Разработка технического решения по снижению уровня шума на газораспределительных станциях

В статье проанализированы результаты замеров уровня звукового давления на узлах редуцирования трёх газораспределительных станций с разной мощностью и конструкцией. Во всех трёх случаях максимальный уровень шума был зафиксирован на регуляторе давления и превышал 100 дБа, при этом выходной кран имел более высокие показатели звуковой мощности по сравнению с входным. Анализ результатов измерений помог определить основные причины повышенного шума на регуляторе и выходном кране. В статье представлена численная модель узла редуцирования, которая позволила получить и проанализировать поле скоростей газового потока, проходящего через регулятор давления. Результаты численного анализа показали, что на выходе из регулятора давления возникает зона вихреобразования, которая отличается большими скоростями, меняющими свое направление, что приводит к ударам потока газа о внутреннюю поверхность трубы. Такой механический шум суммируется с гидродинамическим, связанным с движением потока газа с большой скоростью. При этом гидродинамический шум имеет локализованный источник, который можно изолировать звукозащитными кожухами, в то время, как механический способен распространяться на большие расстояния вплоть до выходного крана за счет прохождения звуковой волны по металлической стенке трубы. На основе данных, полученных путем численного моделирования, была подтверждена эффективность применения струевыпрямляющего устройства. Численный эксперимент показал, что при прохождении потока газа через подобное устройство удается исключить зону вихреобразования на участке, следующем за струевыпрямителем. Отсутствие вихрей приведет к снижению шума за счет исключения ее механической составляющей. Таким образом, применение подобных устройств позволит локализовать шум, а дополнительная установка звукопоглощающих кожухов обеспечит максимальный эффект и снизит уровень шума до приемлемых значений.

He problem of noise reduction at gas distribution stations requires an integrated approach. The relevance of the study is based on the results of sound pressure level measurements at the reduction nodes of three gas distribution stations with different capacities and designs. In all three cases, according to the results of actual measurements, the maximum noise level was fixed on the pressure regulator and exceeded 100 dBa, while the output valve had higher sound power values compared to the input one. The analysis of the results helped to identify the main causes of increased noise on the regulator and the outlet tap. Using numerical simulation, a model of the reduction node was created, which made it possible to obtain and analyze the velocity field of the gas flow passing through the pressure regulator. The results showed that a vortex formation zone appears at the outlet of the pressure regulator, which is characterized by high speeds that change their direction, which leads to gas flow impacts on the inner surface of the pipe. Such mechanical noise caused by impacts is combined with hydrodynamic noise associated with the movement of the gas flow at high speed and collectively leads to an excess of the noise level of permissible norms. At the same time, mechanical noise can propagate over long distances, since the sound wave passes along the metal wall of the pipe up to the outlet tap. This does not allow you to localize the noise source. Based on the data obtained by numerical simulation, the effectiveness of the use of a jet straightening device was confirmed. This device is a disk with through holes. A numerical experiment has shown that when a gas flow passes through such a device, it is possible to exclude a vortex formation zone in the section following the jet straightener. The absence of vortices will reduce noise by eliminating its mechanical component. Thus, the use of such devices will allow to localize noise in a small area, where the additional installation of sound-absorbing casings will ensure maximum effect and reduce the noise level to acceptable values.