Проведя анализ характеристик материалов, представленных в таблице 3, видно, что в галерее нагнетателей в качестве поглощающего материала лучше использовать : плиты минераловатные или маты из супертонкого волокна дополнительно усилиненые перфорацией. Данные материалы дают наибольший коэффициент звукопоглощения в широких частотных полосах.
|
|
|
Таблица 3
Звукоизолирующие кожухи
Существенное преимущество этого метода — возможность снижения шума на любую требуемую величину в расчетных точках, расположенных на рабочих местах. Кожухи могут быть съемными или разборными, иметь смотровые окна, открывающиеся дверцы, а также проемы для ввода различных коммуникаций.
Из недостатков данного метода можно выделить сложность проектирования конструкций, так как существует большое количество моделей нагнетателей и ГТУ и для каждого нужно проектировать индивидуальный кожух, а также, в связи с интенсивными тепловыделениями ГТУ и ЦБН, при проектировании необходимо обеспечить охлаждение агрегатов.
Так же на слайде вы можете увидеть пример кожуха на запорно-регулирующую арматуру.
На Рис.3 представлена типовая схема звукопоглощающей облицовки, где:
1 - вентилятор;
2, 4 - цилиндрический и щелевой глушители;
3 - агрегат;
5 - резиновая прокладка;
6 - металлический лист;
7 - звукопоглощающий материал;
8 - перфорированный лист
Рис. 3
Проектировка звукоизолирующего кожуха
Спектр звуковой мощности ЦБН приведен в таблице ниже.
| Величина | Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц | |||||||
| 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | |
| Звуковая мощность, Lр, дБ | 95 | 110 | 116 | 125 | 130 | 126 | 118 | 120 |
| Lдоп = Lн, дБ | 103 | 96 | 91 | 88 | 85 | 83 | 81 | 80 |
| 10lg S (S=84 м 2 ) | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 |
| ∆Lэф.тр., дБ | -22 | 0 | 11 | 23 | 31 | 29 | 23 | 26 |
| 10lg Sк / Sист., дБ | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Rк.тр., дБ | -19 | 3 | 14 | 26 | 34 | 32 | 26 | 29 |
| Rст1, дБ (4х2; 2 шт) | 27 | 25 | 30 | 35 | 40 | 46 | 48 | 31 |
| Rст2, дБ (3х2; 2 шт) | 19 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 49 | 30 |
| Rст3, дБ (4х3; 1 шт) | 21 | 26 | 32 | 36 | 42 | 47 | 50 | 30 |
| Rгл, дБ | 18 | 18 | 20 | 25 | 33 | 38 | 40 | 34 |
| Rср, дБ | - | - | 30 | 35 | 40 | 46 | 49 | 30 |
Габариты нагнетателя Н-16-75: длина 4 м, ширина 2 м, высота 2 м.
Площадь воображаемой поверхности, окружающей источник и проходящей через расчетную точку:
S = (6 * 3) * 2 + (4 * 3)* 2 +(6 * 4) = 84 м2 .
Определим поверхность источника шума:
Sист = (2 * 4) * 2 + (2 * 2) * 2 +(2 * 4) = 32 м2 .
Из конструктивных соображений выбираем кожух с плоскими гранями. Допустим, что Sк = 40 м 2 . Затем по формуле рассчитываем требуемую эффективность звукоизолирующей способности кожуха 
,дБ.
Где: Lp - октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ
Lдоп - допустимый по нормам уровень звукового давления в расчетной точке (на рабочем месте), дБ
Требуемая звукоизолирующая способность кожуха Rк.тр., дБ рассчитывается в зависимости от требуемой эффективности кожуха по формуле:
Подбираем по таблице материал для стенок кожуха. Дюралюминиевый сплав толщиной 2 мм, размерами 4х2 (2 шт.), 4х3 (1 шт.), 3х2. Из таблицы определяем звукоизоляцию стенок кожуха.
Из расчетов видно, что использование дюралюминиевых листов выбранных размеров достаточно, чтобы уменьшить звуковое воздействие до требуемых значений.
Так как ЦБН во время своей работы выделяет тепло, то при проектировании звукоизолирующего кожуха необходимо предусмотреть отверстия для циркуляции воздуха и охлаждения. Глушители шума, через которые осуществляется доступ воздуха под кожух, встроенные в проемы кожуха, должны обладать эффективностью не ниже Rк.тр.
Звукоотражающие экраны
Экранами наиболее целесообразно отгораживать выведенный в ремонт агрегат от работающих. Экраны устанавливаются между источником шума и расчетной точкой, в которой необходимо снизить уровень шума. Таким образом, улучшаются условия труда ремонтного персонала
На рисунке представлен образец расстановки экранов при поломке 1 агрегата.
Из таблицы 4, взятой из СТО ГАЗПРОМ 2-3.5-043-2005 видно, что при частотах нагнетателя от 1000 до 4000 Гц толщина дюралевого листа в 1-2 мм уменьшает звуковое давление на 22-35 дБ, что существенно облегчает работу обслуживающему персоналу.
Таблица 4
Звукоизолирующие ленты
Существует большое количество материалов для звукоизоляции трубопроводов. Например:
- ленты из поливинилхлорида и полиэтилена
- теплозвукоизоляции «Foamglas»
- сегменты из пеностекла
- материалы K- Flex на основе вспененного синтетического каучука
В данной работе мы рассмотрели эффективность материала K- Flex по сравнению с обычной минеральной ватой. К ее основным преимуществам относятся:
- Высокая эффективность при минимальной толщине;
- Уменьшение риска коррозии;
- Вибродемпфирующая развязка;
- Удобный послойный монтаж;
- Возможность изготовления съемных конструкций;
- Материал имеет однородную структуру с закрытыми ячейками, не впитывает влагу, не вступает в реакцию: с водой, маслами, нефтью, бензином
Рис.5 Рис.6
1.Труба
2. K-FLEX ENERGO 25 мм
3. K-FONIK open cell 240 25 мм
4. K-FONIK GK 2 мм
5. K-FONIK open cell 240 25 мм
6 K-FONIK GK 2 мм
7. K-FONIK open cell 240 25 мм
8. K-FONIK GK 2 мм
9. Покрытие K-FLEX ULTRA
По графику, приведенному на рис.7, видно как отличается шум до и после нанесения изолирующего покрытия. Особенно на обвязке нагнетателей.
Рис.7
К существенным недостаткам данного покрытия стоит отнести его высокую стоимость
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 254; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!