向家坝巨型水轮发电机组特点及安装

林太举

（三峡发展向家坝机电安装监理部，四川 宜宾 644612）

向家坝巨型水轮发电机组特点及安装

林太举

（三峡发展向家坝机电安装监理部，四川 宜宾 644612）

阐述了向家坝巨型水轮发电机组特点，并吸收了国内外许多水轮发电机组设计、制造、安装、运行的经验教训，论述一些重要技术问题，作为抛砖引玉，供水轮发电机组设计、制造、安装、运行工程人员参考。

向家坝；巨型机组；特点；重要技术

1 向家坝水轮发电机组特点

1.1 容量特大

综观当今世界，各国大机组如下表1：

表1

1.2 向家坝左右岸机组参数（见表2）

1.3 左右岸机组结构特点

向家坝左右岸水轮机均为立轴混流式，带有金属蜗壳和弯肘型尾水管。水轮机主轴与发电机主轴刚性直联，水轮机旋转方向为俯视顺时针。左岸坝后厂房采用单机单管引水，尾水管采用单机单管布置。右岸地下厂房进水口采用岸塔式进水口，单机单管引水，尾水管采用单机单管布置，城门洞型截面，两洞合一后接两条变顶高尾水隧洞。

座环：左右岸座环均为组焊结构，由上环板、下环板、固定导叶、上过渡板、下过渡板、舌板、圆筒、上下密封环等部件组成。座环下部与基础环连接，上部与机坑里衬连接，圆周方向与蜗壳相连。座环固定导叶28个（右岸）、24个（左岸）圆周均布。右岸+Y方向布置5个中心孔导叶，其内部设有Φ60的排水管路；左岸+Y偏+X方向布置有5个中心孔导叶，其内部设有Φ50的自流排水管路，用于顶盖自流排水。固定导叶高2658mm（右岸）、2895mm（左岸）。座环总重约 290T（右岸）、450T（左岸），分四瓣（右岸）、六瓣（左岸）运往工地，在工地进行组圆焊接，然后整体吊入机坑。

表2

蜗壳：蜗壳为钢板焊接结构，钢板厚度从25～74mm不等。蜗壳共9节（左岸）、13节（右岸），进口直径Ф12200（左岸）、Ф11400（右岸），厚度 54mm（左岸）、57mm（右岸），承受最大内压 1.58M P a（左岸）、1.54M P a（右岸）。左右岸均设有1个Ф800内开式进人门，1个Ф800的下拆式蜗壳排水阀，技术取水口设置在蜗壳进口段（第一节上），自蜗壳腰线向下45°处，取水口尺寸D N 600，引水管D N 500，取水口设置不锈钢拦污栅。

机坑里衬：为钢板焊接结构，材料为 Q 235-B，钢板厚度为20mm，右岸电站尺寸为Ф13400×8141、左岸为Ф13500×7467.5，分3节，每节分2瓣，工地组焊。机坑里衬上设有接力器坑衬、冷却器坑衬、壁灯盒及穿线管、进人通道、排风通道等。

导水机构：由过流部件、导叶操作机构和接力器及其附件等组成。过流部件包括基础环、底环、座环、活动导叶、顶盖及其附件。导叶操作机构包括拐臂、连杆、控制环、推拉杆、连接销及其附件。活动导叶采用不锈钢铸焊结构，端部为金属橡胶组合式密封，立面为刚性密封。导叶为3支点自润滑轴承支承，1个在底环，另2个在顶盖中。设置24个（左岸）、28个（右岸）导叶。导叶从全开到接近空载位置范围内具有水力矩自关闭特性。导叶保护装置，均采用剪断销结构。导叶限位装置：（1）连接板与导叶臂之间设有摩擦装置，摩擦装置为铜套夹紧式，摩擦装置产生的摩擦力矩大于导叶水力矩，它的作用是当剪断销剪断后，导叶在水流中不来回漂摆。如果在任何一对导叶之间有障碍物，该装置不妨碍控制环向开或关方向运动；（2）每个导叶均设置全开全关限位块，当剪断销剪断后，导叶不会碰到转轮、固定导叶及相邻导叶，限位块焊在顶盖上，限位块上镶有减震垫；（3）设置止推压板，防止导叶上浮。导叶接力器均设有2个油压操作、双作用、液压直缸接力器，通过导叶操作机构来操作导叶。接力器位于水车室的接力器坑内，操作接力器的压力油由调速系统的油压装置供给，其额定工作油压为6.3M P a。

顶盖：均采用钢板焊接结构，左岸顶盖外型尺寸为外径Φ12900mm，最大高度2670mm；右岸顶盖外型尺寸为外径Φ13100mm，最大高度2288mm。顶盖与座环采用法兰把合（左岸，其配合面通过特制机床在现场加工）、调整垫（右岸，小圆垫片经精密加工均匀分布在配合面圆周）结构。顶盖分4瓣制造，具有足够的强度和刚度。顶盖与转轮上冠配合处设有焊接的可更换的固定止漏环，材料为0C r 13N i 5M o。为测量导叶及上冠处压力设有测压管；为安装和检修方便在顶盖上止漏环处设有测量孔供测量止漏环间隙用。为减少转轮上冠的向下推力及顶盖的水压力，在顶盖上设有与水轮机转轮上腔相通的平压管，平压管出口引至尾水管扩散段，左岸设有8-Φ377的平压管；右岸设有6-Φ350的平压管。顶盖平压管与机坑连接采用不锈钢波纹管膨胀节型式，压力等级为1.6M P a。顶盖设置2台用电动机驱动的排水泵（潜水泵）及其控制箱，以便在空心固定导叶排水受阻时排除顶盖内的积水，其中1台工作，另1台备用。

水导轴承：均采用无轴领、稀油润滑、强迫外循环冷却、具有巴氏合金表面的分块瓦式结构。导轴承能安全地承受在最大飞逸工况和各种极端工况下不小于5min所引起的温度、应力、振动和磨损。轴承间隙均采用斜楔调整，具有坚固、耐用，加工和调整方便，而且轴承间隙调好后，能保持稳定不松动。轴承的润滑油能在主轴旋转的作用下通过轴瓦作自循环。水导轴承直径4000mm，轴瓦12块。轴承设计间隙为0.3mm（单边），油槽油量3.5m3。轴承冷却系统设置4个（右岸）、3个（左岸）冷却器，布置在水轮机机坑里衬凹槽内。冷却器有足够的备用冷却容量，允许对其中的一个冷却器进行保养或检修，不致使温度超过报警限制温度。在冷却水中断的情况下，运行30min而不损坏轴瓦。

主轴密封：工作密封采用自补偿型静压自调节式轴向密封。工作密封能在不拆卸主轴、水轮机导轴承、导水机构和管路系统的情况下进行检查、调整和更换密封元件。在整个使用期间，对磨损可以进行自动调整，并设置密封磨损位移传感器，当密封磨损量超量时可自动报警。工作密封由固定环和转动环组成，固定环为高分子聚合物，转动环采用不锈钢抗磨环（安装在转轮上冠处，随转轮旋转）。工作密封元件保证至少能运行40000h或5年而不用更换。主轴密封主供水源为厂内清洁水，备用水源来自于蜗壳取水，经减压、过滤后接入主轴密封。在机组停机时，为防止水进入顶盖，在工作密封下方设置充气围带检修密封，密封型式为充气围带式（橡胶）；密封气压为0.5～0.8M P a，金属软管供气；检修密封装置上设置防止机组在密封充气的情况下启动的压力开关。

转轮：为组焊结构，上冠、下环和叶片均采用抗空蚀、抗磨损并具有良好焊接性能的不锈钢材料制造。上冠为整体铸造；每个叶片采用铸造，经五轴数控车床加工；下环用钢板卷焊或分瓣铸造。向家坝水轮机转轮均在制造厂整体组焊，静平衡试验合格后运至工地。转轮上冠和下环上部均设置有止漏环，止漏环为与上冠下环一体结构，直接在上冠、下环外圆加工成型。转轮上冠不设泄水孔，在顶盖上设置平压管。

补气系统：为了满足水轮机在部分负荷工况下稳定运行的要求，通过发电机上端轴顶部向转轮下方补入自然空气的补气系统；并在顶盖、底环和基础环上预留补压缩空气的管道，供将来必要时采用。主轴中心孔自然补气系统由进气管、补气阀、补气管、逆止阀、消音装置等组成。补气阀为气缓冲、自润滑结构；补气管为插入式结构，补气管出口伸至转轮下环底部，出口部分可以单独抽出；补气阀设有两根D N 450补气管和一根D N 300排水管。为防止高尾水位时尾水从大轴中心补气管大量溢出，保证机组安全运行，在补气系统设有浮球阀，浮球阀过流面积与补气管相匹配，并设有缓冲装置防止浮球阀在运行过程中快速上下串动。

上机架：带有径向支撑的斜支臂型机架，由中心体和20个斜支臂等部件组成。上导轴承采用自润滑、油浸、分块瓦、巴氏合金瓦，上导轴承共有10块瓦，上导单边间隙0.38±0.02mm。上导瓦固定方式为支撑板及瓦背径向销。上导油冷却器采用管式冷却器，位于上导油槽内挡油桶底板上，由两瓣组圆而成，每瓣由16根不锈钢管组成，管内通过上导冷却水进水管注入冷却水，对油槽的油进行冷却。上导油槽底部和上部安装有密封盖板，形成密封腔，通过管路连接至上导油雾吸收装置，形成上导油雾吸收系统。

转子：主要由圆盘支架、磁轭和磁极、制动环等部件组成。转子上部与上端轴相连，下部与发电机轴相连，联接方式均为法兰连接，转子支架为斜支臂结构，由1个整体中心体和 14（右岸）、16（左岸）支臂组成。在安装场进行转子支架的组装焊接、磁轭叠片组装和磁极挂装。转子外径为18940mm（右岸）、19342mm（左岸），转子磁轭高度为3580±2mm（右岸）、3300±5mm（左岸），整体的转子重量为1850t（右岸）、2015.96t（左岸）。磁轭由4mm厚的经钝化处理的高强度硅钢片在现场叠装而成，热套在转子支架外侧，并用键固定，在磁轭下部设有制动环。转子中心体由上下法兰、加强筋厂家焊接、精加工而成。采用斜支臂结构是转子的重要特点，发电机转子通过转子中心体向外呈斜支臂结构的支臂连接扇形转子支架，组焊后形成斜支臂结构的转子支架。斜支臂结构设计具体突出的优点：分解支臂受力，将传递到基础的热膨胀力降低到最小；在圆周方向产生微小旋转和弹性，补偿拉伸应力，避免应力显著增大。

定子：由定子机座（包括定子铁芯支撑环、20个垂直的斜元件、垂直筋板以及机座外壁等）、铁芯（硅钢片、齿压板、齿压条、压紧螺栓等组成）定子绕组及空气冷却器等组成。定子为斜支臂的机座结构，铁芯由0.5mm厚的硅钢片叠装而成，并用穿心的压紧螺杆进行压紧，定子线棒为双层布置嵌入铁芯的槽中。定子的最大外径为22028mm（右岸）、21800mm（左岸），定子机座高度为6325mm（右岸）、6315mm（左岸），定子铁芯内径为19000mm（右岸）、19410mm（左岸），定子铁芯的高度为 3490mm（右岸）、3250mm（左岸）。定子机座分成5瓣运至现场。机座共有八层环板组成，其中最下面一层环板为定子铁芯的基础板，其厚度为50mm，在该层环板上安装定子下齿压板，作为定子铁芯的叠装基础面。定子机座圆周靠定子铁芯环板侧均匀布置189根（右岸）、210根（左岸）定子定位筋，定位筋为“鸽尾型”定位筋，定位筋将定子机座圆周均匀等分，定位筋通过托块固定在定子机座上，其主要作用是定位定子铁芯。铁芯在工地以1/3的叠片方式交错叠装，以形成1个整体连续的铁芯。顶部和底部的叠片组在工厂由5mm厚粘连在一起的硅钢片叠成，形成一个坚固的圆环。铁芯由0.5mm厚的优质硅钢片叠装而成，定子铁芯共分为72小段（右岸）、70小段（左岸）。为了保证铁芯受压均匀，在叠片过程中，要对铁芯进行中间压紧。铁芯的压紧采用制造厂提供的液压工具进行，压力通过压紧板、非磁性压指、带螺母和比利维尔垫圈的夹紧螺栓来维持整个铁芯叠片受力均匀，铁芯的最终夹紧压力约为1.5M P a。

下机架：为荷重机架，其作用是承受水轮发电机组转动部分的重量及轴向水推力。该机架由中心体和16个斜支臂（右岸）、12个径向支臂（左岸）及导轴承和推力轴承部分组成。中心体整体到货，各个支臂分开运输到工地，与中心体焊接成整体后吊入机坑。下机架所含的设备主要包括推力轴承、下导轴承、推力与下导轴承油冷却器，通常把推力轴承和下导轴承统称为推导联合轴承，二者公用一个油槽，称为推导油槽，机组推导油槽额定用油量为36m3，其中下导轴承以推力头为轴领，下导轴承有16块巴氏合金下导瓦，其结构型式采用浸油分块瓦式导轴承，下导瓦与推力头的设计间隙为1.2mm。镜板通过32根M 20的连接螺杆与推力头连接为整体。推力轴承采用双层推力轴承瓦结构，推力瓦为支柱式、偏心受力的两层瓦结构，机组运行时发生倾斜，以利形成油膜。上层瓦为60mm厚的薄层运行瓦（表面铸有一层高标准的巴氏合金，厚度约为4mm），下层瓦为237mm厚的支撑托瓦，两层瓦的中间按部位受力不同安装有4种规格、弹性不同的垂直支柱销。当机组运行时，推力瓦受到的不均匀力由小支柱不同的弹性变形来调节，以适应瓦的挠度变形。推力轴承托瓦的下部安装有一个用螺栓固定的支撑圆盘，用以增加接触面积，使其负荷分布更为广泛。避免过大的负荷作用于托瓦的中心，从而减少推力轴瓦变形的倾向。带支撑圆盘的托瓦分别放在抗重螺栓上，抗重螺栓由安装在推力支架上的瓦座来支撑。推力轴瓦的受力调整是通过对抗重螺栓的高度调整来进行的。抗重螺栓的压缩量是通过安装在抗重螺栓内部的应变仪（电子位移测量表）来测量的。在抗重螺栓下端有密封环，密封环下安装有防旋转装置。推力轴瓦可在抗重螺栓的心轴上移动和倾斜，便于轴承瓦面的润滑油能形成液体动力油楔。每块薄瓦之间还装有导油盖板。推力挡油圈上装有螺旋形密封，防止挡油筒甩油。

高压油减载装置：其作用是当机组启动和停机前，在推力瓦和镜板之间强行建立油膜，防止干摩擦或半干摩擦，降低启动摩擦系数，确保机组在启、停过程中推力轴承的安全和可靠性。当探测到机组发生蠕动时，该系统能自动启动。高压油减载系统还具有另外两个作用：当进行机组盘车工作时，需要启动高压油减载系统，此时在推力瓦和镜板间强行建立油膜，防止干摩擦或半干摩擦，降低启动摩擦系数，确保机组在盘车过程中推力轴承的安全和可靠性；当进行顶转子工作时，需要启动高压油减载系统，此时在推力瓦和镜板间产生压力油，避免导致镜板在升起过程中由于透平油的粘性而把推力瓦带起，因而确保在机组转动部顶起过程中保护推力瓦的安全。

制动装置：左岸机组采用电气制动和机械制动方式，在机组停机时，当机组转速低至额定转速的95%时，投入电气制动，当机组转速低至额定转速的20%时，投入机械制动，直至机组停机。右岸机组采用机械制动方式，在机组停机时，当机组转速低于额定转速的20%时，投入机械制动，直至机组停机，没有电气制动。机组制动与顶起系统主要作用：通过低压气系统实现机组的停机；通过高压油系统实现顶转子功能。机组的风闸采用“双活塞三腔”结构，“双活塞”是指制动活塞和顶起活塞，“三腔”结构是指两个活塞从上至下依次隔离为复归腔、制动腔、顶起腔，在机组正常制动过程中，顶起活塞不参与工作，制动腔注入压缩空气，制动活塞向上移动，从而起到制动作用；制动复归时，在最上部的复归腔注入压缩空气，制动活塞向下移动，实现活塞复归；在顶转子时，制动活塞不工作，在风闸最底部的顶起腔中注入高压油，顶起活塞被顶起，推动制动活塞一起向上运行，从而起到顶转子的作用，高压油泄压后，顶转子活塞缓慢回落。

空气冷却器：左右岸机组空气冷却器的冷却管采用铜镍合金，散热部件为凸制铝片。散热部件焊接在冷却管上，防止热交换能力的损失和损耗，冷却管与承管板采用胀管结构，承管板两端为水箱，冷却器可双向换向运行。空气冷却器按工作水压0.2～0.5M P a设计，冷却器管中水的流速不超过1.5m/s。在发电机定子机座周围，圆周均匀地布置20个水冷式空气冷却器，形成一个密闭自循环的空气冷却系统。空气的循环通过发电机转子的径向气流作用来实现，气流经转子通风沟、通风隙、气隙、定子铁芯和机座导入空气冷却器，通过空气冷却器的气流再返回到转子上下端。

2 若干重要技术问题

2.1 防止叶道涡、卡门涡对水轮机部件的破坏

水轮机设计、制造、安装的核心技术就是要最大程度地减少叶道涡、卡门涡、尾水管涡带的破坏作用，把水能最大限度地转化为机械能。

对混流式水轮机来说，引水管道、蜗壳、固定导叶、活动导叶、水轮机转轮、尾水管就是水轮机流道部件。其中叶道涡、卡门涡、涡带破坏力强大，因此要采取各种措施消除或减缓这些涡流、涡带对各部件的破坏作用。国内外许多水电站对于水轮机转轮叶片、固定导叶部位产生的卡门涡的原因分析及处理对策是行之有效的。向家坝水轮机在设计阶段通过模型试验选择了在正常运行范围无卡门涡、无高负荷高频压力脉动带、无大流量工况下水力激振的叶型并采用带特殊结构泄水锥，在安装中严格检查、核算转轮叶片尾部以及固定/活动导叶尾部尺寸，防范卡门涡、叶道涡、涡带的产生引起的破坏作用。

2.2 减少转轮焊接残余应力和减缓转轮空蚀破坏

水轮机转轮叶片断裂的原因，除了卡门涡引起叶片振动断裂外，转轮叶片焊接引起的残余应力大也是引起断裂事故的重要原因。因此对水轮机转轮焊接热处理工艺进行严密监控，关键是执行最大限度减少焊接残余应力的工艺措施及应用精确测量残余应力的测试手段测出残余应力数据，并加以分析处理。

对于水轮机转轮空蚀和磨损破坏，关键是：1）确保有优良的水轮机转轮叶型。因此研制高质量的叶片翼型以及安装中严格检查实际叶型是否符合设计叶型，使所有叶片各个断面的叶型误差控制在设计允许的范围内，至关重要；2）不锈钢材质（ZG06Cr13Ni4Mo）转轮材质抗空蚀、磨损性能特好。因此安装时要对其实际材质进行分析检验，检查其是否符合这种钢种材质；3）提高叶片表面光洁度可以极大地减缓转轮空蚀磨损破坏，因此转轮流道光洁度应尽量使其达到或接近镜面水平。

2.3 防止水导轴承烧瓦事故

水轮机水导轴承瓦烧瓦事故，在水电站是屡见不鲜。其主要原因：水导瓦间隙调整不当（包括间隙值及各瓦间隙分配）、水导摆度大（轴线曲折、机械及磁力不平衡、尾水管涡带压力脉动大等）、水导瓦材质不好、水导轴領锈蚀、水导油槽油位偏低、水导冷却器漏水、水导甩油等。

向家坝安装中针对上述可能引起烧瓦的因素逐一严格加以把关处理，防范了烧瓦事故的发生。

2.4 防止过速停机过程中发生水力共振

三峡26号机组在过速停机过程中，机组剧烈振动，导致剪断销断裂。原因分析：在机组过速停机的过程中，导叶关闭至6.4%左右的开度时，机组转速为设计额定转速的110%，通过导水机构的水流由顺流变成逆流的瞬间，流道内产生强烈的水力振动，其频率与机组机械部件的固有频率接近，从而使机组发生水力共振。处理：根据调保计算，调整三段关闭规律为接力器行程100%～65%、关闭时间4.5s；接力器行程65%～16%关闭时间15s；接力器行程16%～0、关闭时间90s。通过调整改变了第三段接力器行程的拐点、延长关闭时间，使机组在过速关机过程中避开共振区，机组异常振动消失。

向家坝安装调整过程中，严密监控调速系统三段关闭规律，特别是第三段关闭时间控制，防范了水力共振的发生。

2.5 导叶端面、立面间隙的调整

导叶端面间隙的控制与分配，对导叶转动的灵活性及导叶关闭时的漏水量至关重要。

在三峡5号机导叶端部间隙的调整过程中，发现总间隙变动大的现象，主要原因有：一是顶盖在导叶挂装后产生下沉，顶盖刚度不够；二是夏天与冬天温度不同引起部件变形；三是部件制造偏差及基础混凝土沉陷等。因此向家坝水轮机导叶端面间隙和立面间隙进行调整时，考虑了上述若干因素变化规律，通过计算确定首次调整数据，使之最终数据在质量允许范围内，避免了运行中由于导叶间隙调整不当引起在运行中卡死或漏水量过大引起停机不下或突然误开机。

2.6 防止发电机定子铁芯振动过大及噪音

三峡18号机组运行时定子铁芯振动偏大，人站在盖板上麻脚，听到“嗡嗡”的沉闷噪音。对定子铁芯的水平振动（650M W时）进行频谱分析，发现振动主要分为两类：一类是低频振动，为1倍、2倍和3倍转频；另一类为高频100Hz振动。原因分析及处理：定子铁芯的低频振动特别是转频、2倍转频和3倍转频振动，主要是由于定转子圆度较差造成气隙不均，对气隙磁导进行傅立叶展开时存在一系列转频和倍频分量，在励磁磁势作用下将会产生转频和倍频频率的不平衡磁拉力，从而引发低频电磁振动。对于低频振动，通过对定转子圆度的调整能够使其降低到适度水平。

因此，向家坝发电机安装中严格控制好发电机定子和转子圆度，使发电机空气间隙的不均匀度控制在小于4%设计空气间隙。实践证明，空气间隙不均匀引起磁力不平衡往往是引起发电机振动的祸根。

2.7 防止发电机定子磁化试验时发生共振

小湾水电站1号、2号定子在磁化试验时发生强烈振动和异常噪声，并导致定子机座焊缝裂纹等异常情况。通过ALSTO M计算分析，定子（不包含线圈）的0节点固有频率接近100Hz，在磁化试验工况下存在100Hz0节点激振源，引起共振，出现振幅、噪音大的异常现象。处理：采用降低磁通密度由1T降至0.6T左右进行磁化试验，这样振动噪声降低，振动强度降低，完成了磁化试验。

向家坝发电机在设计上使定子机座固有频率与激振源频率错开，并在试验时采取了防范措施，确保了磁化试验顺利通过。

2.8 防止发电机上下导轴承、推力轴承烧瓦

三峡5台ALSTO M机组，每台机推力瓦间温差普遍在5℃左右，危及推力轴承安全运行。处理：采用调整受力，使瓦温差减少，运行稳定。向家坝推力轴承、上下导轴承安装时控制好机组轴线调整、轴瓦间隙调整、推力瓦受力调整，使所有瓦的瓦温温差降至最小，确保各瓦温均匀（受力均匀），特别是推力瓦支撑是采用弹性小支柱，这些小支柱的调整至关重要，各推力瓦受力抗重螺栓压缩量偏差均控制在±0.01mm。

2.9 防止发电机定子线棒耐压试验时发生闪络放电

三峡右岸15号机组在下层线棒耐压试验时，线棒的L弯处防晕层闪络放电，试验未通过。在对线棒加热烘干48h后，试验仍未通过；按厂家要求将2槽～154槽线棒下端的防晕层扒掉，再进行烘干，对线棒烘干60h后，耐压试验时仍有放电现象。原因分析：1）线棒的防晕材料及处理工艺有缺陷；2）制造厂采用相应防潮措施不当，使线棒在运输、仓储过程中受潮。处理：对所有下层线棒直线段的L处采用Von Roll高压防晕带包扎，并进行烘干处理，烘干48h后，耐压试验通过。

向家坝发电机定子下线时，严格控制好下线工艺，做好防潮措施，确保了绝缘良好，因此各台定子下线均顺利通过耐压试验。

2.10 发电机通风冷却系统的监控

空气冷却的特点是定子绕组绝缘内导体的发热量必须经过绝缘外表向空气散热，或者再经过铁芯传导后向空气散热的冷却方式，它必然导致导体温升高。当机组立体性尺寸增大，绕组的高温升还会引起定子铁芯的热变形以及过大的热应力。电机启停过程时的冷热循环造成绕组伸缩而使绝缘疲劳脱壳以及定子槽的相对滑动等，已经成为特大型发电机的至关重要问题而影响电机的可靠性。

向家坝巨型机组是当前最大全空冷机组，问题关键是在探讨全空冷克服上述缺点方面，设计厂家作了那些努力和优化措施，是否能确保将来向家坝巨型机组安全稳定运行？

全空冷方式由于结构简单、运行维护方便，备受欢迎。近年来，许多70万千瓦机组都先后采用全空冷方式，对向家坝巨型机组来说，其可靠性和工作寿命尤其令人关注，有待进一步探讨和监控。

3 结语

（1）向家坝水轮发电机组特点是容量大；水轮机上冠、下环和叶片均采用抗空蚀、抗磨损并具有良好焊接性能的不锈钢材料制造；发电机上下机架、转子、定子普遍采用斜支臂结构；推力轴承采用弹性小支柱式结构，推力轴承与下导轴承合用一个油槽，并布置在转子下方；发电机轴与水轮机轴在工地同镗、联结，并与转轮联结；水导轴承采用无轴领、稀油润滑、强迫外循环冷却、具有巴氏合金表面的分块瓦式结构，并采用斜楔调整瓦间隙；发电机冷却方式采用全空冷结构。

（2）水轮机安装运行关键在于对叶道涡、卡门涡、涡带破坏的防控；对水轮机转轮叶型、材质、表面光洁度的监控；对水导轴承、导水机构安装、调整的监控；对水轮机水力稳定性运行的监控等；

（3）发电机安装运行关键在于对产生磁力不平衡的诸多因素的防控；预防磁化试验时产生共振现象并应有防范措施；对影响上下导轴承、推力瓦稳定性运行的诸多因素的监控；对定子线棒绝缘、定子铁芯温度、线棒温度的监控；对机械不平衡的诸多因素的监控；对机组轴线进行细致的调整处理；对发电机通风冷却系统的监控等。

TK 730.6

B

1672-5387（2013）01-0001-06

2012-04-25

林太举（1935-），男，高级工程师，从事机电安装、监理工作。