海上油田中央空調(diào)壓縮機(jī)降噪改造

譚家斌

摘要：某海洋石油平臺(tái)中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)噪聲大、振動(dòng)大的問題，通過對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)組成和工作原理進(jìn)行分析，確認(rèn)引起空調(diào)系統(tǒng)高噪音的主要原因是壓縮機(jī)與結(jié)構(gòu)共振。通過對(duì)中央空調(diào)壓縮機(jī)地腳增加彈簧減振器的改造，消除壓縮機(jī)組與安裝結(jié)構(gòu)的共振現(xiàn)象，改造后振動(dòng)值下降60%，噪音降低20dB（分貝）。

關(guān)鍵詞：海洋油田；中央空調(diào)系統(tǒng)；壓縮機(jī)；減振器

前言：某海洋石油平臺(tái)中央空調(diào)系統(tǒng)位于生活樓頂層甲板右舷，運(yùn)行中壓縮機(jī)組長(zhǎng)期存在振動(dòng)高、噪聲大的故障，為減小噪聲對(duì)下部生活樓的影響，改善員工居住環(huán)境，通過對(duì)目前壓縮機(jī)組增加彈簧減振器消除機(jī)組與固定結(jié)構(gòu)的共振，從而達(dá)到降低振動(dòng)值和機(jī)組運(yùn)行時(shí)分貝的目的。

1 壓縮機(jī)組參數(shù)

半封閉式制冷壓縮機(jī)：TYPE：06EA275. S/N：3705L46666，

MODEL NUMBER：06E6275610，MFG/N：6HCCCD14AC01，

制冷量：100KW（Tk=40°C，To=5°C）.

能量調(diào)節(jié)范圍：0，66%，100%，輸入功率：27KW，電源：AC 380V PH：3 50Hz

2 壓縮機(jī)組改造背景

中央空調(diào)壓縮機(jī)組安置在生活平臺(tái)4樓頂部固定撬塊上，由2臺(tái)半封閉式制冷壓縮機(jī)組成，一用一備，壓縮機(jī)工作期間，整體撬塊噪聲較大，影響位于撬塊底部住房員工休息，初始判斷振動(dòng)由于壓縮機(jī)本體故障，對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行解體維修，效果不理想。最終分析根本原因在于壓縮機(jī)底部撬塊與甲板均為金屬的剛性共振。

3 壓縮機(jī)改造方案

3.1 中央制冷系統(tǒng)組成

制冷系統(tǒng)由制冷劑和四大機(jī)件，即壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹閥，蒸發(fā)器組成。

3.1.1 壓縮機(jī)

壓縮機(jī)是制冷循環(huán)的動(dòng)力，它由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)而不停地旋轉(zhuǎn)，它除了及時(shí)抽出蒸發(fā)器內(nèi)蒸氣，維持低溫低壓外，還通過壓縮作用提高制冷劑蒸氣的壓力和溫度，創(chuàng)造將制冷劑蒸氣的熱量向外界環(huán)境介質(zhì)轉(zhuǎn)移的條件。即將低溫低壓制冷劑蒸氣壓縮至高溫高壓狀態(tài)，以便能用常溫的空氣或水作冷卻介質(zhì)來冷凝制冷劑蒸氣。

3.1.2 冷凝器

冷凝器是一個(gè)熱交換設(shè)備，作用是利用環(huán)境冷卻介質(zhì)（空氣或水），將來自壓縮機(jī)的高溫高壓制冷蒸氣的熱量帶走，使高溫高壓制冷劑蒸氣冷卻、冷凝成高壓常溫的制冷劑液體。值得一提的是，冷凝器在把制冷劑蒸氣變?yōu)橹评鋭┮后w的過程中，壓力是不變的，仍為高壓。

3.1.3 節(jié)流元件

高壓常溫的制冷劑液體直接送入低溫蒸發(fā)器、根據(jù)飽和壓力與飽和溫度——對(duì)應(yīng)原理，降低制冷劑液體的壓力，從而降低制冷劑液體的溫度。將高壓常溫的制冷劑液體通過降壓裝置——節(jié)流元件，得到低溫低壓制冷劑，再送入蒸發(fā)器內(nèi)吸熱蒸發(fā)。在日常生活中的冰箱、空調(diào)常用毛細(xì)管作為節(jié)流元件。

3.1.4 蒸發(fā)器

蒸發(fā)器也是一個(gè)熱交換設(shè)備。節(jié)流后的低溫低壓制冷劑液體在其內(nèi)蒸發(fā)（沸騰）變?yōu)檎魵?，吸收被冷卻物質(zhì)的熱量，使物質(zhì)溫度下降，達(dá)到冷凍、冷藏食品的目的。在空調(diào)器中，冷卻周圍的空氣，達(dá)到對(duì)空氣降溫、除濕的作用。蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的蒸發(fā)溫度越低，被冷卻物的溫度也越低。在冰箱中一般制冷劑的蒸發(fā)溫度調(diào)整在-26℃～-20℃，在空調(diào)器中調(diào)整在5℃～8℃。

3.2 制冷工作原理

壓縮制冷系統(tǒng)是由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng)，發(fā)生狀態(tài)變化，與外界進(jìn)行熱量交換。

液體制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻的物體熱量之后，汽化成低溫低壓的蒸汽、被壓縮機(jī)吸入、壓縮成高壓高溫的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷卻介質(zhì)（水或空氣）放熱，冷凝為高壓液體、經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流為低壓低溫的制冷劑、再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱汽化，達(dá)到循環(huán)制冷的目的。這樣，制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)四個(gè)基本過程完成一個(gè)制冷循環(huán)。

在制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)和節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)中必不可少的四大件，這當(dāng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實(shí)現(xiàn)制冷。壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)做功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。實(shí)際制冷系統(tǒng)中，除上述四大件之外，常常有一些輔助設(shè)備，如電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成，它們是為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，可靠性和安全性而設(shè)置的。

3.3 制冷系統(tǒng)增加減振塊

3.3.1 壓縮機(jī)撬塊增加減振塊

將移位后的中央空調(diào)壓縮機(jī)機(jī)組撬塊底部甲板面鋪上厚約5CM的混凝土結(jié)構(gòu)。采用混凝土結(jié)構(gòu)主要是增加支座的重量，一方面可有效抑制啟動(dòng)時(shí)機(jī)組的振幅，另一方面調(diào)整機(jī)組的重心，降低配置減振器的難度。

在新混凝土支座和壓縮機(jī)組之間增加ZRN型橡膠式減震器。ZRN型橡膠式減震器外殼鐵件包覆設(shè)計(jì)，安全性佳；鐵件電鍍處理，耐蝕性佳； 有效隔絕機(jī)械產(chǎn)生之振動(dòng)和結(jié)構(gòu)噪音；應(yīng)用各種工作機(jī)械，如馬達(dá)、引擎、發(fā)電機(jī)、變壓器、車載的電子設(shè)備等。

3.3.2 制冷送風(fēng)機(jī)底座原橡膠墊更換為ZRN型橡膠式減震器模塊

4 改造前后數(shù)據(jù)對(duì)比

4.1 室內(nèi)環(huán)境噪聲測(cè)試結(jié)果

室內(nèi)噪音監(jiān)測(cè)是按照空調(diào)正常運(yùn)行工況下測(cè)得。測(cè)試主要針對(duì)噪音最大的兩個(gè)房間，因?yàn)檫@兩個(gè)房間正好位于中央空調(diào)原機(jī)組正下方，檢測(cè)改造前后的數(shù)值最具有代表性，具體數(shù)值見表1。

（2）測(cè)試儀器：精度等級(jí)1級(jí)，在鑒定合格有效期之內(nèi)。

（3）改造后其它房間噪音均低于308房間改造后噪音值。

4.2 中央空調(diào)主要聲源近場(chǎng)噪聲測(cè)試結(jié)果

5 減振降噪改造后結(jié)果分析

5.1 生活樓噪音從一樓到四樓均在46dB（A）以下。而根據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ1-2010）與《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ87-1885）中的標(biāo)準(zhǔn)為55 dB（A）。因此，經(jīng)改造后整個(gè)生活樓休息房間噪音全部符合相關(guān)噪音要求。不但能保證海上作業(yè)人員的睡眠質(zhì)量，還能保護(hù)人員聽力，符合公司員工職業(yè)健康要求。

5.2 2從中央空調(diào)機(jī)組周圍的改造后的振動(dòng)下降也很明顯，改造前振動(dòng)在3.0 mm/s以上，改造后振動(dòng)在0.7-1.9mm/s之間，310和308房間內(nèi)床邊震感明顯減弱。

參考文獻(xiàn)：

[1] 尉遲斌，盧士勛，周祖毅. 實(shí)用制冷與空調(diào)工程手冊(cè)/尉遲斌等主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社[M]，2010.11.ISBN978-7-111-31953-5

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