白云

(中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京100028)

0.引言

海上油氣田的生產(chǎn)是將海底油（氣）藏中的原油和天然氣開采出來(lái)，經(jīng)過(guò)采集、油氣水初步分離與加工、經(jīng)海底管道外輸?shù)倪^(guò)程。由于海上采出的油氣是易燃易爆的危險(xiǎn)品，各種生產(chǎn)作業(yè)頻繁，同時(shí)受平臺(tái)空間的限制，油氣處理設(shè)施、電氣設(shè)施和人員住房大多需要集中在同一平臺(tái)，因此對(duì)平臺(tái)的安全生產(chǎn)提出了極為嚴(yán)格的要求。新建海上平臺(tái)可能產(chǎn)生的職業(yè)病危害因素涉及毒物、噪聲、工頻電場(chǎng)、微波輻射、高/低溫等。職業(yè)病防護(hù)強(qiáng)調(diào)源頭治理，在項(xiàng)目前期研究及基本設(shè)計(jì)階段[1]根據(jù)項(xiàng)目具體情況進(jìn)行合理地職業(yè)病防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)，可有效保護(hù)勞動(dòng)者的安全健康，同時(shí)可降低后續(xù)改造的難度和成本。

1.海上平臺(tái)噪聲現(xiàn)狀

海上平臺(tái)噪聲問(wèn)題突出，平臺(tái)作業(yè)人員長(zhǎng)期處于高噪聲環(huán)境中，易引起噪聲性耳聾，影響平臺(tái)作業(yè)人員的身心健康。室外作業(yè)工種（操作工、機(jī)修工、電工等）日接觸噪聲時(shí)間多在6～8 h[2]，40 h 等效聲級(jí)多在80 ～90 dB（A），部分工種噪聲接觸水平可能存在超過(guò)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。與陸上石油開采不同，海上石油平臺(tái)布局緊湊，設(shè)備集中設(shè)置，生活區(qū)與生產(chǎn)區(qū)距離較近，噪聲源復(fù)雜，噪聲傳播途徑相互干擾。另外，平臺(tái)結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，各部分通過(guò)焊接、鉸接等方式連接為一個(gè)整體，擴(kuò)大了噪聲的傳播范圍。目前，海上平臺(tái)噪聲控制設(shè)計(jì)采用的是海上固定平臺(tái)安全規(guī)則中的標(biāo)準(zhǔn)要求，具體如表1 所示。

2.平臺(tái)噪聲防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)思路

海上平臺(tái)常見(jiàn)的高噪聲生產(chǎn)設(shè)備包括透平發(fā)電機(jī)組、天然氣壓縮機(jī)、空氣壓縮機(jī)、注水泵、原油外輸泵等。平臺(tái)布局需要綜合考慮的要素主要是工藝流程、總圖布置、安全性等，海上平臺(tái)噪聲防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)在項(xiàng)目前期研究階段（指可行性研究）會(huì)從規(guī)劃防治角度對(duì)總圖布置和設(shè)備布局等方面提出調(diào)整建議，旨在降低因布局不合理而導(dǎo)致噪聲對(duì)作業(yè)人員的影響。海上新建平臺(tái)總平面布置可分為生產(chǎn)區(qū)、非生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)。生活住房位于上層甲板非生產(chǎn)區(qū)，與生產(chǎn)區(qū)隔離。海上平臺(tái)多層布置，將噪聲與振動(dòng)較大的生產(chǎn)設(shè)備如空壓機(jī)、注水泵、原油外輸泵、柴油發(fā)電機(jī)間等設(shè)置在中、下層甲板。主開關(guān)間、高壓變壓器間等工作間一般布置在中層甲板，對(duì)于主開關(guān)間、實(shí)驗(yàn)室等有生產(chǎn)人員連續(xù)工作的場(chǎng)所在布置時(shí)會(huì)盡量遠(yuǎn)離空壓機(jī)、泵類等高噪聲設(shè)備，必要時(shí)設(shè)置值班室。中控室、報(bào)房、會(huì)議室、報(bào)務(wù)間等辦公用房布置在生活樓內(nèi)，其中中控室及無(wú)線電室采用隔間設(shè)置，有單獨(dú)的設(shè)備間從而減少機(jī)柜噪聲對(duì)值班人員的影響?？照{(diào)機(jī)組（包括備用機(jī)組）以及配套設(shè)備建議布置于中層甲板，以降低設(shè)備布置在生活樓頂層其噪聲和振動(dòng)對(duì)人員工作休息的影響。職業(yè)病防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)人員在前期研究階段做好規(guī)劃防治，可降低后續(xù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的難度及成本預(yù)算，并盡早提供給機(jī)械、電氣相關(guān)專業(yè)技術(shù)要求，以便于設(shè)備采購(gòu)標(biāo)書制定工作。

表1 噪聲控制要求

3. 降噪解決方案

以渤海海域某油田擬建中心處理平臺(tái)為例，從技術(shù)防治角度對(duì)某超標(biāo)場(chǎng)所進(jìn)行防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)。海上平臺(tái)噪聲控制采用的技術(shù)防治措施包括從聲源上降低噪聲、從傳播途徑上降低噪聲以及對(duì)敏感目標(biāo)自身進(jìn)行防護(hù)[3]。

類比平臺(tái)主發(fā)電機(jī)組、空氣壓縮機(jī)等高噪聲設(shè)備采辦為撬裝一體式設(shè)備，設(shè)備采用鋼板橇裝結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯材料敷設(shè)吸聲巖棉，同時(shí)考慮到振動(dòng)影響，設(shè)備配有隔振墊，無(wú)需進(jìn)一步進(jìn)行噪聲防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)。根據(jù)類比資料及平臺(tái)檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該類比平臺(tái)注水泵噪聲檢測(cè)值范圍普遍在85.9 ～93.6 dBA，為平臺(tái)主要高噪聲區(qū)，結(jié)合巡檢頻次及時(shí)間，對(duì)巡檢人員40 h 等效聲級(jí)有一定影響。根據(jù)其頻譜實(shí)測(cè)值發(fā)現(xiàn)，該平臺(tái)注水泵其頻率范圍主要分布在63.5 ～2 000 Hz，其中以2 000 Hz 倍頻帶最大。注水泵噪聲頻譜數(shù)據(jù)如表2 所示。為了后期設(shè)備維護(hù)及拆卸便利，擬加設(shè)可拆卸隔聲屏來(lái)降低噪聲。

隔聲屏設(shè)計(jì)采用2 mm 厚的鋼板，高度設(shè)置為2 m，上涂有2 mm 阻尼層，兩面填充30 mm 超細(xì)玻璃棉吸聲材料，采用玻璃布加鐵絲網(wǎng)護(hù)面，結(jié)構(gòu)形式如圖1 所示，聲屏障聲程示意圖如圖2 所示，為了簡(jiǎn)化計(jì)算程序，在聲屏障設(shè)計(jì)中按等效頻率計(jì)算即可滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)計(jì)算[4]，菲涅爾數(shù)N=3.04。當(dāng)N≥1 時(shí)，屏障后面聲影區(qū)內(nèi)的聲音衰減值可用下式進(jìn)行估算[3]：

式中N——菲涅爾數(shù)；

計(jì)算得出ΔL=17.83 dB（A）。同時(shí)考慮損耗，預(yù)測(cè)采取本設(shè)計(jì)后注水泵隔聲屏后預(yù)期防護(hù)效果噪聲值為80 dB（A），有較好的降噪效果。

表2 注水泵噪聲頻譜數(shù)據(jù) 單位：dB（A）

圖1 隔聲屏構(gòu)造示意圖

圖2 聲屏障聲程示意圖

對(duì)該擬建平臺(tái)高噪聲場(chǎng)所進(jìn)行職業(yè)病防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)后，需根據(jù)不同工種巡檢路線及巡檢時(shí)間相關(guān)資料，進(jìn)一步對(duì)主要崗位計(jì)算40 h 工種噪聲預(yù)期等效接觸水平，確認(rèn)該平臺(tái)相關(guān)工種巡檢工作人員接觸的40 h 等效聲級(jí)計(jì)算均低于國(guó)家職業(yè)接觸限值85 dB(A)，符合國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

4.護(hù)聽(tīng)器選用

考慮項(xiàng)目噪聲場(chǎng)所預(yù)測(cè)值最大值，當(dāng)職工作業(yè)噪聲暴露聲級(jí)達(dá)到或高于85 dB (A)時(shí)需要使用護(hù)聽(tīng)器，其中耳塞/耳罩規(guī)格選取信噪比（signal to noise ratio）SNR計(jì)算公式為：

式中 SNR——信噪比；

同時(shí)推薦在高噪聲場(chǎng)所（如主機(jī)房）等巡檢維修期間，采用耳塞與耳罩雙重防護(hù)，一般情況下，兩種護(hù)聽(tīng)器共同使用時(shí)獲得的聲衰減值為兩種護(hù)聽(tīng)器聲衰減值較高的護(hù)聽(tīng)器的值增加5 dB（A）。

5.總結(jié)

職業(yè)病防控強(qiáng)化源頭治理，在平臺(tái)設(shè)計(jì)階段介入，做好“事前”防范工作，施工過(guò)程嚴(yán)格控制，就能降低后續(xù)改造的難度和成本。海上油氣田開發(fā)作為高風(fēng)險(xiǎn)、高投入行業(yè)，對(duì)其設(shè)施的安全性及穩(wěn)定性要求極高，同時(shí)由于海洋環(huán)境腐蝕特點(diǎn)及平臺(tái)空間緊湊，對(duì)設(shè)備設(shè)施的使用年限及維修保養(yǎng)更為嚴(yán)格。在進(jìn)行海上平臺(tái)防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)方法要在降噪效果、實(shí)施可操作性、生產(chǎn)安全性和保養(yǎng)維護(hù)便利性作出平衡，盡量避免對(duì)生產(chǎn)工藝和保養(yǎng)維護(hù)的不利影響。