石油掘削リグの動力システムは主にディーゼルエンジンで賄われています。ディーゼルエンジンの出力は比較的大きく、一般的に800kW程度です。5000M掘削リグ3セットには通常7000台のディーゼルエンジンが必要で、4M掘削リグXNUMXセットには通常XNUMX台のディーゼルエンジンが必要です。ディーゼルエンジン、特に掘削リグで使用されるディーゼルエンジンは、作動中に騒音を発生します。その高出力と相互影響により、騒音は特に顕著です。ディーゼルエンジンの音は、野外や遠く離れた場所でも聞こえます。
- ディーゼル発電機の騒音源の分析
1.1空力騒音
ディーゼルエンジンの運転中、空気の乱れにより、空気とディーゼルエンジンの間に音源が生じ、騒音が発生します。この騒音は、排気システムの騒音、吸気システムの騒音、ディーゼルエンジン冷却ファンの回転音など、直接外部に放射されます。
（1）排気システム騒音。ディーゼル発電機の最も直接的な騒音源は、排気システムから発生する騒音です。この騒音は比較的強度が高く、通常のエンジン騒音より約10～15dB（A）高くなります。発電機の運転中は、高温高圧の排気ガスを継続的に排出する必要があります。発電機の運転状態に応じて、排気システムは発電機の自由排気と発電機の強制排気のXNUMX段階の排気段階に分かれています。発電機からの排気ガスは排気弁から排出されると、排気管からマフラーへと流れ、最終的に後部排気管から大気中に排出されます。排気プロセス全体を通して、大量の排気騒音が発生し、これがディーゼル発電機の主な騒音源でもあります。排気プロセスで発生する騒音を分析したところ、騒音源の構成は比較的複雑であることがわかりました。排気システムにおける単位時間当たりの排気動作頻度に起因する騒音、排気管内での排気ガスの共鳴に起因する騒音、排気管から噴出される気流に起因する吹鳴音などがあります。発電機の排気システムの騒音に影響を与える主な要因は、エンジンシリンダの内圧、排気システムのパイプ径、発電機の定格排気量、発電機の運転速度と作業負荷などです。発電機の作業負荷を増加させたり、エンジン回転数を上昇させたりすると、ガス流量が増加し、排気騒音が増加します。
（2）吸気システムからの騒音。吸気システムから発生する騒音は、ディーゼル発電機の主要な騒音の一つです。その主な発生原因は、発電機の吸気需要に応じて吸気口が連続的に開閉されるため、吸気システムの圧力が連続的に変化し、騒音が発生することです。吸気システムが作動すると、吸気管内に一定の圧力脈動が発生し、吸気システムから周期的な騒音が発生します。この騒音の可聴周波数帯域は通常200Hz前後です。同時に、空気流がシステム内部に入ると、吸気管を通って流れ、空気が車体外に押し出されます。この状況により、エンジンの吸気システムで高周波騒音が発生します。通常、吸気管内の空気流は常に変化しているため、この騒音の周波数帯域も比較的一定で、通常は1000Hz前後に集中しています。吸気サイクルと吸気システム内の気柱の騒音周波数が一致すると、気流共鳴が発生し、吸気システムの騒音が増加します。異なる発電機セット内の異なるスーパーチャージャーによって発生する騒音も異なります。ターボチャージャー付き発電機セットの騒音強度は、非ターボチャージャー付き発電機セットと比べて明らかに異なります。これは、ターボチャージャー付き発電機セットの回転速度が比較的高いため、エンジンの吸気システムが空気の切断によって比較的強い気流を発生させ、結果として高周波騒音が発生するためです。この騒音の周波数分布範囲は、一般的に500Hzから10000Hzです。
1.2 表面放射ノイズ
厳密に言えば、ディーゼル発電機の表面放射騒音を区別することは困難です。燃焼騒音は一般的に、ディーゼル燃焼によってシリンダ内で発生した圧力振動がシリンダ全体の機械部品に作用し、一定量の騒音を外部に放射することによって発生します。発電機の運転中は、様々な機械部品が機械的に衝突し続けるため、機械騒音が発生します。通常、発電機の回転速度が低い場合、燃焼騒音は機械騒音よりも大きくなります。
- ディーゼル発電機室の騒音低減のための具体的な工事対策
- ユニットの振動を遮断するために、高効率の衝撃吸収ゴムパッドを使用しています。この技術は現在非常に成熟しており、遮断処理を施すことで、ユニット表面の振動を効果的に遮断します。
（２）伝搬経路に騒音低減処理を施し、発電機セットの排気管にソフトダンピング接続部を取り付けて音源の外部放射を低減する。消音の原理に基づき、消音器の構造には抵抗型消音器を用いることができる。これは多孔質吸音材であるメラミンフォームを管内に一定の方法で配置して使用する。空気の流れが抵抗型消音器を通過すると、音波が空気とメラミンフォームの細孔内の微細繊維に振動を引き起こす。摩擦と粘性抵抗により、音エネルギーは熱エネルギーに変換されて吸収され、消音効果を発揮する。
（3）各壁は、ロックウール、吸音メッシュクロス、吸音メッシュボードなどの多層防音材で作られています。機械室内の発電機室の壁に吸音壁を追加することで、機械室内の反響音を低減し、遮音効果を向上させるだけでなく、強い騒音が上方に伝わる際の直接伝播を減衰させます。
（4）吸排気口の設計にあたっては、ユニットの正常な運転に必要な最低限の吸排気量基準を十分に考慮する。同時に、機械室の放熱問題を解決するため、発電機の吸気口と排気口は同一直線上に配置する必要がある。さらに、吸気口と排気口には抵抗板製の吸音グリルを設置する必要がある。
3。結論
石油掘削リグのディーゼル発電機セットからの騒音は、掘削リグ現場全体における最大の騒音源であり、環境保護への影響が大きく、安全環境マネジメントシステム（HSE）の要件を満たしていないため、その発生防止が求められています。本稿では、ディーゼル発電機セットから発生する騒音について調査を行い、発電機セット室における騒音低減のための具体的な施工方法を提示することで、関係者の参考とします。
SINOYQXの石油・ガス発電機セットの騒音低減ソリューション
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