水自西江来,润泽大湾区。
一条长达113.2公里的“地下巨龙”已在粤港澳大湾区建成运行超1年半,作为目前世界上最长的地下输水管网,珠江三角洲水资源配置工程不仅破解了湾区水资源分布不均的难题,其泵站机组更以65分贝的运行声音——相当于咖啡馆的正常交谈声,刷新了人们对大型水利工程的认知。
清晨的高新沙泵站,若不是门口“珠江三角洲水资源配置工程”的标识提示,很难想象在地下20米深处,庞大的水泵机组正全速运转,将西江水悄然输向深圳、东莞和广州南沙。而即便置身泵房内部,满负荷运行的机组声音也仅相当于咖啡厅里的交谈声。墙上的噪声监测屏显示,实时数据始终稳定在65分贝左右,较传统泵站降低了15至20分贝。
“我们用了三招——电磁静音术、机械消音法、水力稳流计,让泵站安静得像翻书。”高新沙泵站站长邓选滔介绍,工程团队通过电机、水泵与泵房的三维协同降噪,实现了行业突破。
以电动机为例,工程师从电磁与机械两大振动源同步入手。团队首先针对电磁振动,对不同定、转子槽数的电磁方案开展次谐波振动与转矩分析,筛选出振动最小的设计方案;制造过程中,通过提高铁芯压紧度、优化整体性与圆度,进一步抑制电磁振动。“就像家用洗衣机,只有内桶与电机达到最佳配合,运转才能更安静。”邓选滔比喻道。
机械噪声的控制关键在于气隙均匀度,团队通过精密加工,严格控制电机定子与转子之间的间隙,并优化通风设计,使气流更为顺畅,从而显著降低机械噪声。而在水泵方面,则通过改进转轮的水力模型,从源头阻断噪声产生路径,让机组运行更加平稳安静。
高效率同样是实现“静音”运行的重要支撑。以高新沙泵站1号水泵为例,净扬程为40.04米时,水泵效率最高可达93.91%,在全国处于领先水平。
珠江三角洲水资源配置工程沿线,鲤鱼洲、高新沙、罗田三座泵站不仅普遍采用降噪技术,还各自创新,针对不同问题实施个性化解决方案。
鲤鱼洲泵站首创无驼峰区水泵设计,实现“宽工况低噪运行”;肩负高压输水使命的高新沙泵站,凭借“双层隔音罩+弹性基础”组合,在20米深地下打造出65分贝以内的静谧空间;罗田泵站聚焦“长距离输水低能耗降噪”,采用永磁同步电机和智能调速技术,在节能15%的同时还实现降噪10分贝。“驼峰区”是困扰水泵行业多年的顽疾。通常情况下,水泵运行区存在驼峰现象,容易导致水泵机组稳定性变差、稳定运行范围受限,并出现振动和噪音。邓选滔比喻:“就像汽车开到某个时刻突然出现抖动,传统水泵也会在特定转速下发脾气。”鲤鱼洲泵站一方面通过调整叶轮出口角度,减少水流脱流和回流,避免小流量时的扬程突变;另一方面利用CFD仿真优化导叶和蜗壳尺寸,让水流压力更均匀,不产生局部高压振动。这些设计成功避开传统水泵因“驼峰”导致的变频调速共振噪音,最终实现平稳、安静运转。
自2024年1月通水以来,工程不仅为粤港澳大湾区输送源源不断的西江水,也将其创新构建的“深埋+降噪”双重技术和“静音密码”带向了全国各地,目前已成功应用于云南滇中引水、陕西引汉济渭等国家重大水利工程。从高新沙泵站调压塔上远眺,西江水正悄然流入湾区的毛细血管。这项隐藏在地下的超级工程,输送着珍贵的水资源,更传递着基础设施与城市、自然和谐共处的理念。
(广东省水利厅供图)
编辑 刘彦 审读 秦天 二审 李璐 三审 潘未末