狄宗向 陈正新

（中国长江电力股份有限公司向家坝电厂，四川 宜宾 644612）

1 向家坝电站渗漏排水系统设备简述

向家坝左、右岸电站渗漏排水系统设备分别布置在左岸安装场下263.74m 高程排水泵房和右岸安装场下261.74m 高程排水泵房。左、右岸渗漏排水系统各安装有4 台长轴式离心深井泵，由湖南长沙长河泵业有限公司供货（现为南方泵业有限公司）。长沙长河泵业有限公司生产的DMV 型长轴深井泵主要由泵体部件、扬水管部件、泵座部件三部分组成。其中前两个部分位于井下，泵座部分位于井上。泵体部件主要包括：滤网、吸入喇叭口、导流壳耐磨环、叶轮耐磨环、叶轮、叶轮螺母、止动垫圈、导流壳、末级导流壳、中壳导轴承、叶轮轴、轴套等零件。扬水管部件主要包括：扬水管、传动轴、轴承支架、轴承支架导轴承及中间联轴器等零件。扬水管之间采用法兰联接；中间联轴器的型式为套筒或者螺纹联轴器。泵座部件主要包括：出水弯头、填料函体部件、泵联轴器、电机联轴器、电动机等零件。

向家坝右岸电站渗漏排水泵电机结构图如下：

2 向家坝电站渗漏排水泵电机运行噪声情况

向家坝电站排水系统除厂房渗漏排水系统、机组检修排水系统外，还包括坝基渗漏排水系统和左、右消力池排水系统。所有排水系统深井泵均是由湖南长沙长河泵业有限公司供货。

根据向家坝电站建设期观测数据，大坝内存在瓦斯等有害气体。二期大坝高程197m 集水井渗漏排水深井泵、二期大坝高程230m 集水井渗漏排水深井泵、左消力池集水井渗漏排水深井泵和右消力池集水井渗漏排水深井泵的电机需采取防爆设计。后厂家为统一设计标准，也将向家坝左、右岸渗漏排水泵，左岸检修排水泵按防爆要求设计。

向家坝右岸电站渗漏排水泵于2012年4 月5 日安装完成，8 月11 日投入自动运行。自投运以来，其电机运行噪声值（离深井泵1 米处） 就一直维持在105-110 分贝，而厂家给定的设备参数性能保证值是在离深井泵1 米处噪声应不大于85 分贝。

3 电机噪声产生的主要原因

3.1 电磁噪声

电磁噪声主要来源于电磁振动，是由电机气隙磁场作用于电机铁心产生的电磁力所激发引起的，而电机气隙磁场又取决于气隙磁导和定转子绕组磁动势。电机运行时气隙中存在基波和一系列谐波磁场，它们相互作用，除产生引起电磁转矩切向力外，还产生许多次数、频率各不相同的旋转径向电磁力波。这些力波作用在定转子上，致使其出现周期性的径向变形。由于转子铁心刚度较大不易产生振动，故一般仅考虑定子铁心及机座的振动，该振动引起的噪声即为电磁噪声。

3.2 机械噪声

机械噪声是由电机运转部分的摩擦、撞击、不平衡以及结构共振形成的。电机轴承在繁重的工作状态下运转时，滚珠和外圈滚道相接处会发生弹性变形，滚道变形随接触处的变化呈周期性变化，产生振动和噪声。轴承装机后，内外圈的配合及轴承游隙对电机噪声也有一定的影响。同时换向噪声在有滑环和换向器的电机中是不可避免的，主要包括电刷与滑环和换向器的滑动连接处产生摩擦噪声、电刷在电机旋转时周期性的撞击换向片产生的噪声、电刷和换向片或滑环接触导电过程中产生的火花噪声。

3.3 通风噪声

电机转动时，风扇和转子上某些凸出部位使空气产生冲击和摩擦形成通风噪声，且随风扇和转子圆周速度的增高而增大，强度与风扇和通风道的设计好坏有关。通风噪声主要有三种成份，即风扇或转子的零部件在旋转时产生的气流遇到障碍物，气流分裂成一系列独立的小涡流，使空气不断压缩、稀疏，引发的涡流声；风扇高速旋转时，空气质点受到风叶周期性力作用产生压力脉动从而产生的旋转声；气流遇障碍物发生干扰会产生单一频率的笛声，随转动部件和固定部件之间气隙的减小而增强。

4 降低电机噪声的主要措施

4.1 降低电磁噪声的主要措施

1） 适当降低气隙磁通密度；2） 适当增大气隙长度；3）合理选择异步电机定、转子槽配合；4） 合理选择转子斜槽；5） 增加电机定子刚度及避免机械共振。

4.2 降低机械噪声的主要措施

1） 根据电机的性质、规格和使用环境严格选择电机转子的平衡精度，减少转子铁芯偏心产生的噪声；2） 提高轴承及其他部件的质量，包括轴承、滑环和换向器的圆度、光洁度，刚性适中的轴承，硬度刚好的电刷材料；3） 在装配轴承前，应对轴承进行清洗和消磁，并涂抹相应型号的润滑油，装配时采用热胀法。

4.3 降低通风噪声的主要措施

1） 通风噪声是风叶周速、风量、风压等的函数, 在电机温升允许情况下, 可采用减小扇叶直径的方法来减小风量和风压, 以降低通风噪声；2） 风扇的设计：风叶采用奇数叶片，最好采用不等分的叶片间距；风叶采用后倾式，并用圆角过渡，合理选择叶片形状；风扇外径与端盖间的距离为风扇外径的10%～15%，风扇应具有良好的动平衡；3） 风路的设计：合理设计风路系统，降低空气阻尼；改变风道方向时，采用大的半径；风遭截面积应逐渐变化；4） 加装消声器或隔声罩，并增大端盖和罩子的动态刚度。

5 向家坝电站渗漏排水泵电机改造情况

经厂家人员分析，向家坝电站渗漏排水泵电机运行噪声过大主要是由于电机采用防爆设计导致其通风噪声过大所引起。厂家决定对向家坝电站渗漏排水泵电机实施电机风扇结构和风道改造。

改造主要包括以下几个方面：

1） 将电机风扇扇叶直径车小，因为在电机温升允许的情况下，适当减小风扇扇叶直径可减小风量和风压，从而有效降低电机通风噪声；2） 将电机风扇倒装、在电机下端面打若干孔（通风孔），这样做的目的是改变电机绕组的冷却方式，将电机由防爆电机改造为普通风冷电机。渗漏排水泵电机改造前电机绕组降温主要是通过风扇向下吹风冷却散热翅片，从而冷却电机绕组；而改造后则是通过风扇将冷却风从下至上直接吹过电机绕组进行冷却；3） 将电机隔声罩更换为电机风扇排风口，目的是为电机绕组的冷却风形成风道。

向家坝右岸电站渗漏排水泵电机改造完成后噪声得到有效降低，由改造前的105-110 分贝降低至85-90 分贝。

6 结语

向家坝电站渗漏排水系统担负着排除厂房渗漏水及部分机组设备排水的重要任务，在电站安全运行中发挥着至关重要的作用。渗漏排水泵电机运行时噪声过大，不仅直接影响到电站工作环境和员工身心健康，同时也为设备的安全稳定运行埋下隐患。因此，本次对渗漏排水泵电机的改造具有极大意义。