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35、70万千瓦水轮发电机组有多大?安装质量怎么样?
三峡水电站共安装了32台额定容量70万千瓦的水轮发电机组,该机组是当今世界最大的水轮发电机组。那么,70万千瓦水轮发电机组的规模到底有多大?
从发电效益看,一台水轮发电机组在额定出力每小时发电70万千瓦时(每秒钟发电486千瓦时),如果一个家庭一年使用1500千瓦时电量,那么一台机组一个小时的发电量相当于467个家庭一年的用电量!
从机组重量来看,机组由进水口压力钢管、蜗壳、导水机构、基础环、座环、转轮、尾水管等构成的水轮机,和由上下机架、发电机定子、转子等组成的发电机,以及将水轮机发电机连接起来的机组主轴构成,这些部件个个都是“巨无霸”,最大单件的总重量达460吨,一台机组的总重量达7000吨,相当于法国巴黎埃菲尔铁塔所用钢材重量的总和。仅发电机转子的吊装,就需要2部1000吨以上的桥式起重机同步起吊才能胜任。
从机组的尺寸来看,机组的进水钢管直径达12.4米,相当于三层楼房的高度!水轮机和发电机的连接主轴的直径达到了3.8米,发电机定子内直径超过18米。2011年4月15日,三峡建设者在右岸地下电站正在施工中的28号机组的基坑内,举办了一场由160人参加,历时1个小时的庆祝“五一国际劳动节”的合唱音乐会。
外形和重量如此巨大的庞然大物,其安装精度要求却是以零点几毫米甚至微米计!如此高的安装精度对我国大型水电机电安装建设者的技术水平和能力是一个重大考验。以水轮机和发电机的连接件主轴的安装为例,主轴安装垂直度的设计要求为0.2毫米,然而,三峡电站左右岸电站全部机组主轴的垂直度精度达到0.01毫米,远小于一根头发丝的直径(0.06~0.1毫米)!
高精度的机组安装得到的回报是机组较高标准的运行稳定性和机组运行寿命的延长。以机组顶盖振动为例,在机组稳定性试验中,机组在稳定运行区运行时的水轮机顶盖垂直振动大约50微米,在国际允许值40~140微米范围内,水平振动值约25微米,在国际标准20~40微米范围内。数字是枯燥的,举一个形象例子,在厂房中,如此巨大的设备按照常理,机组运转起来,应该机声隆隆,厂房颤动;然而,三峡电站水轮发电机组运行时,声音却不大,几乎感觉不到振动,曾经有一个试验,将一枚1元的硬币竖立在运行中的水轮机顶盖上,硬币纹丝不动。
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