CN213599071U - 燃气调压设备噪音控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃气调压设备噪音控制系统，包括：缓冲器，设置在调压设备间内，用于吸收调压设备的机械振动；调压设备，设置在缓冲器上，用于转换上级管网输入的高压燃气的气压以便供给下级管网或直接向居民用户供气，调压设备内从入口端至出口端依次包括进气管道、流速控制器、压力调节阀、多路径消声器、和降压管道；管道消音器，连接在调压设备出口端的降压管道与调压设备间的出气管道之间。根据本实用新型实施例的燃气调压设备噪音的控制系统，采用多种噪音控制方法结合的形式，克服了单一噪音控制法的片面性，取得了很好的噪音控制效果，在解决噪音控制问题的同时，还兼顾了设备，增大工程可实施性。

Description

燃气调压设备噪音控制系统

技术领域

本实用新型涉及燃气调压设备领域，特别是涉及一种能有效低成本降低燃气调压设备噪音的控制系统。

背景技术

区域调压站是城市燃气输配系统中自动调节并稳定管网中压力的设施。设置于输配气管网中的不同压力级的管道之间，或设置于某些专门用户之前，将上一级管网的调节至下一级管网或用户所需的压力，并使调节后的压力保持稳定。燃气调压站按进出口管道压力可分为高中压调压站、高低压调压站、中低压调压站等。还可起到在事故情况下的安全隔离、进一步的分离过滤、为用户提供符合稳定燃烧要求压力的天然气的作用。区域调压站的服务对象为供应一定范围内燃气的设施，近年来，随着中国经济的快速发展和人口的持续增长，对燃气的需求也在增加。各城市燃气公司已完成燃气管网改造升级，各家各户使用天然气也越来越普遍，这些情况对燃气运输产生了很高的要求，在燃气运输中，燃气通过超高压形式的各种管道网络从源头输送到终端，这就需要区域调压站，但是随之产生的日益严重的噪声问题也不容忽视，如果不加控制，将对调压站和周围区域居民造成严重的干扰，随着全社会环保意识的增强，调压站的噪声问题也引起了各方的注意。

位于市区繁华地带的区域调压站，由于人员流量较大，且建筑物密集，常规做法不能满足目前对噪音控制及设备尺寸的要求，根据《城镇燃气设计规范》GB 50028-2006第6.6.7条要求，调压箱(柜)或调压站的噪声应符合现行国家标准《城市区域环境噪声标准》GB 3096(现行为《声环境质量标准》GB 3096)的规定。经查询《声环境质量标准》GB 3096得知，该地段为2类声环境功能区，噪音控制要求为昼间不大于60dB，夜间不大于50dB；而标准调压设备噪音量为97dB，远远大于此噪音控制要求，因此需要对常规调压设备进行噪音优化，同时控制设备尺寸，以达到规范要求，减小环境影响。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于克服以上技术问题，以便能够有效低成本降低燃气调压设备噪音。

本实用新型提供了一种燃气调压设备噪音控制系统，包括：

缓冲器，设置在调压设备间内，用于吸收调压设备的机械振动；

调压设备，设置在缓冲器上，用于转换上级管网输入的高压燃气的气压以便供给下级管网或直接向居民用户供气，调压设备内从入口端至出口端依次包括进气管道、流速控制器、压力调节阀、多路径消声器、和降压管道；

管道消音器，连接在调压设备出口端的降压管道与调压设备间的出气管道之间。

其中，所述多路径消声器包括分支网络和出口多级空腔，分支网络包括逐渐分支的第一部分和逐渐合并的第二部分，空腔的管径逐渐增大。其中，所述多路径消声器进一步包括，第一部分中的各个管道的管径逐渐减小且管道数目逐渐增大，每一级的所述管道的管径与数目的乘积大于上一级。

其中，管道消声器包括多个节流板，每个节流板上包括多个节流孔，上一级节流板的节流孔的尺寸大于下一级，且数目小于小一级。

其中，流速控制器将燃气流速控制在25m/s以内。

其中，至少进气管道、降压管道、出气管道的内壁上具有减噪用的内涂层。

其中，调压设备内还包括多个阀门，阀门的内径与相接管道的实际内径相同。

其中，所有管道的外部附加环绕的消音材料。

其中，缓冲器上还设置噪声传感器和主动消音器，主动消音器根据噪声传感器测量的环境噪声而发出与环境噪声振幅相同但是相位相反的声波以实现相消干涉。

根据本实用新型实施例的燃气调压设备噪音的控制系统，具有以下有益效果：

1)采用多种噪音控制方法结合的形式，克服了单一噪音控制法的片面性，取得了很好的噪音控制效果；

2)在解决噪音控制问题的同时，还兼顾了设备，增大工程可实施性；

3)绿色环保无污染，促使企业进一步参与到城市环境建设治理体系中，促进人居环境质量显著改善。

本实用新型所述目的，以及在此未列出的其他目的，在本申请独立权利要求的范围内得以满足。本实用新型的实施例限定在独立权利要求中，具体特征限定在其从属权利要求中。

附图说明

以下参照附图来详细说明本实用新型的技术方案，其中：

图1显示了依照本实用新型实施例的燃气调压设备噪音控制系统的方框图；

图2显示了图1中所示多路径消声器的示意图；以及

图3显示了图1中所示管道消声器的示意图。

具体实施方式

以下参照附图并结合示意性的实施例来详细说明本实用新型技术方案的特征及其技术效果，公开了能够有效低成本降低燃气调压设备噪音的控制系统。需要指出的是，类似的附图标记表示类似的结构，本申请中所用的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等等可用于修饰各种结构。这些修饰除非特别说明并非暗示所修饰结构的空间、次序或层级关系。

发明人经前期调查分析，调压设备的噪声来源主要为调压器噪音(燃气经过调压器减压部位与管道扩径部位时因流速变化而产生)与管道噪音(管道内表面与流体相互作用而产生)，为此设计了如图1所示的噪音控制系统。根据优选实施例，该噪音控制系统包括：调压设备间，诸如在居民楼内或楼间单独设立的房间或箱体；调压设备，设置在调压设备间内的缓冲器上，用于将上级管网输入的高压燃气转换气压以便供给下级管网或直接向居民用户供气，调压设备内依次包括入口端的进气管道、流速控制器、压力调节阀、多路径消声器、和出口端的降压管道；管道消音器，连接在调压设备出口端的降压管道与调压设备间的出气管道之间。

在给定的设计流量下，气体调压站管道中的气体流量取决于管道的直径。因此，增加管道直径是减少气体流量的唯一选择，但是当管道直径增大时，阀门和压力容器在管道上的阀门必须相应增加，这将大大增加调压站的建造成本，如果管道的直径太小，不仅会造成管道中的过大噪音，而且高速流动的气体也会对管道和设备的内壁造成严重的腐蚀，影响调压站的使用寿命，并增加管道气体压力损失。因此，必须考虑上述因素的影响，确定管道的口径。根据国内外工程经验，通过流速控制器将进气管道输入至调压设备内的流量(也即经过流速控制器之后向压力调节阀输送的气流速)一般控制在25m/s以内并优选18至23m/s、最佳22m/s。压力调节阀用于将进气管道的高压气体降压，可以选用EMERSON-TARTARNI公司的调压器FLA1-SRS，将进口的3.6至4.0bar气压降低至2.0bar。

图2示出了安装在压力调节阀之后的多路径消声器(SRS)，其包括2n级分支网络和出口的多级空腔，其中分支网络从第1级至第n级管径逐渐减小(例如以1/2或1/3的倍率缩减)而数目逐渐增大(例如以3倍或4倍增多，使得每一级的管径与数目的乘积大于等于上一级)，而从第n+1级至第n级逐渐合并。当燃气流经SRS的多级分支网络时被细分成许多小流体，产生许多小型的涡流。这种消声器属于小孔喷射消声器的范畴，其原理是减少声响机构的噪声。气体通过消声器从压力调节阀注入到外部的降压管道，喷射噪声的峰值频率与喷嘴(也即各个分支网络的细管)直径成反比。也就是说，随着喷嘴直径的减小，来自喷嘴的辐射噪声能量将从低频移动到高频。如果孔在小到一定程度上，则注入噪声将移动到人耳不敏感的频率范围。在2n级分支网络之后连接出口多级空腔(如图所示为喇叭形)，每一级空腔的管径逐渐增大(例如以1.15至2.3的倍率逐渐增大)，能够有效降低紊流区长度，缩小噪音在管道内传播的区域，进一步增强降噪效果。

经过上述SRS降噪的燃气通过降压管道输出至调压设备之外，与后续的管道消音器相连。当燃气从调压设备流出到下游管道时，通常有一个膨胀流量(例如经由上述出口多级空腔)的过程。在这一阶段，气体的压力降低，极不稳定，大量产生紊流。这部分噪声是调节器当前噪声处理最需要的解决方案。根据节流减压原理，当高压气体通过一定流量区域的节流板时，压力降低。通过多级节流孔串联，最初直接排放到下游，一个大的突然压降可以被分为多个小的逐渐压降。噪声功率与压降的大功率成正比，因此压力变化可以改变为压力梯度，可以获得降噪效果。通过小孔注入和压力梯度原理，可以降低噪声。为此，参照图3所示，根据优选实施例的管道消声器包括设置在管道内的多个(至少两个)节流板，每个节流板上设置多个节流孔排列形成的节流孔阵列，上一级节流板的节流孔的尺寸大于下一级节流板，且上一级节流孔的数目小于下一级节流孔的数目，优选地使得每一级的单个节流孔的尺寸与节流孔的总数目的乘积保持恒定或者逐渐小幅增大(下一级比上一级增大少于5％)，由此使得管道内压力逐渐缓慢地降低，以便进一步抑制噪声。

通常，调压站内的露天管道油漆通常只涂在管外，以防腐蚀和美观需要。由于管的内侧不接触空气，一般不考虑做内涂层防腐。本发明人发现，通过对管道施加内涂层，可以有效地减少管道内壁的粗糙度，减少气体与管道内壁之间的摩擦，从而降低噪音。因此，在根据优选实施例的所有管道，也即包括前述进气管道、多路径消声器内的分支网络和出口多级空腔、降压管道、出气管道的所有管道，均设置减噪用的内涂层。

进一步，调压设备内除了上述压力调节阀之外还有大量的阀门(例如各种机械球阀、电动调节阀、电动球阀、截止阀、防爆开关阀等等)连接到管道上。如果两者的内径不相同，则在它们的接合处气流会有强烈的紊流。因此，在选择阀门时，尽量选择与管道相同直径的阀门，也可以减少管道中产生的噪音。特别地，由于各个管道内壁均增设了内涂层，因此阀门的内径应该等于相接管道原始内径减去内涂层厚度的两倍。进一步，所有管道的外部加上环绕的消音材料例如离心玻璃棉和牌号1060(0.8mm)的铝板拉铆连接外护层，噪声穿透吸收层时利用摩擦转换成了热能，进一步降低噪音。

在调压设备间的施工中降噪方面，也采用吸声处理和隔音处理，但解决方案的目标和重点不同。吸声过程解决的目标是减少室内噪声的重复反射，即减少室内混响噪声，减少混响声的持续时间，即混响时间。在连续噪声的情况下，这种性能的降低是室内噪声水平的降低。隔音处理的重点是从站内到站外的隔离，使得相邻建筑物和居民可以避免噪声干扰。考虑建筑物在调压过程中降噪时，也要考虑消声措施和隔声措施。吸声措施可改善压力控制工作环境，防噪声措施可防止噪声向站外蔓延，减少压力控制站外的噪声。根据优选实施例，调压设备设置在缓冲器上，缓冲器用于直接吸收调压设备自身振动以减小噪声，其包括海绵等多孔疏松结构、以及穿过多孔疏松结构将调压设备的外壳固定在设备间地面上的连接结构(未示出)。连接结构可以是机械弹簧，也可以是液压汽缸，既确保足够的机械支撑又能具有一定的形变能力，从而减少噪声的传播。特别地，缓冲器上还设置了噪声传感器和主动消音器(均未示出)，通过噪声传感器测量设备间内的环境噪声，并由主动消音器(例如电致伸缩元件或微型扬声器阵列)根据测量的环境噪声发出振幅相同但是相位相反的声波以便实现相消干涉，从而进一步降低噪声传播。

经试验，根据优选实施例的上述噪声控制系统，能够有效地将噪声控制在50dB以下，符合《声环境质量标准》GB 3096)的相关规定，且满足调压设备安装尺寸要求。

根据本实用新型实施例的燃气调压设备噪音的控制系统，采用多种噪音控制方法结合的形式，克服了单一噪音控制法的片面性，取得了很好的噪音控制效果，在解决噪音控制问题的同时，还兼顾了设备，增大工程可实施性。

尽管已参照一个或多个示例性实施例说明本实用新型，本领域技术人员可以知晓无需脱离本实用新型范围而对系统结构做出各种合适的改变和等价方式。此外，由所公开的教导可做出许多可能适于特定情形或材料的修改而不脱离本实用新型范围。因此，本实用新型的目的不在于限定在作为用于实现本实用新型的最佳实施方式而公开的特定实施例，而所公开的系统结构及其制造方法将包括落入本实用新型范围内的所有实施例。

Claims (9)

1.一种燃气调压设备噪音控制系统，包括：

缓冲器，设置在调压设备间内，用于吸收调压设备的机械振动；

调压设备，设置在缓冲器上，用于转换上级管网输入的高压燃气的气压以便供给下级管网或直接向居民用户供气，调压设备内从入口端至出口端依次包括进气管道、流速控制器、压力调节阀、多路径消声器、和降压管道；

管道消音器，连接在调压设备出口端的降压管道与调压设备间的出气管道之间。

2.根据权利要求1所述的燃气调压设备噪音控制系统，其中，所述多路径消声器包括分支网络和出口多级空腔，分支网络包括逐渐分支的第一部分和逐渐合并的第二部分，空腔的管径逐渐增大。

3.根据权利要求2所述的燃气调压设备噪音控制系统，其中，所述多路径消声器进一步包括，第一部分中的各个管道的管径逐渐减小且管道数目逐渐增大，每一级的所述管道的管径与数目的乘积大于上一级。

4.根据权利要求1所述的燃气调压设备噪音控制系统，其中，管道消声器包括多个节流板，每个节流板上包括多个节流孔，上一级节流板的节流孔的尺寸大于下一级，且数目小于小一级。

5.根据权利要求1所述的燃气调压设备噪音控制系统，其中，流速控制器将燃气流速控制在25m/s以内。

6.根据权利要求1所述的燃气调压设备噪音控制系统，其中，至少进气管道、降压管道、出气管道的内壁上具有减噪用的内涂层。

7.根据权利要求1所述的燃气调压设备噪音控制系统，其中，调压设备内还包括多个阀门，阀门的内径与相接管道的实际内径相同。

8.根据权利要求1所述的燃气调压设备噪音控制系统，其中，所有管道的外部附加环绕的消音材料。

9.根据权利要求1所述的燃气调压设备噪音控制系统，其中，缓冲器上还设置噪声传感器和主动消音器，主动消音器根据噪声传感器测量的环境噪声而发出与环境噪声振幅相同但是相位相反的声波以实现相消干涉。

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