水轮发电机噪声治理方法研究.doc

水轮发电机噪声治理方法研究技术交流SMAII.HYDROH)WER20D5No5.TotalNo125水轮发电机噪声治理方法研究徐晓生陈宏伟陈照晖(天台龙溪水力发电站浙江天台317205)【摘要】分析中小型水电站水轮发电机噪声的类型及产生原因,介绍针对这些噪声的不同降噪措施以及控制噪声传播的途径和方法,通过实测数据说明不同降噪措施有显着的效果,达到国家环保要求.袁3个.【关键词】水轮发电机噪声噪声治理环境保护中小型水电站数套水轮发电机组同时运行发电,其噪声往往较强,容易造成环境公害.噪声污染属于感觉公害,使人感到烦躁,萎靡不振,影响工作效率;如果长期工作在9odB(A)以上的强噪声环境中,将会导致噪声性耳聋,神经衰弱,心血管疾病等.因此,关注噪声治理,追求健康生活,努力改善和治理发电厂的噪声,使之达到国家环境保护要求,是中小型水电站和发电设备制造厂所面临的重要任务.治理水轮发电机的噪声污染是一门综合技术,要求具备丰富的实际工作经验及对水轮发电机组工作条件,噪声特性非常的了解.构成噪声污染有声源,声音传播途径两个要素,控制噪声污染要从这两方面着手:降低声源噪声,在传播途径上控制噪声.水轮发电机的噪声主要有:电磁噪声,空气动力性噪声,机械噪声三大类.针对不同类型的噪声,采取不同的降噪措施,以减低噪声强度方面,本文将介绍我们在实际降噪处理中积累的经验及降噪成效.1噪声产生原因及控制噪声源的方法通常发电机组在正常工作时会产生105120dB的噪声,这些噪声对机房周围的环境破坏非常大,特别是当机房处于一个安静的环境时更为明显,在这样的情况下,我们必须对水轮发电机组的噪声进行一系列的降噪处理.件难事,而认证后如何管理,如何巩固和发展则更难.认证只是加强质量管理的开始,是贯彻标准的过程.如果一个企业认证后没有一个不断学习,持续改进提高的过程,没有一个一丝不苟,扎扎实实,锲而不舍的工作态度,就会不进而退,质量管理工作就会滑坡,已经取得的成果也会丧失.三是质量认证的国际标准,国家标准本身也在发展.国际标准化组织自1986年发布了ISO8402质量术语和1987版IS09000系列国际标准以来,已正式发布了22项IS09000族标准和2项技术报告.2000年l2月15日,又发布了IS09000:2000,并逐步取代1994版旧有的标准.这些标准和技术报告都已分别等同转化为我国相应的国家标准和国家标准指导性文件.新的形势,新的标准,要求已认证的企业要做好换版升级工作.所以,要不断清除在认证中存在的一劳永逸的思想,始终关注质量?34?体系的运行,一以贯之,常抓不懈,不断推进企业的质量管理工作的全面进步.总而言之,一份耕耘,一份收获.认证要取得实效,除国家认证机构要严格质量认证工作外,企业也必须高度重视.认证有期限,而持续提高无止境,质量管理滑坡容易上坡难.只有坚持与时俱进,整体提升企业员工的综合素质,实现要我做到我要做的思想转变,才能在认证中不断赋予体系运行新的要求,使认证工作常做常新,适应新形势,满足新要求,创造新业绩.陈惠忠(1962一),男,高级工程师,总工,主要从事水利水电工程施工监理和技术管理工作.Emai1:小水电2005年第5期(总第125期)技术交流1.1电磁噪声电磁噪声比较主要的是气隙磁场Bv和Bu之间相互作用所产生的次数低的力波引起的振动,特别是齿频振动所产生的噪声.电磁负荷越高,电磁噪声越大.控制电磁噪声的主要方法有以下几种:1)定子采用斜槽在全国统一设计的TSWN200630老系列产品,有个别规格存在噪声过大的问题.在电站对此类发电机进行噪声测试和频谱分析显示,其电磁噪声为主要噪声.为此,在出口美国型号为SFWK3008/850300kW的水轮发电机中,采用定子槽斜一个槽距和加大气隙来解决.与同类型的金华双龙洞水电站的TSWN85/318250kW水轮发电机相比较,在125Hz及1000Hz处的噪声峰值由101.5dB(A)降为86dB(A),降低噪声15.5dB(A).2)磁极采用斜极TSWN85/398320kW水轮发电机,凸极无阻尼绕组,在75%负载,额定转速时,平均噪声高达96.5dB(A).在电站改造时,在转子极靴两侧贴装两个斜形铁块,使磁极变斜.发电机平均噪声降为89dB(A),降低噪声7.5dB(A).3)减少槽口尺寸或采用磁性槽楔江西双溪水电站2,3号TSW173/4312的1250kW发电机为吉安电机厂1977年产品.1995年电站提出对原机组进行改造,经考察,其定子槽数为90,槽深70,槽口宽20,q=2,导致定子齿谐波分量大,发电时电磁噪声极大,且电机温升又过高,只能报废更新,改由杭发厂设计生产.杭发厂将发电机的定子槽数改为135,槽深76,槽口宽16,q=3亏.更新后的发电机,不但能超出力运行,而且电磁噪声很小.因此,在水轮发电机设计中,q应尽可能大,槽深与槽口宽之比应大于4.5.对于齿漏磁较大的发电机中,也有采用磁性槽楔来解决的实例.1.2空气动力性噪声空气动力性噪声主要是风扇和电机转子旋转所产生的气流声,可以采用以下控制方法:1)在电机通风系统中,改进通风结构,采用无风扇转子,以减少噪声.例如,浙江紧水滩水电站SFK5030/640050MW水轮发电机平均噪声仅为76.4dB(A).2)立式水轮发电机改双路进风为单路进风,取消上盖板进风罩,可减少气流辐射声,电机噪声可明显减小.3)转子风叶叶片片数应选择质数(11,13,17,47),以避免与电机通风道发生共鸣而形成噪声.例如,天台龙溪水电站SF1一KS00010/24O08000kW,1000r/min立式水轮发电机改用17只桨式风叶,同时在上盖板下装设吸声材料,其平均噪声只有82.6dB(A),与同类型云南大寨机组相比,降低噪声18.4dB(A).1.3机械噪声机械噪声包括由机械不平衡产生振动而引起的噪声,轴承滚动产生的噪声,电刷和集电环之间的摩擦噪声等.1)浙江景宁上标水电站SFK800010/26008000kW水轮发电机原先振动与噪声较大,采用校动平衡,加平衡块的方法,使转子达到平衡,振动减小了,噪声也相应减小.2)卧式机组端盖系薄壁结构,轴向刚度差,它有很多不同阶次的固有频率,容易引起机械构件共振噪声.可在端盖上加筋,以增强端盖刚度,从而减少由于端盖共振而产生的噪声.2控制噪声传播途径不少大容量,高转速发电机,其噪声往往较大,从设计上来讲,无法达到低噪声的要求.那只有通过控制噪声传播途径,如采用隔声和吸声的方法来降低噪声.这些方法对老电站改造来讲,更为实用.2.1隔声方法浙江紧水滩水电站SFK5030/6400水轮发电机本体安装在混凝土和上,下盖板组成的封闭结构内,加上盖板采用双层隔板结构.发电机采用此隔声体后,其隔声效果很好.经实测,其噪声仅为76.4dB(A).2.2吸声方法天台龙溪水电站SF1一K800010/2400水轮发电机采用在上盖板下面装设吸声材料的方法来降低噪声.当上盖板下不加吸声材料时,隔声室内的平均吸声系数小得很,主要取决于隔声室内的空气吸收声波的粘滞损失.当上盖板安装吸声材料后,平均吸声系数取决于吸声材料.通过对龙溪电站发电机不同材料对比时,其噪声值实测(见表1,表2,表3).?35?技术交流SMALLHYDROPOWER2005No5,TotalNo125噪声值dB(A)82.083.181.883.081.082.2测试点31.563.01252505001K2K4K8K16K噪声值dB(A)78.483.886.883.379.077.877.070.661.850.9由上可见:装上常规超细玻璃纤维棉吸声体时,降低噪声4.9dB(A),虽然其吸声性能较好,但它会造成另一类环境污染,加上装拆不便,仍不宜采用.当采用新结构微穿孔铝板吸声体时,降低噪声4.5dB(A),而组装方便,又不会产生任何污染,可推广应用.3结束语治理水轮发电机的噪声污染是一门综合技术,治理噪声的方法也多种多样.控制噪声污染要从噪声污染的两个要素出发:一是降低声源噪声;二是控制噪声的传播途径.其中,比较有效的方法是对噪声进行频谱分析,按频谱值大小,对症下药,分头治理,直至达到环保要求.徐晓生(1971一),男,工程师,主要从事水电站管理和设计工作.Email:xiaoshengxu163.toni陈宏伟(1976一),男,电气助师,主要从事水利水电技术工作.Email:mikechw163.coin陈照晖(1971一),女,电气助师,主要从事水利水电技术工作.我国水电设备生产现状我国水电设备制造企业目前能够设计制造大中小各型水电机组,年生产能力达到1000万kW以上,可以满足国内大力发展水电的需要,并有部分产品出口能力.我国以生产水电主机设备为主的企业有61家,其中具有先进装备和自主研发设计制造能力的大型骨干企业2家,即哈尔滨电站设备集团公司和东方电气集团公司.1958年前后我国建立了12家中型水电机组制造企业,这些企业近年有的已与国际知名企业合资建厂,如1995年法国Alstom与天津发电设备厂建成天津阿尔斯通水电设备有限公司;2002年GEHydro收购克瓦纳(杭州)水电设备有限公司,投资建设新厂为通用电气亚洲水电设备有限公司;2004年日本东芝公司收购富春江富士水电设备有限公司成立东芝?36?水电设备(杭州)股份有限公司;还有德国VoithSi叫lensHydroPowerGereration与上海电机厂在1994年合资成立上海福伊特西门子水电设备有限公司.这4家企业的生