بررسی میدانی عملکرد پوشش آکوستیکی پتویی به منظور کاهش صدای خطوط لوله متصل به توربور اکسپندر

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1138-ISAV2025 (R1)
نویسندگان
1استادیار گروه مکانیک
2ایران، مشهد، پارک علم و فناوری خراسان، شرکت دانش بنیان صنعت پروژه توس، 9185176935، پژوهشگر
3ایران، تهران، طرشت، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی مکانیک، گروه تبدیل انرژی، 1458889694، دانشجو
4ایران، عسلویه، مجتمع پارس جنوبی، پالایشگاه پنجم، واحد بهداشت صنعتی، 7511839949، مسئول واحد
5ایران، عسلویه، مجتمع پارس جنوبی، پالایشگاه پنجم، واحد بهداشت صنعتی، 7511839949، کارشناس بهداشت حرفه‌ای.
چکیده
توربو اکسپندرها از اجزای کلیدی در صنایع گاز، پتروشیمی و تولید انرژی هستند که با استفاده از انبساط گازهای پرفشار، همزمان انرژی مکانیکی تولید کرده و موجب کاهش دما برای فرآیندهای جداسازی می‌شوند. با این حال، عبور جریان‌های پرفشار و سرعت بالا از لوله‌های متصل به توربو اکسپندر، به‌ویژه در ناحیه ورودی و خروجی، منجر به تولید نویز آیرودینامیکی قابل توجهی می‌شود. این نویز علاوه بر ایجاد آلودگی صوتی در محیط کار، می‌تواند به خستگی مکانیکی اجزاء، افزایش تلفات انرژی و نارضایتی زیست‌محیطی منجر گردد. بنابراین کنترل و کاهش صدا در این تجهیزات از جنبه‌های ایمنی، عملیاتی و زیست‌محیطی اهمیت ویژه‌ای دارد. یکی از روش‌های مؤثر و صنعتی برای کنترل نویز در خطوط گاز، استفاده از پوشش‌های آکوستیکی پتویی است. این پوشش‌ها بدون نیاز به تغییر هندسه یا شرایط جریان، به‌وسیله‌ی جذب و میرایی امواج صوتی، موجب کاهش صدا در محدوده‌ی فرکانس‌های مختلف می‌شوند. مزیت مهم این روش نسبت به صداخفه‌کن‌های در مسیر، عدم تأثیر بر مشخصات جریان سیال و سهولت نصب و نگهداری در محیط‌های صنعتی است. در این مقاله، عملکرد پوشش آکوستیکی پتویی در کاهش صدای خطوط لوله و بدنه‌ی توربو اکسپندر به‌صورت تجربی و در شرایط عملیاتی واقعی مورد ارزیابی قرار گرفته است. اندازه‌گیری‌های میدانی سطح فشار صوتی در چند نقطه‌ی کلیدی پیش و پس از نصب پوشش انجام شد و داده‌ها با تحلیل طیف فرکانسی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که استفاده از پوشش پتویی موجب کاهش قابل‌ملاحظه‌ سطح فشار صوتی تا حدود 15 تا 25 دسی‌بل در بازه‌های فرکانسی غالب گردید. این نتایج اثبات می‌کند که پوشش‌های آکوستیکی پتویی، به‌عنوان یک راهکار ساده، کم‌هزینه و قابل نصب در محل، می‌توانند در کاهش آلودگی صوتی خطوط گاز متصل به توربو اکسپندر بسیار مؤثر باشند بدون آنکه بر عملکرد هیدرودینامیکی سیستم اثر نامطلوبی بگذارند.
کلیدواژه ها
 
Title
Field investigation of the performance of acoustic blanket coating to reduce noise in pipelines connected to turbo expanders
Authors
Hashem Ahmadi Tighchi, Ali Faezian, Alireza Sheikhi Darani, Ehsan gashtasebi, yosef rashidi
Abstract
Turboexpanders are key components in the gas, petrochemical and power generation industries, which use the expansion of high-pressure gases to generate mechanical energy and reduce temperature for separation processes simultaneously. However, the passage of high-pressure and high-velocity flows through the pipes connected to the turboexpander, particularly in the inlet and outlet areas, generates significant aerodynamic noise. In addition to causing noise pollution in the workplace, this noise can lead to mechanical fatigue of components, increased energy losses and environmental dissatisfaction. Therefore, controlling and reducing noise in this equipment is of particular importance from safety, operational and environmental aspects. One of the effective and industrial methods for controlling noise in gas lines is the use of acoustic blanket coatings. These coatings reduce noise in different frequency ranges by absorbing and attenuating sound waves without the need to change the geometry or flow conditions. The main advantage of this method over in-line silencers is that it does not affect the fluid flow characteristics and is easy to install and maintain in industrial environments. In this paper, the performance of acoustic blanket coatings in reducing the noise of pipelines and turboexpander bodies is evaluated experimentally under real operating conditions. Field measurements of sound pressure levels were made at several key points before and after the coating was installed, and the data were analyzed by frequency spectrum analysis. The results showed that the use of acoustic blanket coatings significantly reduced the sound pressure level by about 15 to 25 dB in the dominant frequency ranges. These results demonstrate that acoustic blanket coatings, as a simple, low-cost, and field-installable solution, can be very effective in reducing noise pollution of gas lines connected to turboexpanders without adversely affecting the hydrodynamic performance of the system. The findings of this research can be the basis for designing and selecting suitable acoustic coatings for similar applications in industries.
Keywords
Blanket coating, Sound reduction, Turboexpander, Field investigation