高含硫天然氣凈化車間設(shè)備噪聲頻譜分析1

李淑華

河南濮陽市中原油田疾病預(yù)防控制中心 475001

高含硫天然氣凈化車間設(shè)備噪聲頻譜分析1

李淑華

河南濮陽市中原油田疾病預(yù)防控制中心 475001

目的了解天然氣凈化車間設(shè)備噪聲污染特性。方法對(duì)兩車間5套聯(lián)合裝置設(shè)備噪聲和頻譜對(duì)比分析。結(jié)果47臺(tái)（39.17%）設(shè)備噪聲超過85dB(A)，Claus風(fēng)機(jī)噪聲均值和峰值均最高；不同種、不同聯(lián)合、不同車間設(shè)備在各頻段出現(xiàn)峰值臺(tái)數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.01）； 87.23%（41/47）設(shè)備噪聲高于頻譜峰值，12.77%（6/47）低于頻譜峰值。結(jié)論噪聲治理首選Claus風(fēng)機(jī)；倍頻程不足以描述該噪聲頻譜峰值和寬度，建議日后頻譜分析采用1/2或1/3倍頻程。

噪聲；倍頻程；頻譜分析；高頻噪聲；頻譜曲線；中心頻率

表1 各種設(shè)備在各頻段呈現(xiàn)噪聲峰值的臺(tái)數(shù)比較

工作場所噪聲監(jiān)測(cè)通常采用A聲級(jí)和倍頻程頻譜分析，受A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)特性的限制， A聲級(jí)并不能全面反映噪聲的特性，尤其對(duì)于呈寬頻特性的噪聲，通過頻譜分析，可以得出很多A聲級(jí)所無法反映的結(jié)論［1］。所謂頻譜分析，就是使用噪聲頻譜監(jiān)測(cè)儀器，監(jiān)測(cè)從 16Hz～16kHz的各頻段的聲級(jí)值，描繪出噪聲頻譜曲線，并以此進(jìn)行分析的方法［2］。本文要探討的生產(chǎn)性噪聲來自高含硫天然氣凈化處理過程，該過程由多種設(shè)備聯(lián)合成為生產(chǎn)線，工藝流程復(fù)雜，各設(shè)備噪聲因受周圍眾多聲源的影響也變得非常復(fù)雜，工人通過巡檢方式接觸噪聲，準(zhǔn)確測(cè)量與正確評(píng)價(jià)如同文獻(xiàn)報(bào)道［3］一樣，是個(gè)類似的難題。通過對(duì)正常生產(chǎn)的5套天然氣凈化聯(lián)合裝置中多種設(shè)備噪聲的測(cè)量結(jié)果、頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，闡明其污染特征，為日后分析評(píng)價(jià)該工作場所噪聲特性和污染狀況、引導(dǎo)勞動(dòng)者識(shí)別重點(diǎn)防護(hù)位置并進(jìn)行有效的個(gè)體防護(hù)、也為有效地進(jìn)行噪聲治理提供科學(xué)依據(jù)。

表2 各聯(lián)合噪聲＞85 dB(A)的設(shè)備在各頻段表現(xiàn)出峰值的臺(tái)數(shù)比較

表3 兩車間在各頻段出現(xiàn)噪聲峰值的設(shè)備數(shù)統(tǒng)計(jì)分析表

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象選取某凈化車間正常生產(chǎn)的五套聯(lián)合裝置中12種120臺(tái)設(shè)備噪聲強(qiáng)度和頻譜作為研究對(duì)象。

1.2 方法

1.2.1 現(xiàn)場調(diào)查 通過現(xiàn)場職業(yè)衛(wèi)生學(xué)調(diào)查和預(yù)檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),各種設(shè)備噪聲均為連續(xù)性噪聲；各設(shè)備周圍聲場分布均勻、測(cè)量范圍內(nèi)A聲級(jí)差別均＜3dB(A)，屬于穩(wěn)態(tài)噪聲。

1.2.2 噪聲測(cè)定方法 使用經(jīng)過校準(zhǔn)的HS6288B型噪聲頻譜分析儀，根據(jù)《工作場所物理因素測(cè)量第8部分：噪聲》（GBZ/ T189.8-2007）要求，選用A聲級(jí)對(duì)工人巡檢停留的設(shè)備周圍噪聲強(qiáng)度進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量，每個(gè)點(diǎn)測(cè)量3次，取平均值。定點(diǎn)測(cè)量時(shí)間較短、不連續(xù)、不全面，但操作簡便，對(duì)于位置相對(duì)固定的工作有其優(yōu)勢(shì)［4］。

1.2.3頻譜分析 對(duì)噪聲強(qiáng)度超過85dB(A)的設(shè)備，使用倍頻程測(cè)量從31.5～8kHz各頻段的聲壓級(jí)，描繪出噪聲頻譜曲線，然后進(jìn)行對(duì)比分析。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)方法利用Excel匯總數(shù)據(jù)，運(yùn)用其統(tǒng)計(jì)函數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)資料χ2檢驗(yàn)、計(jì)量資料t檢驗(yàn)和可信區(qū)間估計(jì)；t檢驗(yàn)根據(jù)求得t值然后根據(jù)自由度、對(duì)照t臨界值表查P值，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

共檢測(cè)兩個(gè)車間、五套聯(lián)合裝置、12種120臺(tái)設(shè)備，設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)120個(gè)，所測(cè)設(shè)備周圍噪聲強(qiáng)度在73.1～106.2dB（A）之間，平均84.3±7.60dB（A），47臺(tái)（39.17%）設(shè)備超過85dB(A)。其中10臺(tái)（8.33%）超過100dB（A），全部為Claus風(fēng)機(jī)；12臺(tái)（10.00%）超過95dB（A），包括10臺(tái)Claus風(fēng)機(jī)+2臺(tái)再生塔底貧胺液泵；17臺(tái)（14.17%）超過90dB（A），包括10臺(tái)Claus風(fēng)機(jī)+3臺(tái)再生塔底貧胺液泵+1臺(tái)急冷水泵+1臺(tái)Claus爐+2臺(tái)半富胺液泵。

2.1 各種設(shè)備噪聲強(qiáng)度及頻譜分析 表1所示，每種設(shè)備各10臺(tái)，各種設(shè)備超過85dB(A)的臺(tái)數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。不同種設(shè)備在各頻段出現(xiàn)峰值的臺(tái)數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。＞85dB(A)的設(shè)備中， 87.23%（41/47）的設(shè)備平均噪聲強(qiáng)度高于頻譜峰值，12.77%（6/47）的低于頻譜峰值。設(shè)備噪聲強(qiáng)度小于85dB(A)者，不做頻譜分析。

2.1.1 Claus風(fēng)機(jī)平均噪聲強(qiáng)度和頻譜峰值均是最高，分別是102.6和104.4dB(A)，10條頻譜曲線走勢(shì)基本一致，說明10臺(tái)該種設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)步調(diào)一致。 2kHz以下能量衰減較快， 2～8kHz能量衰減徐緩，以高頻噪聲為主 (見圖1) 。

2.1.2 再生塔底貧胺液泵平均噪聲強(qiáng)度和頻譜峰值排第二位，分別是89.5和93.1dB(A)，162與142頻譜曲線走勢(shì)與其它6臺(tái)偏離，說明此2臺(tái)設(shè)備存在非正常運(yùn)轉(zhuǎn)的可能。250Hz以下能量衰減幅度較大，0.5～8kHz能量衰減緩慢，以中高頻噪聲為主(見圖2)。

“-”表示噪聲強(qiáng)度小于85dB(A)，不做頻譜分析

2.1.3 半富胺液泵平均噪聲強(qiáng)度和頻譜峰值分別是86.7和90.2dB(A)，162頻譜曲線走勢(shì)與其它5臺(tái)偏離較遠(yuǎn)，說明此臺(tái)設(shè)備存在非正常運(yùn)轉(zhuǎn)的可能。500Hz以下能量衰減幅度較大，1～8kHz能量波動(dòng)近似平臺(tái),以高頻噪聲為主(見圖3)。

2.1.4 急冷水泵平均噪聲強(qiáng)度和頻譜峰值分別是88.9和90.7dB(A)，142頻譜曲線走勢(shì)與其它9條偏離較遠(yuǎn)，說明此臺(tái)設(shè)備存在非正常運(yùn)轉(zhuǎn)的可能。500Hz以下能量衰減幅度較大，0.5～8kHz能量變化接近平臺(tái)，以中高頻噪聲為主(見圖4)。

2.1.5 Claus爐平均噪聲強(qiáng)度和頻譜峰值分別是86.3和93.5dB(A)， 141與161頻譜曲線走勢(shì)與其它6臺(tái)偏離較遠(yuǎn)，說明此2臺(tái)存在非正常運(yùn)轉(zhuǎn)的可能。2kHz以下能量衰減幅度較大，2～8kHz能量衰減平緩，以高頻噪聲為主(見圖5)。

2.1.6 胺液再生塔回流泵平均噪聲強(qiáng)度和頻譜峰值分別是84.5和83.1dB(A)，10臺(tái)中162、141和131噪聲超過85 dB(A)，且頻譜曲線走勢(shì)相似，說明此3臺(tái)設(shè)備與其它7臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)步調(diào)不一致。125Hz以下能量衰減幅度較大，0.125～8kHz能量波動(dòng)近似平臺(tái)，低、中、高頻噪聲同時(shí)存在(見圖6)。

2.1.7 尾氣風(fēng)機(jī)平均噪聲強(qiáng)度和頻譜峰值分別是83.4和80.1dB(A)，10臺(tái)中僅有141與161兩臺(tái)該種設(shè)備噪聲超過85dB(A) ，且2條頻譜曲線走勢(shì)相似，說明此2臺(tái)設(shè)備與其它8臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)步調(diào)不一致。500Hz以下能量衰減幅度較大，0.5～8kHz能量衰減平緩，以中高頻噪聲為主(見圖7)。

2.2各聯(lián)合噪聲強(qiáng)度及頻譜分析 三聯(lián)合平均噪聲強(qiáng)度最高，一聯(lián)合稍次，各聯(lián)合超過85 dB(A)的檢測(cè)點(diǎn)數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），各聯(lián)合設(shè)備在各頻段呈現(xiàn)峰值的臺(tái)數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）（見表2）。

2.3 兩車間設(shè)備噪聲強(qiáng)度和頻譜分析 超過85dB(A)的點(diǎn)數(shù)，一車間為25（34.72%），二車間為22（45.83%），兩車間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=1.49，P＞0.05）；兩車間噪聲平均值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＜t0.05，P＞0.05）；兩車間在各頻段出現(xiàn)峰值的設(shè)備數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=18.17， P＜0.01）。（見表3）。

3 討論

所謂計(jì)權(quán)聲級(jí)，就是對(duì)不同頻率的聲壓級(jí)經(jīng)某一特定的加權(quán)修正后，再疊加計(jì)算而得到噪聲的總聲壓級(jí)［5］。A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)模擬人耳對(duì)40方純音的響應(yīng)特點(diǎn)，對(duì)低頻段（小于50Hz）有大幅度的衰減，對(duì)高頻不衰減，這與人耳對(duì)高頻敏感，對(duì)低頻不敏感的感音特性相似［6］本文試圖通過使用倍頻程分析彌補(bǔ)A聲級(jí)描述該廠各聯(lián)合裝置設(shè)備噪聲特性存在的不足。

通過頻譜分析顯示，31.5Hz～8kHz各頻段都有強(qiáng)度不等的能量分布，表明該工作場所噪聲是由從低頻到高頻的無數(shù)頻率合成，充分表現(xiàn)出低、中、高頻率同時(shí)存在的寬帶頻譜特征?？傮w來看，0.5Hz以下聲音能量衰減幅度較大， 2～8KHz衰減平緩， 8kHz以上頻段可能還存在相當(dāng)高能量未被檢測(cè)到，頻譜峰值或低谷有可能在倍頻程中心頻率之外的其它頻段，因此使用倍頻程仍不足以詳盡描述該工作場所頻譜峰值和寬度。在噪聲測(cè)量中，1/3倍頻程是最常用的劃分［7］，建議日后噪聲監(jiān)測(cè)考慮采用1/2或1/3倍頻程拓寬頻帶進(jìn)行更為精細(xì)、更為寬闊的頻譜分析，以便詳盡闡明該作業(yè)場所的噪聲全貌。

被測(cè)的五套聯(lián)合裝置分別屬于兩個(gè)車間，每套聯(lián)合工藝流程相同、各種設(shè)備布局一致，一車間平均噪聲強(qiáng)度高于二車間，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＜t0.05，P＞0.05），但在各頻段出現(xiàn)噪聲峰值的設(shè)備數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=18.17， P＜0.01），且二車間設(shè)備噪聲的頻譜曲線走勢(shì)總是與一車間的偏離較遠(yuǎn)，可能與兩車間同種設(shè)備來自不同生產(chǎn)廠家涉及技術(shù)原因、一車間先于二車間組建和投產(chǎn)、設(shè)備受化學(xué)物質(zhì)腐蝕、機(jī)械磨損程度不同等導(dǎo)致的非正常運(yùn)轉(zhuǎn)有關(guān)，建議通過加強(qiáng)日常維修、維護(hù)與保養(yǎng)來降低噪聲強(qiáng)度,采取綜合性措施來預(yù)防噪聲危害仍為首選。

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High sulfur gas purification workshop equipment noise spectrum analysis

LI Shu-hua
Zhongyuan Oilfield Center for Disease Control and Prevention，Puyang city,Henan province , (457001) ,China

ObjectiveUnderstanding of natural gas purification workshop equipment noise pollution characteristics.Methods5 sets of two workshop joint devices and noise spectrum analysis.Results47 (39.17%) of the equipment noise more than 85 db (A), Claus fan noise mean and peak are the highest；Different species, different joint and workshop equipment in each spectrum peak number difference was statistically significant（ χ2=30.84，χ2=26.28，χ2=18.17，＜0.01）；Noise spectrum peak above 87.23% (41/47) equipment, 12.77% (6/47) below the spectrum peak.ConclusionNoise control preferred Claus fan; Octave and width is not enough to describe the noise spectrum peak, suggest using 1/2 or 1/3 octave spectrum analysis in the future.

noise; octave;spectrum analysis; the high frequency noise;spectrum curve; center frequency

R19[文獻(xiàn)表示碼]A

1672-5654(2015)2(C)-0000-00

李淑華(1966-)，女，漢族，河南西華人，本科學(xué)歷，主治醫(yī)師，研究方向：職業(yè)衛(wèi)生和職業(yè)健康監(jiān)護(hù)；E-mail：zyytyqs@126.com。