浅谈我国灯泡贯流式机组的发展

张业

摘要：由于我国大力开发低水头水能资源，低水头电站的数量呈现出快速增长趋势，而灯泡贯流式机组在其中发挥着关键作用。因此，文章对灯泡贯流式机组的发展进行分析与探究。

关键词：灯泡贯流式；机组；发展

1 灯泡贯流式水电机组概述

贯流式水轮发电机组的主要特征，通常在于排水装置、引水装置以及转轮等，一般都应当装置再相同的轴线中，而且需要让水流平稳笔直地流过，是一种适合于合理运用和开发大流量水力资源以及低水头的高质量机型。除此之外，灯泡贯流式机组还包含了各式各样种类的机型，其中通常得到广泛运用的机型就是灯泡贯流式机组，其具备强有力的有效性与适应性。灯泡贯流式机组一般是通过水平装置的方式运作，其中水轮机组实际上没有蜗壳，再土建实际工作过程中的挖掘量也比较小。但是发电机装置却装置在灯泡型壳体内部，在水轮机内部流道中安装。机组主要会运用直锥扩散形的尾水管，所以流道会呈现出平稳、笔直且对称的特征，还具备着较好的水流特点，同时还存在着节省项目建设整体投入资金、转轮效率和质量高、工程建设周期较短以及水流量较大等优点。然而灯泡贯流式机组也具有一定程度的不足，例如装置和修理较困难、单位耗水耗电量较多以及油系统比较复杂等缺点。

2 灯泡贯流式水电机组的发展历程

世界上第一台灯泡贯流式机组于20世纪30年代末投入到实际的工作运行中，因为灯泡贯流式机组具有较好的经济性能和水利效能等优势，受到当时快速发展的欧洲各个国家的运用和支持，同时对其展开了更进一步的分析和探究。在20世纪50年代至60年代期间，对于灯泡贯流式机组的分析和探究逐渐优化与完善，在设计、建造等内容上收获到了快速的进步与发展，接二连三地研制出一大批具有重要意义的大型灯泡贯流式水轮发电机组，例如：法国奈尔皮克企业于1996年生产出了直径为6.25m的转轮、在法国罗纳河的皮埃尔—贝尼克电站里装置了单机容量为20MW的四台机组，这极大程度地推动着灯泡贯流式机组技术的不断发展和成熟；接着在二十年内逐渐出现了闻名世界的美国雷辛电站机组，目前仍然保持着单机容量最大为24.6MW、转轮的最大直径为7.4m，目前仍然维持在单机容量最大65.8MW、转轮直径为6.7m的日本只见电站机组以及单机容量为54MW、转轮直径为7.4m的美国石岛电站机组。

虽然我国对于中、大型灯泡贯流式机组的研究和制造起步比较晚，但是逐渐呈现出快速发展趋势，从20世纪80至今，可以划分成五个发展进程。

首先处于探索和初始进程，在这个初次研制进程中，我国最具有代表性的则是1984年我国自发制造的单机容量为10MW、转轮直径为5.5m的广东白垢电站机组，其是我国最初制造的大、中型灯泡贯流式机组，因为是其是我国的实验机组，有许多生产厂家和科学研究研所在该机组投入生产后对其展开了各个环节、各个内容的检测和实验，获得了很多十分珍贵的数据和资料信息。

第二是处于仿制进程中，我国于20世纪80年代引进的灯泡贯流式机组是来自湖南马迹塘，进而逐渐开始比较广泛地仿制、吸收借鉴和制造工作，在这一进程中最具有标志性的就是在四川安居电站机组的重庆厂、广西马溜滩电站机组的富春江厂以及广东都平电站机组的天发厂研制的多台单机容量为15MW、转轮直径为5.5m的灯泡贯流式机组，极大地推动我国研究制造工作的高质量发展，有助于为我国制造出更大型的灯泡贯流式机组奠定雄厚基础，为我国在大、中型灯泡贯流式机组的设计和研制打下第一个基础。这个阶段的机组构造上大部分都是仿照马迹塘转轮生产和研制出来的，三个不同的生产和研制厂分别对其展开测绘，接着再展开模拟型实验进而衍生出不同的转轮。

第三个是处于融合、吸收阶段，通过上一进程的仿制、吸收借鉴和制造工作后，我国与20世纪90年代初制造了单机容量为18MW、转轮直径为5.8m的广东英德白石窑机组，其为我国设计和研制大、中型灯泡贯流式机组打下第二个坚实基础。

第四则是处于引进先进技术与互助生产研制进程，由于我国单机容量从20、30MW逐渐到40MW的贯流式机组需求量于20世纪90年代末持续增加，进而加快了我国对于灯泡贯流式机组的分析和研究作业进程，尤其是科学利用合作互助以及引进先进技术的有效方法，逐渐加强我国设计和研发灯泡贯流式机组的能力和水平。同时，我国水轮发电机组规模最大的设计和研制单位东方电机企业和哈尔滨电机企业都都逐渐开始研发和制造灯泡贯流式机组，并且国内水轮发电机组制造行业与国外知名企业例如阿尔斯通以及富士电机等多个企业都进行着较为迅猛的竞争以及相互间的研制技术交流。在一定程度上扩大了我国灯泡贯流式机组在市场上的需求量，并且有效增强客户以及使用者对其的信赖程度。通过引入其他国家优秀的灯泡贯流式机组的设计于研制技术，有助于丰富我国的技术，为我国灯泡贯流式机组技术的完善与发展提供有效保障。

第五个进程则是充分把握国外的先进技术，从21世纪以来，我国的灯泡贯流式机组技术得到进一步提高，全面实现可以独自研究、设计以及制造出较大型的灯泡贯流式机组。东方电机企业利用相互交流协作的方式生产出贵港电站机组，经过长时间的学习和研究，在21世纪初投入生产转轮直径为6.4m、单机容量为30MW的四红岩子电站机组，还和日立—ABB共同设计和制造了转轮直径为6m、单机容量为40MW的青海尼那电站以及转轮直径为5.46m、单机容量为45MW的湖南洪江电站，这突出证明了我国能够自主设计和生产单机容量为30-45MW范围的机组，同时还具有可以制造容量更大的灯泡贯流式的能力。

3 灯泡贯流式机组的发展趋势

随着我国二十多年对灯泡贯流式电站的不断研究和开放，就目前的发展趋势而言，灯泡贯流式电站机组的容量越来越大，从一开始的11MW到后来的46MW，甚至将要到60MW，我国的转轮直径逐渐呈现出增大趋势，从初始的5.6m到后来的7.6m，然而水头很大概率会出现往两边伸长的趋势，通常灯泡贯流式机组的科学运用水头是在5至25m，然而就其目前的趋势分析而言，在高水头方面上会有重要进步，湖南洪江电站运用的石头已经高达27.3m，已经生产出具备转速高、容量大以及转轮直径小的灯泡贯流式机组。从经济效益方面看，这是具有较高的经济性。而且在低水头中具有较大成就，许多运用仅仅3-5m的水头的电站开始出现，还设计并制造出转速度低、容量小以及转轮直径较大的灯泡贯流式机组，在经济方面来看不具备科学性与合理性。现今，使用竖井贯流式机组相较于灯泡贯流式机组而言，更具有合理性。我国已经开始制造转轮直径为6.5m、单机容量为13MW以及转速为75-750r/min的竖井贯流式机组，通过将转轮直径、单机容量相一致的竖井贯流式机组的每台重量于灯泡贯流式机组的每台重量相比较而言，更轻255t，每台的价格也会相对便宜1200万元左右。所以，竖井贯流式机组在超低水头电站机组中的运用也会成为今后的发展方向与趋势。

4 结语

综上所述，虽然我国对于大、中型灯泡贯流式机组的设计和制造起步较其他国家而言晚，但是我国获得较大进步与发展。同时，具备设计和制造大容量的灯泡贯流式机组水平，推动着我国在大型灯泡贯流式机组的设计与制造中获得更大的进步与发展。

参考文献

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