摘要：经过20多年的发展，国内厂家（含中外合资公司）灯泡机组的设计制造能力与水平，有了很大的提高。大型灯泡机组大多由国内厂家设计制造，仅引进了转轮水力设计与叶片。这样，既提高了制造质量，又不增加太多的费用；同时，也缩短了建设工期，无疑是一条值得推广的机组采购模式。
关键词：灯泡贯流式；水电机组；发展；技术特点
1灯泡贯流式水电机组概述
贯流式水轮发电机组的特点，主要在于其引水部件、转轮以及排水部件等，都需要布置于同一条轴线上，水流平直通过，是一种适用于开发利用低水头、大流量水力资源的良好机型。而贯流式机组又包括了各种不同的机型，其中以灯泡贯流式机组最为广泛使用，具有较强的适应性。灯泡贯流式机组所采用的是水平布置，其水轮机并没有蜗壳，土建过程中的开挖量也相对较小。而发电机装置则是设置于灯泡形壳体内，安置在水轮机流道中。机组中采用直锥扩散形的尾水管，因此流道短且平直、对称，具有良好的水流特性，此外还具备转轮效率较高、过流量大、建设周期短、总体投资省等优势。但是该机组也存在一定的缺点，比如单位电量耗水量大、油系统复杂、安装及大修难度大等。
2灯泡贯流式机组的技术特点
2.1运行性能好、适用范围大。
由于良好的效率和水力特性，灯泡贯流式水轮发电机组在运行经济性和稳定性方面都远优于其它常规发电机组；同时，灯泡贯流式水轮发电机组可在4 m～2 5 m水头段可靠而高效的运行，使其相对其它形式的发电机组具有更为广阔的应用范围。
2.2锥形导水机构
锥形导水机构的设计与制造技术通常具有较高要求，是灯泡贯流式机组设计制造的重要环节，其基本特点是：①该环节的内外导水环、导叶、控制环等，所采用的结构件的制作通常便于控制，外观好看，且工期较短；②设计导叶密合面时，其立面通常会采用刚性密封，并在密合面上加铺不锈钢；③采用偏心销对导叶立面间隙进行调整；④使用方键联接导叶与导叶臂；⑤通常采用弯曲连杆的方式来保护导叶；⑥使用数控立车来对内外导水环进行加工；⑦设计导水机构时，应当整体吊装的方式为优先。
2.3机组尺寸小、重量轻。
灯泡贯流式水轮发电机组能量指标高，更兼有结构紧凑、体积小、消耗材料少等特点，使得其尺寸和重量都相对较小。水头和单机容量相同相同的情况下，灯泡贯流式机组转轮直径比轴流转桨式机组转轮直径小15%左右，重量减轻25%左右，整机重量相差更可达1.7倍。
2.4灯泡体结构
灯泡体属于大型柔性结构，由于灯泡体通常设置于水中，所以其结构设计中的关键在于灯泡体的密封。可以在灯泡体与外部水体相接触的法兰部位，使用双重填料来密封，以防漏水，这种双重填密结构，及其适用的位置。另外，还可以在双重填料间，设置能够进行漏水检测的槽。需要注意的是，在组合、安装过程中，需要适当施加水压，以此检查填料的密封性；如果在运转的过程中发生漏水问题，可以及时封入特殊填料，确保密封性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.5导轴承和正反向推力轴承
在一些大型灯泡贯流式机组中，轴系的支承方式往往采用的是二导、三导两种，并且以二导支承双臂结构较为常见，该支承方式即是由正反向的推力轴承、导轴承共同组成，其特点包括以下几点：①导轴承是筒式瓦的结构模式，用扇形板来支撑；②正向推力轴承的支撑，则使用的是弹性圆盘，反向推力轴承采用的是整圆瓦刚性支撑，或橡胶垫支撑；③推力镜板运用分两瓣的结构支撑，注意选材时应综合考虑材料的表面硬度和可焊性；④将高压油的顶起油室进行改造，变成矩形的结构，并适当地降低对油质的要求；⑤由于在设计中考虑了主轴挠度因素，对轴承可能产生的影响，因而设计得更加易于安装；⑥充分研究了控制轴承润滑油和高压油顶起的方法。
3灯泡贯流式机组的安装工艺
3.1主轴及组合轴承的安装
因为用于发电机与水轮机的主轴在材质、规格及强度等方面都是相通的，因此，主轴之上可以直接装附水导和组合轴承。因此，轴承处于这样的状况下，往往在启动状态时属于重载静压，而其运行状态则属于动态。在水导和组合轴承下方，还必需配有高压油顶装置，为运行状况的机组轴承提供必要的润滑油；而且还需要在轴承油箱和高位油箱连接间隙配有小份额的油循环，防止断电情况的发生。因为一旦发生断电问题，各轴承也会因为这部高位油箱的供油，而使轴承在停机状态得到充分的润滑，对机组的各部件形成必要的保护，防止设备磨损。而主轴装配工作需要在安装间完成，首先需要从管型座前方侧框架孔内并调入流道，然后水平旋转90°，接着让大轴缓慢向下移动，最后使之可以到达安装位置。在完成这一系列的程序之后，还要选配机组的生产厂家所制造的专项工具来进行调整，保障轴承所涉及的各项参数都能符合设计方案中的标准。
3.2优化密封结构及材质，重视密封安装工艺
灯泡贯流式机组发电机置于流道中，一方面各组合密封面长期承受水压，存在渗水风险，另一方面机组内外温差较大，易结露。渗水或结露若不能有效处理，将对机组安全运行构成威胁。对于防渗，需要根据渗水影响程度、设备操作及密封检修更换频次等，在设计阶段选择合适的密封结构及密封材料，以便有利于长期稳定运行、开展预防性试验及日常维保；密封的安装过程应制定工艺标准，并严格执行；对于防结露，需要在适当部位表面涂刷防结露漆，降低两种环境结合面温差，减少结露量和吸附；设置除湿机及加热器，保持机舱内部环境空气的干燥度；除上述措施之外，还需要有适当的漏水应对措施，设置必要的排水槽孔。
3.3转子和定子的安装
在开展挂装磁极的工作前，需要借助绝缘电阻的作用来进行刺激测量工作，在依照其重量和极性差异来开展挂装工作。待挂装工作完成后，还需要进行转子直径和圆度的调整，将其保持在差异许可的范围内。转子的组装工作完成后，还需要对其进行交流耐压能力的测试，随后进行喷漆，最后进行转移和吊入，使其联接主轴。定子的安装工作也和转子相同，只需要注意配生产厂家的配套平衡梁，防止定子在吊装过程发生变形。
4泡贯流式机组在我国的发展前景
根据普查，我国水能资源居世界第一位，其理论蕴藏量为6.76×105M W，可供开发的水力资源达3.78×105M W。根据我国当前的能源结构，面对石油、煤炭能源供应紧缺的现实，水能资源在我国能源的组成中占有越来越重要的地位。随着中高水头资源开发到一定程度，低水头电站的开发就日益重要起来。低水头水力资源主要是江河中下游和沿海潮汐能源，在我国这些地区现在情况是经济发达，但能源紧缺。开发表明，贯流式机组是低水头（尤其2 0 M以下）电站最经济最有利的机型。目前拟建中小型水电站均选择了灯泡贯流式水轮机组。因为灯泡贯流式机组适于低水头，且投资省、工期短、土地淹没少、动迁规模小，因此非常适合于为民间集资办水电的需求。经过多年的刻苦攻关，贯流式机型在国内目前基本上已进入实用阶段，一次性启动成功率不断增加。这种机型将是我国今后集资兴建的低水头水电站的理想机型，所以它在我国的应用前景是十分广阔的。
结语
贯流式水轮发电机组由于自身特点，在低水头水力资源利用方面独占优势。为了明确今后技术突破方向，有必要对其关键技术进行梳理、总结。随着贯流式发电机组技术的不断的提升，低水头资源的开发将拥有更高效、更环保的工具。
参考文献：
[1]富旭平，郑峰.灯泡贯流式水轮机效率问题[J].水电能源科学，2008（06）：132~133.
[2]陶建民，刘建华.灯泡贯流式机组轴承润滑油系统设计[J].西北水电，2010（3）：62~66.
论文作者:赵永涛,罗超
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第16期
论文发表时间:2019/3/5
标签：机组论文; 灯泡论文; 流式论文; 轴承论文; 水头论文; 的是论文; 结构论文; 《建筑细部》2018年第16期论文;