Снижение шумовых характеристик трубопроводной обвязки центробежных компрессоров

Целью исследования является снижение шумовых показателей газоперекачивающих компрессорных станций при минимизации затрат на звукоизоляцию технологических трубопроводов.

В статье были использованы расчётные методы исследования звукоизолирующей способности материалов и покрытий, а также выполнена оценка снижения уровня аэродинамического шума, излучаемого центробежным компрессором, работающим в составе газоперекачивающего агрегата с приводом от газотурбинной установки мощностью 16 МВт на компрессорной станции магистрального газопровода. Вместо традиционных решений с нанесением звукоизоляционных покрытий на элементы наружной трубопроводной обвязки центробежного компрессора и всей компрессорной станции были рассмотрены альтернативные варианты, которые заключаются в минимизации звукоизоляционных покрытий, локализуя их только на нагнетательном патрубке компрессора для эффекта теплоизоляции. Показано, что увеличение толщины стенки трубопроводов на 50 % выше расчётного значения, соответствующего классу прочности материала трубопровода, в совокупности с применением в проточной части центробежного компрессора безлопаточных диффузоров сказывается на снижении уровня звукового давления в девяти расчётных октавных полосах частот, что аналогично нанесению звукоизоляционного покрытия.

Результаты проведенных исследований подтвердили целесообразность и эффективность по достижению приемлемых уровней шума, а также продемонстрировали упрощение обслуживания и диагностики трубопроводов компрессорной станции.

1. Соколинский Л. И., Лопатин А. С., Глянцева Е. С. Оценка высокочастотной вибрации технологических трубопроводов центробежных компрессоров по уровню звука // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2025. № 1 (145). С. 42–47. EDN: TWMEUS.

2. Соколинский Л. И., Лопатин А. С., Владимирова Е. С. Об оценке воздействия акустического шума на персонал компрессорных станций при применении средств индивидуальной защиты // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2023. № 1 (133). С. 58–61. https://doi.org/10.33285/1999-6934-2023-1(133)-58-61. EDN: QDUALM.

3. Соколинский Л. И., Глянцева Е. С. О влиянии режимов работы компрессорной станции на характеристики шума у технологических трубопроводов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2023. № 4 (313). С. 54–59. https://doi.org/10.33285/2411-7013-2023-4(313)-54-59. EDN: NQWIFW.

4. Соколинский Л.И., Владимирова Е.С. Результаты экспериментальной оценки применения шумоизоляции надземных технологических трубопроводов центробежных компрессоров // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2022. № 4 (130). С. 64–68. https://doi.org/10.33285/1999-6934-2022-4(130)-64-68. EDN: OVOZRD.

5. Соколинский Л. И., Лопатин А. С. Об оценке эффективности применения шумоизоляционных покрытий трубопроводов компрессорных станций // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2018. № 4. С. 62–68. https://doi.org/10.30713/1999-6934-2018-4-62-68. EDN: XVLVRZ.

6. Соколинский Л. И., Лопатин А. С., Завьялов А. П., Владимирова Е. С. Испытания однослойного звукоизолирующего кожуха на основе пеностекла для трубопроводов центробежных компрессоров // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И. М. Губкина. 2022. № 3 (308). С. 101–109. https://doi.org/10.33285/2073-9028-2022-3(308)-101-109. EDN: XVLQVO.

7. Соколинский Л. И., Сидорина А. В., Толстихин Ю. Ю, Блинов Ф. В. Современное состояние и перспективы развития звукоизоляции надземных технологических трубопроводов и оборудования компрессорных и газораспределительных станций ПАО «Газпром» // Газовая промышленность. 2016. № 11 (745). С. 92–98. EDN: XBTANX.

8. Ангалев А. М., Егоров И. Ф., Мартынов А. И., Соколинский Л. И. Шумоизоляция и контролепригодность наземных технологических трубопроводов газоперекачивающих агрегатов // Газовая промышленность. 2011. № 9 (664). С. 60–64. EDN: NYJETP.

9. Терехов А. Л. Охрана труда персонала компрессорных станций. Снижение уровней шума открытых участков трубопроводов // Газовая промышленность. 2022. № 8 (836). С. 112–116. EDN: ZSVIZF.

10. Терехов А. Л., Сидорина А. В. Повышение безопасности эксплуатации технологических трубопроводов методами звукоизоляции // Газовая промышленность. 2018. № 5 (768). С. 96–97. EDN: XMYFRR.

11. Волынец И. Г., Терехов А. Л., Сидорина А. В., Каширин А. Б. Защита от шума открытых участков газопроводов акустическими конструкциями на основе эластомерных материалов // Газовая промышленность. 2021. № 2 (812). С. 108–116. EDN: OWXUUQ.

12. Raitor T., Neise W. Sound generation in centrifugal compressors. Journal of Sound and Vibration. 2008;314(3-5):738–756. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2008.01.034.

13. Galindo J., Tiseira A., Navarro R., Lуpez M. A. Influence of tip clearance on flow behavior and noise generation of centrifugal compressors in near-surge conditions. International Journal of Heat and Fluid Flow. 2015;52:129–139. https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2014.12.004. EDN: UQZUIP.

14. Zhou H., Mao Y., Zhang Q. [et al.]. Vibro-acoustics of a pipeline centrifugal compressor part I. Experimental study. Applied Acoustics. 2018;131:112–128. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2017.10.011.

15. Zhang Q., Mao Y., Zhou H. [et al.]. Vibro-acoustics of a pipeline centrifugal compressor: Part II. Control with the micro-perforated panel. Applied Acoustics. 2018;132:152–166. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2017.11.013.

16. Rahmani N., Khastavan Y., Variani A., Ahmadi S. Compressor pulsation noise attenuation using reactive silencer with various configurations: A theoretical and experimental study. Heliyon. 2024;10(5):e27263. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e27263.

17. Филькин Н. Ю. Экспериментальное исследование и сравнительный анализ шумоизоляции технологических трубопроводов // Проблемы геологии и освоения недр. 2013. Т. 2. С. 425–427.

18. Ваняшов А. Д., Юша В. Л. Методы и технологии адаптации основного и вспомогательного оборудования компрессорных установок и станций к нестабильным условиям эксплуатации // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2023, Т. 7, № 3. С. 24–35. https://doi.org/10.25206/2588-0373-2023-7-3-24-35. EDN: JMGPPK.