中央空調(diào)機(jī)組減振降噪實(shí)例在油田的應(yīng)用

摘要：文章針對某海洋石油平臺上中央空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際工程應(yīng)用過程中出現(xiàn)的噪聲大、振動大等問題，通過對中央空調(diào)結(jié)構(gòu)組成和工作原理進(jìn)行分析，明確了引起空調(diào)系統(tǒng)噪聲大的主要原因，提出了有效措施減小空調(diào)系統(tǒng)振動噪聲，以便改善海上員工的居住環(huán)境。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)系統(tǒng)；減振降噪；海洋石油平臺；油田；壓縮機(jī) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：X709 文章編號：1009-2374（2015）13-0087-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.13.043

1 概述

1.1 中央空調(diào)系統(tǒng)簡介

某海洋石油平臺中央空調(diào)系統(tǒng)采用CJKR-100船用組裝式空調(diào)裝置，是以氟利昂R-404A為制冷工質(zhì)的制冷設(shè)備。該裝置用于石油平臺的空氣調(diào)節(jié)，作為集中式空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理設(shè)備?？諝獾倪^濾、冷卻處理在裝置內(nèi)進(jìn)行，處理后的空氣經(jīng)風(fēng)管送往生活樓各艙室內(nèi)，調(diào)節(jié)艙室內(nèi)一定的溫、濕度和清潔度。具有以下優(yōu)良性能：（1）中央空調(diào)系統(tǒng)為集中式空調(diào)，整個制冷循環(huán)系統(tǒng)中的制冷壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、加濕器、管道、閥件及電氣控制箱等部件整體組裝，占地面積小，操作簡便，維修方便；（2）采用環(huán)保性的制冷劑，配有齊全的控制保護(hù)元件，確保安全運(yùn)行；（3）制冷系統(tǒng)裝置運(yùn)行與使用適應(yīng)性強(qiáng)；（4）半封閉活塞制冷壓縮機(jī)采用直接啟動方式，啟動電流?。唬?）電氣控制自動化和能量調(diào)節(jié)功能程度高，有利于節(jié)約運(yùn)行成本；（6）采用海水冷凝器，冷卻效果好。

1.2 某海洋石油平臺中央空調(diào)噪聲影響狀況

海洋石油平臺采用了船用組裝式空調(diào)裝置，于2007年投入生產(chǎn)使用，采用三臺中央空調(diào)A、B、C給平臺各個艙室空氣調(diào)節(jié)。在正常使用時，同時有兩臺空調(diào)投入使用，一臺備用，根據(jù)平臺上的氣溫，選擇兩臺同時通風(fēng)，一臺制冷；氣溫較高時，采用兩臺通風(fēng)兩臺制冷的工作模式。由于使用年限較長，設(shè)備出現(xiàn)一定程度的老化，運(yùn)行過程中出現(xiàn)振動大，噪聲大的現(xiàn)象。

某海洋石油平臺的空調(diào)安裝在生活樓四樓，過大的振動和噪音對平臺上員工的正常生活有極大影響。海上員工長時間工作、生活在振動和噪聲大的環(huán)境中，會出現(xiàn)一系列的健康問題。聽力最容易受到損害，噪音會引起耳部不適，導(dǎo)致聽力下降，視力清晰度變差，嚴(yán)重者甚至?xí)秤徽瘛盒?、肌無力。從心理方面來說，振動和噪音對海上員工的影響表現(xiàn)：引起睡眠不好、注意力不集中、記憶力下降等癥狀，心情煩亂，情緒不穩(wěn)，忍耐性降低，脾氣暴躁乃至產(chǎn)生高血壓、潰瘍等一系列的疾病，因此對海上員工工作影響很大。

針對空調(diào)振動和噪音對平臺生活樓的影響，下文從振動和噪音源著手，制定減振降噪方案，選擇合理化減振降噪措施，將振動和噪音控制在工業(yè)生產(chǎn)的安全范圍內(nèi)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 中央空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)行時噪音源分析

2.1 壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

船用組裝式空調(diào)裝置采用半封閉活塞式制冷壓縮機(jī)（見圖1），主要有機(jī)腔、曲軸、連桿、活塞、氣缸及吸排氣閥等結(jié)構(gòu)組成。

圖1 半封閉活塞式制冷壓縮機(jī)示意圖

壓縮機(jī)的工作原理是從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動壓縮機(jī)對其進(jìn)行壓縮，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，為制冷循環(huán)提供動力，從而實(shí)現(xiàn)壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(fā)的制冷循環(huán)。

壓縮機(jī)的實(shí)際工作過程與理想工作過程存在著很大的差異。主要原因是：壓縮機(jī)存在余隙容積；吸氣與排氣時有壓力損失；制冷劑與機(jī)件之間不可避免地存在熱交換和摩擦損失以及氣缸的泄漏損失等。壓縮機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)是由膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個工作過程組成的。圖2中的3′-4′表示膨脹過程，4′-1′表示吸氣過程，1′-2′表示壓縮過程，2′-3′表示排氣過程。故實(shí)際循環(huán)多一個膨脹過程。與理想工作過程相比，壓縮機(jī)實(shí)際工作過程的輸氣量減少，耗功量增大。

圖2 壓縮機(jī)工作實(shí)際循環(huán)p-V圖

2.2 壓縮機(jī)噪音源理論分析

活塞式壓縮機(jī)的噪聲主要包括機(jī)械振動、機(jī)械噪聲、流體誘發(fā)噪聲和機(jī)組噪聲等。

機(jī)械噪聲主要是由機(jī)械方面的振動及裝配件的不平衡引起的。機(jī)械碰撞，滑動引起的沖擊噪聲；半封閉活塞式制冷壓縮機(jī)的電動機(jī)與聯(lián)軸器不對中引起的振動與噪聲；軸承振動與噪聲。機(jī)體外部包括機(jī)殼、支撐結(jié)構(gòu)、底座的振動與噪聲。

流體誘發(fā)的噪聲包括氣流噪聲和油流噪聲。氣流噪聲主要是吸氣、排氣噪聲，包括氣體進(jìn)、出吸排氣腔及容積變化時形成的渦流噪聲，排氣過程中回流和膨脹產(chǎn)生的噴流噪聲；氣流管道脈動及彎頭振動噪聲；吸氣、排氣止回閥噪聲。

機(jī)組噪聲包括壓縮機(jī)、油分離器、蒸發(fā)器、送風(fēng)機(jī)、冷卻系統(tǒng)的振動與噪聲。

3 海上平臺可行性減振降噪措施

一般壓縮機(jī)降噪主要有以下常用方法：現(xiàn)場動平衡法降低工頻振動；校正電動機(jī)軸與壓縮機(jī)主軸同軸度減振；更換不同形式的柔性聯(lián)軸器，降低整機(jī)噪聲；改善排氣孔孔口形狀降噪。除此之外，還可采用管道孔板、不銹鋼波紋管、外包吸聲材料等管道減振等措施。

對于某油田平臺中央空調(diào)系統(tǒng)減振降噪實(shí)施了三種可行性方案。

3.1 空調(diào)壓縮機(jī)移位降噪

平臺上中央空調(diào)安裝在生活樓四樓甲板上，壓縮機(jī)噪音較大，距離生活樓員工居住房間近，噪音和振動通過甲板面?zhèn)鞑?，在三樓房間測試后，噪音依然有85dB，通過改變壓縮機(jī)位置，經(jīng)噪音測試儀檢測后，選擇出最佳移位點(diǎn)，測出三樓房間噪音最大時為50dB，有效降低了空調(diào)系統(tǒng)噪音對生活樓的影響。此方案改變了壓縮機(jī)的位置，通過增大噪音傳播阻力來實(shí)現(xiàn)降噪目標(biāo)，且平臺壓縮機(jī)改造工程量小，資金投入少，效果明顯，有顯著實(shí)際意義。

3.2 壓縮機(jī)基座和風(fēng)柜風(fēng)機(jī)基座安裝減振模塊

通過采用具有一定緩沖功能的減振墊，在壓縮機(jī)基座和風(fēng)柜風(fēng)機(jī)基座上安裝ZRN阻力減振模塊來減小壓縮機(jī)的振動的傳播，從而降低壓縮機(jī)的機(jī)械振動噪聲，經(jīng)測試儀測試后，三樓房間最大噪聲值為45dB，此方案降低了壓縮機(jī)的機(jī)械振動，能夠?qū)崿F(xiàn)降噪功能，效果很不錯，改造工作量小，成本低。

3.3 在送回風(fēng)主管道安裝合適消聲器以及在出風(fēng)口前安裝靜音箱

根據(jù)在房間測得噪音大小，可以選擇在送回風(fēng)主管道同時安裝合適消聲器及在艙室內(nèi)出風(fēng)口前安裝靜音箱，將原有的通風(fēng)口由平口改為斜口，并外包吸聲材料，氣流經(jīng)過主風(fēng)管消聲器和艙內(nèi)出風(fēng)口靜音箱后，有效地阻止或減弱聲音向外傳播，降低了氣流沖擊速度，均勻了氣流方向，經(jīng)噪音測試儀測得三樓房間噪音最大為40dB，降噪效果顯著，但根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用，此方案實(shí)施工作量大，生活樓涉及20個房間通風(fēng)口的改造，靜音箱所需數(shù)量多，價格昂貴，實(shí)際投入資金多。

4 結(jié)語

某海上平臺油田中央空調(diào)減振降噪對海上員工的生產(chǎn)生活有著重要意義，噪聲的降低極大地減小對員工身體和心理的傷害。本油田平臺通過采用中央空調(diào)壓縮機(jī)移位，壓縮機(jī)基座、風(fēng)柜風(fēng)機(jī)基座安裝減振模塊，在送回風(fēng)主管道安裝合適消聲器以及在出風(fēng)口前安裝靜音箱的方法，可以有效地將員工生活艙室內(nèi)的噪音控制在安全范圍內(nèi)，使員工海上居住環(huán)境得到有效的改善。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：陶海鋒（1976-），男，重慶人，中海油能源發(fā)展股份有限公司湛江配餐服務(wù)分公司助理工程師，研究方向：中央空調(diào)機(jī)組減振降噪實(shí)例在油田的應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）endprint