立轴整装两支点多喷嘴冲击式水轮发电机组

摘要 本文探讨了立轴整装两支点多喷嘴冲击式水轮发电机组的结构及其特点，通过实例分析了优点。

关键词 冲击式水轮；发电机组；立轴整装

中图分类号TM31 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）113-0206-02

0 引言

水力发电是当今世界可持续发展的主要环保能源之一，如何最大限度的利用水力资源，而又能保护一方的环境、生态平衡和可持续发展，是水利水电建设者的神圣而光荣的使命，因此也向水电设备设计和制造者提出了更高的要求。基于上述理念，我们和客户合作推出一种新的机型：立轴整装两支点多喷嘴冲击式水轮发电机组（图1）。

1 结构简介及特点

立轴整装两支点多喷嘴冲击式水轮发电机组是水轮机和发电机组装成一体的机组，发电机装于与水轮机基础部分牢固连接的具有足够强度和刚度的支架上，由该支架承受发电机的重量和扭矩。水轮机和发电机上各设一个轴承（推力轴承设在发电机上），水轮机无主轴，水轮机转轮直接与发电机主轴连接，该型机组结构简单、紧凑，检修维护方便，节省厂房空间，平均效率高，是适应流量变化范围宽的极具竞争力的水头低、流量大的冲击式机型。该机型与立轴三支点和卧轴两支点水轮发电机比较其主要特点如下：

1）由于水轮机和发电机整装为一体，水轮机和发电机共用一根主轴，极大的缩短了机组的轴向尺寸，与通常使用需要两层厂房的立轴三支点机组相比，节省了一层厂房，大大的减少了土建投资，方便了维护检修和管理；

2）该机型为立轴两支点结构，由发电机的上导轴承（含推力轴承）和水轮机的水导轴承构成两支点水轮发电机组，两机公用一根主轴，缩短了轴向尺寸，降低了制造成本，为实现整装创造了条件；

3）该机型为多喷嘴结构，采用多喷嘴，减小了转轮直径，提高了机组转速，从而降低了水轮发电机组的重量，使水轮发电机组的价格更具竞争力；

4）由于采用了多喷嘴结构，扩大了水轮机的流量适应范围，使水轮机在枯水期仍能安全稳定运行。提高了机组的年利用小时，增加了发电量；

5）该机型为多喷嘴结构，提高了水轮机的平均效率，使水轮机无论在丰水期或枯水期，始终运行在高效率区里，有力地保障了业主的经济效益。

2 应用实例

由于该型机型与同类型机组相比具有非常明显的优势，深得用户欢迎，适合条件的国内外客户都非常乐意选用该机型，现举例介绍如下所述。

2.1 加拿大迈考文电站

加拿大迈考文电站位于加拿大BC省温哥华市温哥华岛的TAHSIS附近，引MCKELVIE河水发电，装机2×2.6MW，采用计算机监控系统，无人值班，并入加拿大BC Hydro电力网。

该电站设计水头为102.67m，出力也只有2600kW，但平均效率要求高，且要求很小流量都能稳定运行，业主还要求厂房尽量简化，不设固定起吊设备，充分注意环保等，故我们选用了立轴整装两支点六喷嘴冲击式水轮发电机组（见附件4），其具体参数如下：

水轮机型号 CJYH09-L-125/

6×12.3 发电机型号 SF2600-22/2600

额定出力 2731 kW 额定容量 2889kVA

设计水头 102.67 m 额定电压 4160V

设计流量 3 m3/s 额定电流 400.9A

最小流量 0.3 m3/s 功率因数 0.9

额定转速 327.3 r/min 额定频率 60Hz

额定效率 90.4% 额定效率 95.2%

平均效率 90.5% 绝缘等级 F/F

2.2 四川省阿坝州茂县维城水电站

维城水电站位于四川省阿坝州茂县境内，引赤不苏河水发电，装机2×7.5MW，采用计算机监控系统，少人值班。

该电站为四川省希望集团开发，在初步选型设计时，得知我公司将为加拿大迈考文电站提供立轴整装两支点六喷嘴冲击式水轮发电机组，希望集团对该型机组也很感兴趣，经过论证，维城电站最终选用了立轴整装两支点六喷嘴冲击式水轮发电机组。其具体参数如下：

水轮机型号 CJA475-L-120/

6×12 发电机型号 SF7500-12/2600

额定出力 7854 kW 额定容量 9375kVA

设计水头 215.5 m 额定电压 10.5kV

设计流量 4.2m3/s 额定电流 515A

额定转速 500 r/min 功率因数 0.8

额定效率 90% 额定频率 50Hz

额定效率 96%

绝缘等级 F/F

目前维城电站已于2012年5月成功投产发电，至今运行良好。

图1 立轴整装两支点六喷嘴冲击式水轮发电机组

三维图效果图

参考文献

[1]祝小兵.两支点小水电机组应用研究[A].地方水利技术的应用与实践（第2辑）[C]，2005.

[2]熊迪祥.基于PFC的发电机组频率电压综合控制装置[A].2004中国水电控制设备论文集[C]，2004.

[3]彭文季.小型卧式水轮发电机组的高压气制动[J].中国农村水利水电，2001(5).

[4]陈学尧.降低卧式水轮发电机组轴承温度的一些方法[J].农村电气化，2000(12).