調壓站作為天然氣輸配的關鍵設備，在城市天然氣管網中的作用舉足輕重。北京市2001年有天然氣用戶164×10
4戶，2007年達到342×lO
4戶，日****用氣量從2001年的1 150×10
4m3／d增加到2007年的3 423×10
4m3／d。現有各種壓力級制的調壓站l 088座，調壓箱1l 833臺。區域大型調壓站的流量隨著城市的發展而迅速增加，噪聲問題隨之產生。
1 調壓站噪聲的相關規定
① 由于調壓站屬于生產車間及作業場所，因此調壓站內噪聲應控制在90 dB以下。
②由于調壓站多處于居住、商業、工業混雜區，因此調壓站廠界噪聲應控制在晝問60 dB，夜問50 dB以下；對夜間頻繁突發噪聲，其峰值不準超過標準值10 dB；對偶然突發噪聲，其峰值不準超過標準值15 dB。
③由于調壓站多處于居住、商業、工業混雜區，因此調壓站外區域噪聲應控制在晝間60 dB，夜間50 dB以下。
④根據北京市人民政府令第181號《北京市環境噪聲污染防治辦法》，控制噪聲措施所需的費用可以列入工程造價，如噪聲超出限值將被處以3×104元以下罰款。
2 北京市天然氣調壓站噪聲現狀
在北京市各種壓力級制的調壓站、調壓箱中，涉及較大壓差、較大流量、存在一定噪聲問題的調壓站約79座。近年來不斷增加的噪聲擾民問題，高噪聲環境引起的職工運行及維護檢修設備的勞動保護問題，以及噪聲及噪聲引起的振動可能引發的安全隱患，已引起北京市燃氣集團各級管理部門的高度重視。
針對這種情況，北京市燃氣集團輸配分公司從2005年冬季開始連續3年對管轄的調壓站(箱)進行了全面的數據監測、噪聲超標情況調研和降噪技術、設備的考察。特別是在對三環路及四環路沿線的40座比較典型的次高壓A及以上壓力級制的調壓站噪聲進行實地測量后，發現在冬季供暖期用氣高峰時這些調壓站內的噪聲達96～115 dB，站外環境噪聲達65—80 dB，明顯超過相關標準要求。
3 調壓站噪聲的分類
3．1調壓器噪聲
①機械振動噪聲
機械振動噪聲是指機械類振動、固有頻率振動和由閥芯振蕩性位移引起流體的壓力波動而產生的噪聲。這一類噪聲產生的原因與調壓器的設計、零部件材料、加工工藝、裝配質量有關。
②流體動力學噪聲
流體動力學噪聲是由流體通過調壓器的閥口之后的湍流及渦流所產生，即由湍流流體與調壓器或管道內表面相互作用而產生的噪聲。
③空氣動力學噪聲
當天然氣通過調壓器內的減壓部位和調壓器出口擴徑部位時，流體的機械能轉換為聲能而產生的噪聲稱為空氣動力學噪聲。這種噪聲在調壓器噪聲中所占比例較大。該噪聲的頻率約1 000～8 000Hz，一般沒有特別陡尖的峰值頻率。這種噪聲產生的原因分為兩種情況：流體湍流及由于流體達到臨界流速引起的激波。空氣動力學噪聲不能完全被消除，可以采取一定的技術措施予以降低。
3．2管道噪聲
管道噪聲是湍流流體在管道內表面相互作用而產生的噪聲，其頻率和噪聲級通常都比較低。
3．3墻壁反射噪聲
此類噪聲主要是由于調壓站內沒有經過專業聲學設計，噪聲在室內空間來回傳遞，從而形成混響，甚至產生共振，形成干擾噪聲。
4 調壓站降噪措施分析
4．1 調壓站內工藝設備降噪
①調壓器內降噪
調壓器內降噪，通常方式為在調壓器閥口處加裝內置消聲器。此類消聲器屬于小孔噴注消聲器范疇，它的原理是從發聲機理上減小噪聲。氣體從閥筒內經消聲器向外噴注，噴注噪聲峰值頻率與噴口直徑成反比，即噴口輻射的噪聲能量將隨著噴口直徑的變小而從低頻移向高頻。如果小孔小到一定程度，噴注噪聲將移到人耳不敏感的頻率范圍。
②調壓器后降噪
當天然氣流出調壓器進入下游管道時，由于流速的要求，通常會有一個擴容的過程。氣體在這個階段壓力降低且極不穩定，湍流大量產生。這部分噪聲是對現狀調壓器噪聲處理時最需要解決的問題。
根據節流降壓原理，當高壓氣體通過具有一定流通面積的節流孔板時，壓力得到降低。通過多級節流孔板串聯，就可以把原來直接排到下游時的一次大的突變壓降分散為多次小的漸變壓降。噪聲功率與壓降的高次方成正比，因此把壓力突變改為壓力漸變，便可以取得消聲效果。
③管道內降噪
管道內置式消聲器是解決管道噪聲的一種消聲設備。主要原理是在天然氣通過管道時，在管道內側設置小孔吸聲裝置，將聲能轉化為熱能，從而達到消聲效果。管道內置式消聲器裝配剖面。
④管道外敷吸聲隔聲材料降噪
吸聲材料是指吸聲系數比較大的非金屬材料，通常為多孔纖維。材料內部有很多互相連通的細微空隙，由空隙形成的空氣通道可模擬為由固體框架間形成許多細管或毛細管組成的管道構造。當聲波傳人時，因細管中靠近管壁與管中間的聲波振動速度不同，由介質問速度差引起的內摩擦使聲波振動能量轉化為熱能而被吸收。好的吸聲材料多為纖維性材料，稱為多孔性吸聲材料。多孔性吸聲材料有一個基本吸聲特性，即低頻吸聲差，高頻吸聲好。當材料厚度增加時，可以改善低頻的吸聲特性。好的吸聲材料一般采用5 em左右的厚度，可較好地解決較大頻率覆蓋范圍的吸聲問題。
噪聲經過吸聲處理后，仍有部分以聲波的形式向外傳播，此時可以包裹高密度阻尼隔聲板進行處理。主要原理為通過反射和阻尼原理進行隔噪。隔聲材料材質的要求是密實無孔隙或縫隙，有較大的密度。
這種降噪方式簡單易行，成本較低，如果計算選材得當，是一種較好的降噪方式。
4．2建筑降噪
在調壓站建筑結構降噪方面，通常也采用吸聲處理和隔聲處理方式，只是所解決的目標和側重點不同。吸聲處理所解決的目標是減弱噪聲在室內的反復反射，即減弱室內的混響聲，縮短混響聲的延續時間即混響時問。在連續噪聲的情況下，這種減弱表現為室內噪聲級的降低。隔聲處理則著眼于隔絕噪聲自聲源房間(站內)向站外的傳播，以使相鄰建筑物及居民免受噪聲的干擾。當調壓間考慮建筑結構降噪時，應同時考慮吸聲措施、隔聲措施。吸聲措施可以改善調壓32212作環境，隔聲措施可以阻止噪聲向站外傳播，降低調壓站外噪聲。
5 調壓站降噪實踐
根據上述理論分析，2007年5月，我們在香格里拉次高壓A一中壓調壓站、太平橋次高壓A一中壓調壓站進行了降噪改造的試驗。
對香格里拉調壓站，我們采用了監控調壓器加裝PL SIL I型消聲器，工作調壓器加裝PL SIL II型消聲器和站內工藝管道外包吸聲隔聲材料的方式。對于太平橋調壓站，我們采用了調壓器外置SRS型消聲器及STP型管道內置式消聲器，站內部分工藝管道包吸聲材料的方式。
調壓站降噪改造前數據見表1，調壓站降噪改
造后數據見表2。
表1 調壓站降噪改造前數據m3
|
項 目 |
香格里拉調壓站 |
太平橋調壓站 |
|
進口壓力／MPa |
O.71 |
0.70 |
|
出口壓力／MPa |
0.080 |
0.082 |
|
流量／(m3.h) |
20 000 |
21 000 |
|
調壓間內噪聲值／dB |
111 |
112 |
|
調壓間外噪聲值／dB |
83 |
81 |
表2調壓站降噪改造后數據
|
項目
|
香格里拉
調壓站 |
太平橋
調壓站 |
|
調壓器內置消聲器 |
PL SIL I |
無 |
|
調壓器外置消聲器 |
PL SIL II型 |
SRS型 |
|
管道內置消聲器 |
無 |
STP |
|
管道外敷吸聲隔聲材料 |
有 |
有 |
|
改造后調壓間內噪聲值／dB |
％6 |
88 |
|
改造后調壓間外噪聲值／dB |
56 |
57 |
|
測量時天然氣流量／(m3·h) |
22 305 |
21 516 |
試驗結果：通過采取多種方式相結合的降噪方法，可以有效降低調壓站噪聲。經過降噪改造后，調壓站內工作場所和環境噪聲均能達到國家相關標準的要求。
6 結語
關于調壓站噪聲問題，目前已經能夠進行預測計算，從而采取有效的措施防止和降低噪聲。實踐表明，在北京現有次高壓A以上級別調壓站(箱)中選取不同消聲設備的降噪辦法，可以使調壓站(箱)內的噪聲、調壓站周邊的環境噪聲控制在允許范圍之內，降噪效果比較理想。
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