水电站噪声来源及减小噪声的方法学校： 昆明理工大学 课程：水利机械测试技术 指导老师： 姓名： 班级： 学号： 水电站噪声来源及减小噪声的方法水电站噪声来源及减小噪声的方法杨灿坤(昆明理工大学)摘要 : 本文介绍了水电站中的水轮机的噪声特点，出现机组异常振动和噪声过大现象，噪声对工作环境的影响，分析引起噪声的原因，以及减小噪音的方法关键词：水轮机；噪声治理；水力机组；振动；控制措施Hydropower noise sources and methods to reduce noiseYang can kun ( KUN MING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY ) Abstract This article describes the hydropower station turbine noise characteristics, the unit appears abnormal phenomenon of excessive vibration and noise, the noise impact of the work environment, analyze the reasons causing the noise, and the noise reduction method. Key words：：Turbine; noise control; hydraulic unit; vibration; control measures1 引言 1.1 水轮机的噪声概况我国的水电开发正步人大发展时期，随着各种新技术、新材料、新工艺的 不断应用，水轮机等关键设备在运行的可靠性、安全性等方面，都已达到较高 的水平，而噪声却在长时间以来一直被忽略，从设计、安装、验收等阶段都没 有把噪声作为一个指标来加以考虑，而对于水头高、转速快的水轮机(如抽水蓄 能电站)，在正常的工况下运行所产生的噪声总远远超出国家一85dB(A)的劳动 卫生的标准，也超过 国际ISO推荐的N曲线标准。
随着国家对环保的要求不断提高，对劳动安全、 对工作人员所受到的损害越来越关注，对噪声方面的要求也相应的重视起来， 有的网局已把噪声作为年度安全考核的一个指标1.2 噪声的危害噪声会影响运行人员的健康，降低工作效率长期处于噪声环境中，人的 机体免疫力会降低，诱发一些疾病长时间在强噪声环境下工作，可导致职业 性听觉下降或噪声性耳聋；噪声对神经系统的影响主要表现为中枢神经系统和 植物神经系统损害，并引发其他器官的变化，产生神经症侯群；噪声对心血管系统的影响主要表现为血管痉挛或血管紧张度降低、血压改变、心脏跳动节律 不齐等随着我国水电事业的发展，从勘测、设计、施工到运行均积累了较为 丰富的经验水电站的工作环境得到很大改善( 诸如采光、通风、潮湿等在过 去往往被忽视的因素，现在逐渐受到了重视，尤其是噪声水电站厂房的平面 较为单一，除了在垂直方向的不同高程分成若干层外，平面上没有若干车间的 工艺联系，隔音效果差，加之水轮发电机组尺寸均较大、运行条件复杂，使噪 声在水电站中成为一种严重的环境污染降低水电站的噪声，是水电厂运行人 员和水轮发电机组制造厂共同关注的问题，从劳动保护的角度看( 在设计中应 综合考虑控制和减少噪声尽可能创造良好的运行环境)。
2 水电站噪声的状况和特点2.1 噪声分类水电站内的噪声源主要来自各层的设备( 就其作用的时间( 可大致将设备 噪声源分为两大类) 第一类是经常性的，包括水轮发电机组噪声、主变压器噪 声和通风设备噪声三部分；另一类是非经常性的，例如调速器噪声、吊车行驶 噪声、检修安装噪声、和各种泵类的噪声等其中非经常性的噪声对工作人员 影响不大，因此我们通常重点研究第一类水轮发电机组噪声主要包括气蚀噪 声、漏水噪声、补气噪声、机械噪声、电磁噪声、气动噪声机组的噪声以低 频为主，一般情况下机组的容量大则噪声较高，设计水头和转速愈高则噪声和 频率也愈高，轴流反击式水轮机较其它型式的水轮机噪声更高主变压器的噪 声是由于磁不平衡和铁心振动产生的，呈低频( 变压器的容量大则噪声相应较 高一般电站中，主变压器放在厂外或单独布置，只要处理得当，对厂房的干 扰则不大，但也应作为一个影响因素水电站一般需采用通风设备强制通风( 风机的噪声属中低频( 是噪声控制不可忽视的主要噪声源之一))2.2 厂房类型和噪声的关系水电站厂房会在垂直方向的不同高程分成若干层，各层中有不同的噪声源， 噪声级别也不相同，一般越往下层噪声越大，最大处在水轮机室和锥形管处。
水电站地下厂房是经过一段交通洞而深入岩层的“封闭”空间，由于内表面基 本上是混凝土和水泥砂浆抹面，吸声系数较低，室内混响时间长，致使噪声衰 减缓慢因此，室内噪声级比地面厂房大2.3 震动与噪声水轮发电机组运行中发生较大的异常振动，轻则产生异常噪声，重则使机 组运行效率降低和影响机组出力，甚至导致机组结构受到破坏，危及机组安全 运行水轮发电机组出现异常振动和噪声，多是由机械、电磁和水力３个方面 的因素引起和造成机组运行中的振动和噪声作为一种不可能完全避免和消除 的现象，往往是由机组设备在设计、制造、安装、检修和运行过程中的诸多不 当或缺陷引起的所以，对灯泡贯流式水轮发电机组运行中的异常振动和噪声 问题，进行分析、判定和处理，对解决水力机组振动问题，确保机组的安全、 可靠运行和延长机组正常使用寿命具有重要意义3 水电站噪声来源分析3.1 空气动力性噪声由于空气中发生涡流或者压力突变引起气体扰动而产生的小型水电站常 采用风扇降温,当不开风机降温在距机组I M 处, 测得各点等效噪声为s. 3 d B(A ) , 如果7 台机组全开时, 不开风机等效噪声为蛇. 2 d 刀(A ) , 如开风 机的话等效噪声为9 4 . 5 d B (A ) , 可见, 开风机后噪声增加2 ~ 15 d B (A )。
3.2 机械性的噪声机器构件包括机械内部液体的振动而产生的如撞击、摩擦、压力脉动和 交变应力的作用下, 机械的板壁, 管壁, 轴承, 齿轮都产生振动因而直接或 间接地向空气中辐射出噪尸以活动坝电站为例在转速1 0 0 0 转/ 分时, 在下层测得单机平均噪声为96 d B , 脱开发电机、增速箱只开水轮机时, 噪声 为6 Od B停水轮机后, 在厂房内侧得本底噪声仍为6 0 d B其主要是闸门处 水流声可见噪声主要是增速箱和发电机引起的3.3 电磁性噪声由于电机和电气元件与设备中电流和磁场变化, 在其空隙中产生电磁力以 及磁力线伸缩等现象因而引起电枢、壳体和铁芯等有关构振动的结果产生噪 声如水轮发电机、开关屏和变压器等产生的嗡嗡声3.4 卡门涡列及转轮叶片由于卡门涡列及转轮叶片工作面和背面存在着的压力差, 轮叶外缘和转轮 室壁之间的狭窄缝隙「p形成一股射流, 其速度很高, 而压力很低, 在转轮旋轮 过程中, 转轮室壁的某一部分在叶片到达的瞬间处于低压而在叶片离去后, 又 处于高压, 如此循环形成了对转轮室相应部位周期性的压力波动从而产生振动 引起噪声4 减小噪声的方法4.1控制水电站噪声的具体措施噪声的控制有3 种途径第一是从产生噪声的设备上入手，减小声源的噪声；第二是通过合理的布 局，利用距离和障碍改变声音的传播路线，阻隔噪声；第三是采取构造措施， 利用吸声材料和吸声结构处理噪声的声场，降低噪声。
4.1.1新建水电站的噪声控制设计水电站的噪声控制设计，最积极的办法就是与设备制造厂家密切配合，优 化机组运行工况提高机械制造和安装精度、提高机组整体性，有可能的话， 最好采用由尾水管补气的方式，创造良好的运行条件，这都是从声源抑制噪声 的有效措施合理的厂房平面布置是噪声控制设计中的一个重要方面设计时 最好能将副厂房布置在远离机组的一端，主、副厂房之间的墙壁和门窗应采取 有效的隔声措施；一般情况下，副厂房应尽量避免和主厂房平行布置，以免受到数台机组的同时干扰，如果条件不允许，非这样布置不可，则主、副厂房之 间的隔应采用隔声量较高的墙壁，墙上尽量少开洞口；主、副厂房的联系通道 最好能设两道隔声门，两层门之间的通道墙表面适当布置一些吸声材料；在结 构上采取振动隔离措施，避免机组的振动通过结构传至副厂房；在布置各辅助 生产和运行值班房间时，应将有声源和无声源的房间分开，将要求安静的房间 （如中控室、载波室等）和嘈杂的房间分开，即“闹静分离”法一般水电站 主厂房越往下层噪声越大，但下面几层运行人员并不经常去，影响不大，对这 几层的噪声控制，主要是抑制各部的噪声，隔断下部噪声向上层传递的途径， 解决好垂直方向各层间的隔声，是水电站噪声控制设计中的又一个重要方面。
垂直方向的隔声措施包括：将发电机盖板加厚，或者在薄金属板的内表面涂上 阻尼浆，以增加声能的损耗，防止共振和减少机组下部的辐射声；吊物孔采用 预制钢筋混凝土水磨石盖板，以防下部各层的高噪声传入上部；在水轮机室的 机墩开口处，可加上两道隔声门，以遮蔽水轮机的高噪声源，使其不外传；在 通往尾水管和锥形管进人孔的廊道加一道隔声门，将大大降低气蚀噪声对上层 的影响；条件允许时，在发电机层和水轮机层之间加一个母线层，可有效阻隔 水轮机层的高噪声；运行层与下部各层的联系楼梯应形成封闭式的，梯井的周 围可用轻质墙、玻璃隔断，入口处设门，以阻止下部高噪声由梯井向上传递 中央控制室是水电站的心脏，运行人员集中，工作时间长，是电站噪声控制中 最重要的部位，也是电站噪声控制好坏的标志降低中控室的噪声，与厂房布 置、电气、通风等专业密切相关，只有各专业紧密配合，才能做好应合理选 择位置，提高结构和门窗的隔声能力；门窗缝要严密，电缆孔要处理好，防止 漏声；通风系统要做消声处理；中控室内表面可做适当的吸声处理以降低混响 声、提高语言的清晰度 水电站一般均需机械通风，尤其在地下厂房中，必须依靠机械通风系统， 且需要较大的通风量，这就给噪声控制带来了新的任务。
在满足风量和风压的 要求下，从噪声控制角度考虑，希望选择低转速、双进风的离心式风机；风机 房最好设置在远离厂房管道的一端；对于地下厂房，利用大截面交通洞、尾水 廊道等兼作通风道，可以减小通道阻力，降低风速，对噪声控制是有利的；一 般地，主厂房通风可不设消声器，在副厂房的风道上设置消声器比较简单；通 风方式的选择上，要避免通风开口的串声，尽量争取主、副厂房分别送排风 在地下厂房中，采用建筑吸声材料是必要的，能有效地降低由于封闭厂房混响 所增加的噪声级，根据水电站地下厂房噪声是以低中频为主的特点，在设计厂 房吸声措施时，应当结合厂房内表面的装修材料，以及与防潮隔墙结合考虑， 适当选择一些低中频的吸声材料4.1.2已投产运行水电站的噪声治理对于已投产运行的水电站，通常以隔声和吸声为主进行降噪治理英国已 开发的一种隔音外壳和重阳水电站噪声治理设计的隔声罩都是值得借鉴的可行 经验；必要时，加装建筑吸声材料来降低混响噪声；条件允许时，可按照“闹 静分离”法，进行结构和建筑的改造4.3 技术措施噪声治理的方法有两种，一是从噪声源即噪声产生的机理上进行治理，二 是切断噪声的传播途径，把噪声控制在无害的区域内，经现场调研及以上的检测分析，如果从声源上进行处理，对水轮机的安全运行会有影响，为本次治理 的主方案，同时配以通道局部吸声处理，起到降低声源混响声及隔绝其漏声的 双重目标。
4.3技术要为改善检修工人及运行人员的工作环境，电厂提出对该处噪声进行治理， 在满足国家规定的要求和标准外，还对治理方案提出以下四点要求： (1)满足设计降噪要求 (2)轻质、美观、不影响设备检修 (3)便于观察内部水轮机运转情况 (4)防火达难燃B1级要求5 水电站噪声的防止措施要防止和控制噪声, 根本的办法是从声源着手, 将发声体改造成不发声或 少发。