3.4　参数水平

前已述及灯泡机组参数水平一般为：ns为800左右，K为3000左右，而目前最高水平ns≥1000，K（nsHr0.5）=3200左右。但灯泡机组参数水平不必强求ns与K值达到什么水平，而应当根据电站具体情况，尤其是水文、泥沙特性等因数，并按上述Q11、n11等参数选择原则来确定水轮机各额定值（D1、Qr、nr）等，最终来确定ns与K值。其中，最重要的是nr的确定必须满足叶片进口头部不发生脱流现象，而不必拘泥于ns与K值是否过高。正因为如此，使得紫兰坝电站灯泡机组nr=136.4r/min，而其K=3273为我国目前之最高水平。但其运行性能可得到保证而不必担心其参数水平过高。

ns与K值计算公式为：

可见，ns主要是受nr控制，而nr又取决于n110；而K值与Hr有密切关系。尤其是当电站Hmax达到所用转轮水头上限时，如四叶片转轮Hmax=20～22m，则机组参数必然较高。例如，紫兰坝电站Hmax=19.9m，接近四叶片转轮应用之上限，其机组参数水平均较高。

总之，灯泡机组参数水平取决于电站特性与运行性能要求，而非ns与K值所决定。

由于大型灯泡机组与其使用的低水头相比，转轮顶部（最高点）到底部（最低点）的垂直距离（转轮直径D1）很长。在大多数情况下，灯泡机组模型转轮的弗劳德数（重力）与真机转轮不同：模型试验时空化现象可能发展到整个转轮（从顶部到底部）；但是，真机的空化可能仅仅在转轮顶部区域发生。因此，真机转轮上空化的分布和发展与模型试验观测到的结果不同。同时，灯泡机组转轮运行时处于可能发生空化的顶部位置的时间很短暂（约为其运行时间的1/8左右），因而发生空化的可能性就更少了。

一方面，灯泡机组因空蚀而需要大修的要求几乎没有，20世纪80年代初投入运行的国内外灯泡机组（白垢、马迹塘等机组），均空蚀轻微。总之，灯泡机组参数水平不受制于空蚀性能。

另一方面，灯泡机组具有良好的协联关系。桨叶可随导叶协联动作，使之处于进口无撞击、出口环量小的良好运行工况，不至于发生混流式转轮低频涡带压力脉动等水力干扰因素。所以，灯泡机组水力稳定性较好。只要控制好转轮桨叶进口不发生脱流现象，灯泡机组一般不会发生运行不稳定性现象。当然，关键在于灯泡机组设计中要加强其部件与轴系的刚强度计算，使其具有足够的刚强度，对其运行稳定性有足够的保证。因此，稳定性也不是制约机组参数水平的约束条件。

总之，灯泡机组参数水平由电站特性与模型转轮参数优化组合而成，不受ns与K值的制约。