Промислова екологія - Апостолюк C.O. - Компресорні станції

Шум від компресорних станцій проникає в навколишнє середовище через отвори всмоктувальних і вихлопних повітроводів. Слід зазначити, що компресорні станції е найбільшим джерелом шуму на промислових підприємствах. РЗП шуму, що випромінюється у навколишнє середовище стаціонарними компресорами та турбокомпресорами, визначається за методикою, наведеною в довідковій літературі [4]. Шум пересувних компресорних станцій (ПКС), що працюють недалеко від житлових будівель і мають значну кількість шумових джерел, прийнято характеризувати не рівнем звукової потужності, а рівнем звуку на визначеній відстані (1—7 м) від станції.

Газотурбінні установки (ГТУ)

Такі установки генерують підвищений шум, що створюється системами всмоктування та скидання повітря через протипожежні клапани. Основне джерело — це тональний шум осьового компресора з максимумом випромінювання у високочастотній зоні спектра. Частоти дискретних складових (гармонік) визначають за формулою

де і — номер гармоніки {і = 1, 2, 3); г — число лопаток робочого колеса першого ступеня компресора; п — частота обертання ротора, хв"1.

Загальну звукову потужність Рз шуму всмоктування дозвукового осьового багатоступеневого компресора, визначають за формулою ч2

де гад — адіабатний коефіцієнт корисної дії (ККД) першого ступеня компресора; т( — масова витрата повітря через компресор, кг/с; — адіабатичний напір, Дж/кг; В — діаметр першого ступеня компресора, м; р — густина повітря на вході в компресор, кг/м8; с — швидкість звуку в повітрі, визначається залежно від температури, Ь °С як с = 20,1-У*, м/с.

Загальний рівень звукової потужності компресора визначають за формулою (7.8).

Для визначення РЗП за формулою (7.27) знаходять частоти трьох перших гармонік fv /2, /3, а за табл. 7.6 знаходять середньо-геометричні частоти 1/3-октавних смуг, в яких розміщуються ці гармошки. Потім, використовуючи графік (рис. 7.3, а), визначають рівні звукової потужності Ь для цих смуг

де &ЬШІ — різниця РЗП, дБА.

Таблиця 7.6. Значення октавних і 1/3-октавних граничних частотних смуг

Наприклад, для заданого компресора з Ьшзаг — 140 дБ частоти гармонік дорівнюють /, = 2000 Гц; /2 - 4000 Гц; ^ = 6000 Гц; АЬШІ для цих частот відповідно дорівнюють 3, 7 і 11 дБА. Для 1/3-октавних частот, що нижчі від fl = 2000 Гц, а саме 1600,1250, 1000 Гц і т. д., &Ьш{ відповідно дорівнює 17; 18,5 дБ.

Газові струмені

Інтенсивний шум у навколишньому середовищі може створюватися при стендових випробовуваннях турбореактивних двигунів (ТРД), при скиданні стиснутого повітря. Джерелом шуму в цих випадках є високошвидкісний вихлопний струмінь, рівень звукової потужності якого можна визначити за формулою [6]

де ит — швидкість течії газу (повітря) із сопла, м/с; рс — густина струменя у вихідному перерізі сопла; к — величина, що залежить від температури струменя (для ТРД к = 44 дБ; для холодних струменів к ■* 57 дБ).

Рис. 7.3. Спектри звукової потужності шуму всмоктування компресора: а відносний; б — в 1/3-октавних та октавних смугах частот

Октавні рівні звукової потужності струменя визначають за формулою

Тут АЬш — різниця між загальним рівнем звукової потужності (РЗП) та досліджуваною октавною смугою із середиьогеометричною частотою /, значення якої знаходять за графіком / (рис. 7.4) залежно від безрозмірного параметра — числа Струхаля:

де йе — діаметр сопла, м.

Під час випробовування турбореактивних двигунів випромінювання шуму здійснюється: із вихлопної шахти випробовувального боксу (рис. 7.5), із шахт підсмоктування 2 і всмоктування /, а також через провідну трубу 4. Октавні РЗП шуму, що випромінюються у вихлопну шахту, визначають за формулою (7.31).

До шахт підсмоктування і всмоктування надходить частина звукової енергії, випромінюваної у приміщення боксу вихлопним струменем.

Загальний РЗП шуму випромінюється в боксі в середньому на 8 дБ менше загального рівня всього струменя, що визначається за формулою (7.30). Октавні РЗП шуму визначають за формулою (7.31), використовуючи графік 2 (див. рис. 7.4). Знаючи РЗП шуму, що випромінюється в бокс, можна визначити відповідні рівні шуму для шахти всмоктування і підсмоктування [4].

Рис. 7.4. Відносний спектр звукової потужності шуму: І — струменя; 2 — випромінюваного в бокс

Рис. 7.5. Схема випробовувального боксу: 1 — шахта всмоктування; 2 — шахта підсмоктування; З — вихлопна шахта; 4 — провідна труба

При акустичних розрахунках важливим є вибір розрахункових точок і визначення допустимих рівнів шуму. При таких розрахунках для джерел шуму, що випромінюються у навколишнє природне середовище, розрахункову точку (РТ) вибирають на відстані 2 м від поверхні вікон найближчих житлових або громадських будівель. На території житлових мікрорайонів, лікарень і санаторіїв, шкіл, дитячих садків РТ вибирають на відстані 2 м від меж території на висоті 1,2 м від поверхні землі.

При виконанні акустичних розрахунків допустимі рівні звукового тиску у розрахункових точках визначають за формулою

де Ьн ■— нормативний рівень звукового тиску (РЗТ), визначають за санітарними нормами; £Ді — сума поправок, визначають за табл. 7.7. |я|

Таблиця 7.7. Поправки для тонального та імпульсного шумів