석유 시추 장비의 동력 시스템은 주로 디젤 엔진에서 나옵니다. 디젤 엔진의 출력은 비교적 크며, 일반적으로 약 800kW입니다. 5000M 시추 장비에는 일반적으로 디젤 엔진 3개가 필요하고, 7000M 시추 장비에는 일반적으로 디젤 엔진 4개가 필요합니다. 디젤 엔진, 특히 시추 장비에 사용되는 디젤 엔진은 작동 시 소음이 발생합니다. 높은 출력과 상호 영향으로 인해 소음이 특히 두드러집니다. 디젤 엔진 소리는 야외에서도, 그리고 아주 먼 거리에서도 들릴 수 있습니다.
- 디젤 발전기 세트의 소음원 분석
1.1 공기역학적 소음
디젤 엔진 작동 중 공기의 교란으로 인해 공기와 디젤 엔진 사이에 소음원이 발생하여 소음이 발생합니다. 이러한 소음은 외부로 직접 방출되는데, 구체적으로는 배기 시스템 소음, 흡기 시스템 소음, 디젤 엔진 냉각 팬 회전 소음 등이 있습니다.
(1) 배기 시스템 소음. 디젤 발전기 세트의 가장 직접적인 소음원은 배기 시스템에서 발생하는 소음입니다. 이 소음은 강도가 비교적 높고 일반 엔진 소음보다 약 10~15dB(A) 높습니다. 발전기 세트 작동 중에는 고온 고압 배기가스를 지속적으로 배출해야 합니다. 발전기 세트의 작동 상태에 따라 배기 시스템은 발전기 세트의 자유 배기와 발전기 세트의 강제 배기의 두 단계 배기를 갖습니다. 발전기 세트의 배기가스가 배기 밸브에서 배출되면 배기관에서 머플러로 흘러 최종적으로 후방 배기관을 통해 대기 중으로 배출됩니다. 전체 배기 과정에서 많은 양의 배기 소음이 발생하며 이는 디젤 발전기 세트 소음의 주요 원인이기도 합니다. 배기 과정에서 발생하는 소음을 분석한 결과 소음원의 구성이 비교적 복잡한 것으로 나타났습니다. 배기 시스템의 단위 시간당 배기 작동 빈도에 의해 발생하는 소음, 배기관에서 배기가스가 공명하여 발생하는 소음, 그리고 배기관에서 배출되는 공기 흐름에 의해 발생하는 송풍 소음이 있습니다. 발전기 세트의 배기 시스템 소음에 영향을 미치는 주요 요인은 엔진 실린더의 내압, 배기 시스템의 파이프 직경, 발전기 세트의 정격 배기량, 발전기 세트의 작동 속도 및 부하 등입니다. 발전기 세트의 작동 부하가 증가하거나 엔진 속도가 증가하면 가스 흐름이 증가하여 배기 소음이 증가합니다.
(2) 공기 흡입 시스템 소음. 공기 흡입 시스템에서 발생하는 소음은 디젤 발전기 세트의 주요 소음 중 하나입니다. 이러한 소음이 발생하는 주된 이유는 발전기 세트의 공기 흡입 요구에 따라 공기 흡입구가 지속적으로 열리고 닫히면서 공기 흡입 시스템의 압력이 지속적으로 변하고 소음이 발생하기 때문입니다. 흡기 시스템이 작동하면 흡기 파이프에 일정한 압력 펄스가 형성되어 흡기 시스템에서 주기적인 소음이 발생합니다. 이 소음의 가청 주파수 범위는 일반적으로 약 200Hz입니다. 동시에 공기 흐름이 시스템 내부로 유입되면 공기 흡입 파이프를 통해 흐르면서 차체 밖으로 공기가 배출됩니다. 이러한 상황은 엔진 공기 흡입 시스템에서 고주파 소음을 발생시킵니다. 일반적으로 흡기 파이프의 공기 흐름은 지속적으로 변하기 때문에 이 소음의 주파수 대역도 비교적 고정되어 있으며, 일반적으로 약 1000Hz에 집중됩니다. 흡기 사이클과 흡기 시스템의 공기 기둥의 소음 주파수가 일치하게 되면 공기 흐름 공진이 발생하여 흡기 시스템의 소음이 증가합니다. 발전기 세트에 따라 슈퍼차저마다 발생하는 소음도 다릅니다. 터보차저가 장착된 발전기 세트의 소음 강도는 터보차저가 장착되지 않은 발전기 세트와 확연히 다릅니다. 이는 터보차저가 장착된 발전기 세트의 속도가 상대적으로 빠르기 때문에 엔진의 공기 흡입 시스템이 공기 차단으로 인해 상대적으로 강한 공기 흐름을 생성하여 고주파 소음이 발생하기 때문입니다. 이 소음의 주파수 분포 범위는 일반적으로 500Hz에서 10000Hz 사이입니다.
1.2 표면 방사 소음
엄밀히 말하면 디젤 발전기 세트의 표면 방사 소음을 구분하기는 어렵습니다. 연소 소음은 일반적으로 실린더 내부에서 디젤 연소로 인해 발생하는 압력 진동이 실린더 전체의 기계 부품에 작용하여 일정량의 소음을 외부로 방사함으로써 발생합니다. 발전기 세트가 작동하는 동안 여러 기계 부품들이 지속적으로 기계적으로 충돌하여 기계 소음이 발생합니다. 일반적으로 발전기 세트의 속도가 낮을 때 발생하는 연소 소음이 기계 소음보다 큽니다.
- 디젤 발전기실 소음 감소를 위한 구체적인 공사 조치
- 고효율 충격 흡수 고무 패드를 사용하여 장치를 분리하십시오. 이 기술은 현재 매우 발전되어 있습니다. 분리 처리 후 장치 표면의 진동은 효과적으로 분리됩니다.
(2) 전파 채널에 소음 감소 처리를 하고, 발전기 세트의 배기 파이프에 연질 감쇠 연결부를 설치하여 음원의 외부 방사를 줄인다. 소음 감소 원리에 따라 저항 소음기를 사용할 수 있다. 저항 소음기는 다공성 흡음재인 멜라민 폼을 파이프 내부에 일정한 방식으로 배열하여 사용한다. 공기 흐름이 저항 소음기를 통과할 때, 음파는 공기와 멜라민 폼 기공 내의 미세 섬유를 진동시킨다 . 마찰과 점성 저항으로 인해 음향 에너지가 열 에너지로 변환되어 흡수되므로 소음 감소 효과가 나타난다.
(3) 각 방의 벽면은 암면, 흡음망, 흡음판 등 여러 겹의 소음 저감재로 구성되어 있습니다. 기계실 내부 발전기실 벽면에 흡음벽을 설치하면 기계실 내부의 잔향음을 저감하여 차음 효과를 높일 뿐만 아니라, 상부로 전달되는 강한 소음의 직접 전달을 약화시킬 수 있습니다.
(4) 공기 흡입구 및 배출구 설계 시에는 장치의 정상 운전에 필요한 최소 공기 흡입구 및 배출구 용적 기준을 충분히 고려해야 합니다. 동시에 기계실의 방열 문제를 해결하기 위해 발전기 세트의 공기 흡입구와 배출구는 동일 직선상에 위치해야 합니다. 또한, 공기 흡입구와 배출구에는 저항성 시트 흡음 그릴을 설치해야 합니다.
3.Conclusion
석유 시추 장비의 디젤 발전기 세트에서 발생하는 소음은 전체 시추 장비 현장에서 가장 큰 소음원입니다. 이는 환경 보호에 큰 영향을 미치며 안전환경관리시스템(HSE)의 요건을 충족하지 못하기 때문에 반드시 예방해야 합니다. 본 논문은 디젤 발전기 세트에서 발생하는 소음에 대한 연구를 수행하고, 발전기 세트실의 소음 저감을 위한 구체적인 시공 방안을 제시하여 관련 담당자에게 참고 자료를 제공합니다.
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