Уровень шума на промышленной площадке строго нормируется согласно требованиям СанПиН 2.2.4.3359-16 и ГОСТ 12.1.003-2014: в рабочей зоне уровень эквивалентный уровень шума не должен превышать 80 дБА. При проектировании бывает сложно оценить реальный уровень шума на площадке, так как он зависит от множества факторов, включая рельеф местности и расположение построек. Учесть все эти факторы можно в процессе численного моделирования.

Численное моделирование позволяет получить карты распределения уровня звука на площадке с учётом отражения от зданий и затухания в атмосфере. Это даёт возможность ещё на этапе проектирования оценить эффективность мер по снижению уровня шума и при необходимости выполнить их пересмотр для достижения нормативных параметров.

Шум газотурбинной установки

Газотурбинная установка (ГТУ) является мощным источников шума; эквивалентный уровень шума на выходе из ГТУ может достигать 140 дБА, что сопоставимо с уровнем шума от реактивного самолёта. Снижение уровня шума является одним из основных требований к системе выхлопа ГТУ.

В системе выхлопа часть акустической энергии поглощается при прохождении через выхлопную трубу, покрытую звукоизолирующим материалом и оснащённую специальными глушителями звука в соответствии с рекомендациями СТО ГАЗПРОМ 2-3.5-138-2007. На верхнем срезе выхлопной трубы уровень звука значительно ниже, чем вблизи ГТУ, и для рассмотренного примера составляет 116 дБА. Высота выхлопной трубы должна обеспечивать рассеяние звука в атмосфере и не допустить превышения нормативных уровней шума в рабочей зоне (на высоте 1,5 м от уровня земли).

Специалисты АО «ЦИФРА» выполнили компьютерное моделирование распространения звука системы выхлопа ГТУ в специализированном программном комплексе «Эколог-Шум». Расчёты показали, что уровень шума на площадке превышает допустимые значения. На основе полученных данных предложены конструктивные решения, которые позволили обеспечить соответствие нормативным требованиям.

Оценка уровня шума системы выхлопа ГТУ

ГТУ совместно с системой выхлопа расположены на открытой промышленной площадке, как показано на рисунке ниже.

Схема площадки

Специалисты АО «ЦИФРА» подготовили расчётную модель, включающую как систему выхлопа ГТУ, так и прилегающие объекты. Учёт конфигурации площадки и взаимного расположения сооружений необходим для корректного моделирования явлений экранирования и отражения звука.

Основным источником шума в модели является верхний срез сопла выхлопной трубы, где уровень шума составляет 116 дБА. На рисунке ниже приведена карта распределения уровня шума в рабочей зоне вблизи системы выхлопа ГТУ.

Распределение уровня шума в рабочей зоне (на расстоянии 1,5 м от уровня земли)

Как показало моделирование, высота выхлопной трубы не является достаточной для рассеяния звука до допустимых пределов. Присутствует область, где в рабочей зоне уровень шума достигает 82 дБА, что не соответствует санитарным нормам.

Оптимизация системы выхлопа

При распространении звука его уровень в общем случае снижается пропорционально квадрату расстояния от источника. Поэтому в качестве одной из возможных мер снижения уровня шума в рабочей зоне предложено увеличение высоты выхлопной трубы. Для проверки данной рекомендации выполнено численное моделирование.

Распределение уровня шума в рабочей зоне (при увеличенной высоте выхлопной трубы)

Как показали результаты моделирования, увеличение высоты выхлопной трубы на 7 м позволило снизить максимальный уровень шума на площадке с 82 до 66 дБА, что обеспечивает выполнение нормативных требований.

Выводы

Современные темпы развития промышленности требуют быстрого ввода новых мощностей в работу в условиях жёстких требований к безопасности и охране труда. Чтобы отвечать этим требованиям, необходима глубокая проработка проектных решений на ранних стадиях, когда стоимость и сроки внесения изменений сравнительно невысоки.

В рассмотренном примере показано, как численное моделирование даёт возможность оценить уровень шума на площадке и при необходимости выработать меры по его снижению задолго до начала строительства. Такой подход позволяет сократить временные и финансовые затраты на этапе пусконаладки и обеспечить соответствие нормативным требованиям. 

Список использованных источников

x

x

Изображение заголовка сгенерировано нейросетью