O sistema de energia das plataformas de perfuração de petróleo provém principalmente de motores a diesel. A potência dos motores a diesel é relativamente alta, geralmente em torno de 800 kW. Um conjunto de sondas de perfuração de 5000 m geralmente requer 3 motores a diesel, e um conjunto de sondas de perfuração de 7000 m geralmente requer 4 motores a diesel. Os motores a diesel produzem ruído durante o funcionamento, especialmente os motores a diesel utilizados em plataformas de perfuração. Devido à sua alta potência e influência mútua, o ruído é particularmente proeminente. O som de um motor a diesel pode ser ouvido mesmo em ambientes selvagens e a grandes distâncias.
- Análise de fontes de ruído de grupos geradores a diesel
Durante a operação da unidade a diesel, a perturbação do ar causa uma fonte sonora entre o ar e a unidade a diesel, gerando ruído. Esse tipo de ruído irradia diretamente para o exterior, incluindo especificamente: o ruído do sistema de exaustão, o ruído do sistema de admissão de ar e o ruído de rotação da ventoinha de arrefecimento do motor a diesel.
(1) Ruído do sistema de exaustão. A fonte de ruído mais direta dos grupos geradores a diesel é o ruído gerado pelo sistema de exaustão. Esse ruído é relativamente alto em intensidade e é cerca de 10 a 15 dB (A) mais alto do que o ruído normal do motor. Durante a operação do grupo gerador, os gases de exaustão de alta temperatura e alta pressão devem ser continuamente descarregados. De acordo com o estado operacional do grupo gerador, o sistema de exaustão tem dois estágios de exaustão, ou seja, exaustão livre do grupo gerador e exaustão forçada do grupo gerador. Quando o gás de exaustão do grupo gerador é descarregado pela válvula de exaustão, ele fluirá do tubo de exaustão para o silenciador e, finalmente, será descarregado no ar através do tubo de exaustão traseiro. Durante todo o processo de exaustão, uma grande quantidade de ruído de exaustão será gerada, que também é a principal fonte de ruído dos grupos geradores a diesel. O ruído gerado durante o processo de exaustão foi analisado e constatou-se que a composição da fonte de ruído era relativamente complexa. Existem ruídos causados pela frequência de operação dos gases de escape no sistema de escape por unidade de tempo, ruído causado pela ressonância dos gases de escape no tubo de escape e ruído de sopro causado pelo fluxo de ar ejetado do tubo de escape. Os principais fatores que podem afetar o ruído do sistema de escape do grupo gerador são: a pressão interna do cilindro do motor, o diâmetro do tubo do sistema de escape, o volume nominal de escape do grupo gerador, a velocidade de operação e a carga de trabalho do grupo gerador, etc. Aumentar a carga de trabalho do grupo gerador ou aumentar a rotação do motor aumentará o fluxo de gás, resultando em um aumento no ruído do escape.
(2) Ruído do sistema de admissão de ar. O ruído gerado pelo sistema de admissão de ar é um dos principais ruídos do grupo gerador a diesel. A principal razão para a formação é que a entrada de ar é continuamente aberta e fechada de acordo com a demanda de admissão de ar do grupo gerador, o que faz com que a pressão do sistema de admissão de ar mude continuamente e cause ruído. Quando o sistema de admissão está em funcionamento, um certo pulso de pressão é formado no tubo de admissão, fazendo com que o sistema de admissão produza ruído periódico. A faixa de frequência de áudio desse ruído é geralmente em torno de 200 Hz. Ao mesmo tempo, quando o fluxo de ar entra no interior do sistema, ele flui através do tubo de admissão de ar, fazendo com que o ar seja expelido da carroceria. Essa situação causará ruído de alta frequência no sistema de admissão de ar do motor. Normalmente, o fluxo de ar no tubo de admissão muda constantemente, portanto, a faixa de frequência desse ruído também é relativamente fixa, geralmente concentrada em torno de 1000 Hz. Quando a frequência do ruído do ciclo de admissão e da coluna de ar no sistema de admissão atinge a consistência, ocorre a ressonância do fluxo de ar, fazendo com que o ruído do sistema de admissão aumente. O ruído gerado por diferentes supercompressores em diferentes grupos geradores também é diferente. A intensidade do ruído de um grupo gerador turboalimentado é obviamente diferente em comparação com um grupo gerador não turboalimentado. Isso se deve à velocidade relativamente alta do grupo gerador turboalimentado, que faz com que o sistema de admissão de ar do motor produza um fluxo de ar relativamente forte devido ao corte de ar, resultando em ruído de frequência mais alta. A faixa de distribuição de frequência desse ruído geralmente fica entre 500 e 10000 Hz.
1.2 Ruído irradiado de superfície
A rigor, é difícil distinguir o ruído de radiação superficial de grupos geradores a diesel. O ruído de combustão é geralmente causado pela vibração da pressão gerada pela combustão do diesel dentro do cilindro, atuando sobre os componentes mecânicos do cilindro, irradiando assim uma certa quantidade de ruído para o exterior. Durante a operação do grupo gerador, vários componentes mecânicos continuarão a colidir mecanicamente, gerando ruído mecânico. Normalmente, quando a velocidade do grupo gerador é baixa, o ruído de combustão gerado é maior do que o ruído mecânico.
- Medidas construtivas específicas para redução de ruído em salas de geradores a diesel
- Utilize almofadas de borracha de alta eficiência para absorção de choque para isolar a unidade. Esta parte da tecnologia já está bastante desenvolvida. Após o tratamento de isolamento, a vibração na superfície da unidade é efetivamente isolada.
(2) Realizar processamento de redução de ruído no canal de propagação e instalar conexões de amortecimento suave no tubo de escape do grupo gerador para reduzir a radiação externa da fonte sonora. De acordo com o princípio de abafamento, a estrutura do silenciador pode utilizar um silenciador resistivo. Este utiliza material poroso de absorção sonora – espuma de melamina, que é disposta de uma determinada maneira no tubo. Quando o fluxo de ar passa pelo silenciador resistivo, as ondas sonoras causam vibrações no ar e nas pequenas fibras nos poros da espuma de melamina . Devido ao atrito e à resistência viscosa, a energia sonora é convertida em energia térmica e absorvida, exercendo assim um efeito de silenciamento.
(3) Cada parede da sala é feita de múltiplas camadas de materiais redutores de ruído, incluindo lã de rocha, tela de malha absorvente de som e painel de malha absorvente de som. Adicionar uma parede de absorção de som à parede da sala do gerador dentro da sala de máquinas pode não apenas reduzir o som de reverberação na sala de máquinas, melhorando o efeito de isolamento acústico, mas também atenuar a transmissão direta de ruído forte quando este se dirige para o topo.
(4) Ao projetar a entrada e a saída de ar, os padrões mínimos de volume de entrada e saída de ar necessários para a operação normal da unidade são totalmente considerados. Ao mesmo tempo, para solucionar o problema de dissipação de calor na sala de máquinas, a entrada de ar e a saída de exaustão do grupo gerador devem ser alinhadas. Além disso, as aberturas de entrada e exaustão de ar devem ser equipadas com grades de absorção sonora em chapa resistiva.
3.Conclusion
O ruído proveniente do grupo gerador a diesel de plataformas de perfuração de petróleo é a maior fonte de ruído em todo o local da plataforma de perfuração. Ele tem um grande impacto na proteção ambiental e não atende aos requisitos do sistema de gestão ambiental e de segurança (HSE), por isso precisa ser prevenido. Este artigo realiza uma pesquisa sobre o ruído gerado por grupos geradores a diesel e fornece medidas construtivas específicas para redução de ruído na sala do grupo gerador, que podem servir de referência para o pessoal relevante.
Solução de redução de ruído para geradores de petróleo e gás da SINOYQX
1) Módulo de absorção sonora de média e alta frequência, placa de espuma de melamina com absorção sonora
2) Módulo de absorção de som de alcance total, placa de espuma de melamina com absorção de som em pirâmide
3) Módulo de absorção sonora e de impacto, placa de melamina composta EPDM
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