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【摘要】 本文介绍了位于四川雅安市的葫芦坝水电站两台12MW轴流式水轮发电机组的结构特点、安装工艺流程及方法。
【关键词】 轴流式水轮发电机组 机构特点 安装工艺 方法
中图分类号：TV734文献标识码： A
1、概述
葫芦坝水电站位于四川雅安市雨城区望鱼乡青衣江支流周公河上，为闸坝引水式电站，装机容量24MW（2×12MW），设计水头24m，电站厂房为地面式厂房，厂房内布置两台立式水轮发电机组，机组间距14.0m，上游侧宽8.3m，下游侧宽5.2m，主厂房总宽13.5m，总长50m。
葫芦坝水电站为河床式电站，安装两台单机出力1.2万kw轴流式水轮发电机组,由葛洲坝集团第二工程有限公司负责完成。电站首台机组于2006年10月2日顺利完成机电联合调试及机组72小时试运行，并于10月12日移交给电站运行单位并网发电，2号机组于2006年12月4日成功完成机电联合调试及机组72小时试运行，具备正式并网发电能力。从机组运行状况来看，各项指标均满足设计要求，运行安全可靠，安装质量优良。
2、水轮发电机组的特点
2.1主要设备技术参数
水轮机及发电机主要技术参数见表1。
表1 水轮机及发电机主要技术参数表
2.2水轮机发电机的结构特点
轴流转桨式水轮机结构比较复杂，但在转轮体内设有一套使叶片转动的操作和传动机构，具有双调节性能，能在水头和负荷变化较大范围内保持水轮机的运行稳定性和高效率，从而比定桨式应用得更为广泛。发电机为三相极同步发电机，采用立轴悬式结构，推力轴承位于上方并布置在上机架中心体上，发电机设有两个导轴承，上导轴承与推力轴承共用一个油槽，其优点是推力轴承直径较小，轴承损耗小，装配方便，运转较稳定。轴流式水轮发电机组主要包括转子、定子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承、空气冷却器、励磁机和永磁机等。发电机转子由主轴、轮辐、支臂、磁轭、端压板、风扇、磁极、制动板等组成，发电机定子由机座、铁芯、线圈等部件组成。水轮机主要部件包括蜗壳、座环、顶盖、导水机构、转轮室、 转轮、底环、尾水管、主轴、导轴承等。机座承受转动部分的所有重量，推力轴承要承受机组转动部分的全部重量及轴向水推力，并把这些力传递给荷重机架。
3、施工前的准备工作及资源配置
厂家到货设备和材料卸车入库，并会同业主、监理、厂家代表，开箱清点、登记造册，对缺件、缺陷记录在案，由监理出面与厂家交涉，保证即将安装的设备和材料，数量足够，质量完好。
对到货设备和材料，根据其不同类型分门别类放置，设备材料保管要严格管理，以满足现场施工需要。对特大部件如转子、定子、主轴转轮等，可直运厂房，由桥机卸车，避免二次运输。
為加快安装进度，在安装现场附近设置了一个1500m2拼装场地，并设置了制作平台、设备仓库、材料库以及工具库等临时设施。为顺利完成安装任务，专门成立了一支具有丰富大中型水轮发电机组安装经验的专业队伍。同时，配置了10t平板汽车、40t汽车式起重机等安装所需的设备及工器具。
4、机组安装的主要工艺流程及施工方法
4.1 水轮机组的安装
4.1.1 水轮机组埋件安装工艺流程
水轮机组埋件安装工艺流程见图1。
4.1.2 水轮机本体安装程序
水轮机本体安装程序见图2。
4.1.3 主要施工要点
⑴尾水管里衬分为锥管段和肘管段两部分。待肘管混凝土浇筑完后，锥管段就位机坑上，调整各方面位置, 加固定位，使锥管上口各参数符合设计要求。
⑵基础环——座环在安装场组合成整体，使用厂房内桥机吊装就位，调整加固，焊接时严格按焊接工艺进行焊接，接缝处设置加强板，控制焊接变形。
⑶蜗壳挂装与焊接
蜗壳分块到货,采用单环节挂装单元。挂装从定位节开始，分工作面向凑合节推进。断面尺寸和位置调好后，在内部加支撑，外部加固，以防焊接和砼浇筑过程中产生变形与变位。蜗壳焊接的技术要点:
①焊工经考试合格，监理工程师和制造厂商代表认可，持证上岗。
②使用制造厂指定的焊条，按说明书要求进行烘干。焊接时，焊条存放在保温筒内，随用随取。
③焊接顺序：从定位节开始，按挂装顺序依次进行，不得跨越。全部焊缝焊完，再焊凑合节纵缝焊凑合节的一条环缝焊凑合节的另一条环缝，最后焊上下蝶形边焊缝。
④每一条焊缝，均按坡口清理检查预热(如需要时) 焊接检验程序执行。焊接连续进行。
⑤焊缝检验按GB8564-88《水轮发电机组安装技术规范》和(ASME)《锅炉和压力容器规程》的有关规定执行。焊缝检验人员应取得检验合格证，持证上岗。
⑥蜗壳施焊前，根据焊接工艺评定和以往蜗壳焊接经验，编制《蜗壳焊接工艺措施》指导施工，确保焊接质量。
4.1.4 转轮组装
⑴叶片传动机构安装
叶片传动机构安装工艺流程，取决于转轮结构形式，常用的转轮结构形式分为有操作架的转轮和无操作架的转轮两种。该水轮发电机组为有操作架的转轮，叶片传动机构一般采用倒装工艺。具体步骤如下：
①将带杆的活塞倒放于钢平台的中心孔内，下面用方木垫好，注意活塞杆键槽方位于转轮体一致。
②将专用吊具安装在转轮体上、下法兰上，用桥式起重机将转轮体倒放于钢平台的钢支墩上；用加紫铜片的方法，调整转轮体水平，不大于0.05mm/m。拆去转轮体下法兰吊具。
③按编号将转臂连杆装配，逐个吊入转轮体内就位。用连杆固定工具、楔子板和千斤顶进行调整，使其于铜瓦同心，并固靠于铜瓦内端面。
④用专用平衡吊具，按编号逐个三点起吊枢轴，装入销钉。用链式起重机调整枢轴方位和水平。对正转臂销孔，插入转轮体叶片轴孔内，拆除平衡吊具，拧入工艺螺栓，将枢轴与转臂联成一体，以防滑出。
⑤装活塞杆“O”型密封圈于铜瓦内，用桥机提升活塞到安装位置，活塞下面垫上工字钢，将活塞保持在该位置上，撤去桥机。
⑥将连杆销插入操作架销孔中一半，用绳捆牢，用桥机将操作架吊置转轮体上方，套入活塞杆，按编号依次调整连杆销孔，使之对正操作架销孔，打入连杆销，放入平键，安装卡环和锁定套环。
⑦安装连接体及其法兰面“O”型密封圈。用0.05㎜塞尺检查法兰面间隙，符合有关要求。按编号安装导向滑块，滑块两侧和端面都有不小于0.10㎜间隙。
⑧用桥机和千斤顶，将操作架升到最高位置，使活塞端面与转轮体接触，顶紧千斤顶，以防翻身时活塞窜动。
⑨将转轮体内部清扫干净，经验收后，安装翻身盖，注意其吊耳方向与上吊具一致。
⑩利用两个上吊具和翻身盖的两个吊耳，用桥机双钩在空中翻身。转轮装配翻身正置后，拆除翻身盖，取出千斤顶，检查转轮体内部，无杂物，吊到下盖上方，安装下盖及其法兰面“O”型密封圈。法兰面间隙符合有关要求。将转轮装配正置于钢平台上。撤去桥机，拆除上吊具。
⑵叶片和转轮接力器安装
①用桥机和千斤顶将活塞提到叶片全关位置，并用千斤顶保持。无操作架的转轮，可用槽钢和防转挡板（焊于转轮体上）保持叶片在全关位置。
②清扫、检查叶片密封装置各零件，外型完好无损、无变形。叶片密封装置基本上可分为两种安装方法。
⑶三点起吊叶片
将密封圈依次套入叶片法兰颈上。装上定位销钉，按号在叶片上部法兰装入2个叶片螺栓，下部法兰装入一个叶片螺栓。利用链式起重机调整叶片方位与水平，对准枢轴销钉孔，按编号插入转轮体叶片轴孔内，利用叶片螺栓和桥机配合，将叶片与枢轴慢慢拉靠，将叶片密封装置推压入槽内，安装压环，此时观察密封圈有一定的压缩量。
⑷緊固叶片螺栓
利用桥机、滑轮和地锚，紧固叶片螺栓，用测量螺栓伸长值或拧紧力矩控制预紧力，按以下三步骤进行：
①叶片上部法兰预紧2个叶片螺栓，下部法兰预紧1个叶片螺栓，伸长值为设计伸长值的1/3～1/2，检查叶片法兰面间隙，应为0（用0.02㎜塞尺检查，从未穿叶片螺栓的孔中测量）；
②穿入紧固其余螺栓至设计伸长值；
③松开预紧的叶片螺栓，再紧固至设计伸长值。
⑸安装导轴及其密封,安装环行平台于转轮体上。
⑹将接力器缸体翻身正置，安装起吊架，在缸体下发兰安装4个导向架，起吊并缓缓就位，穿入安装螺栓。
⑺在转轮体上端外圆面，焊3～4个吊环，挂好定滑轮，用桥机紧固缸体连接螺栓。
4.1.5 油压试验
利用油泵组向转轮腔内打压，压力从0渐升至0.5MPa，并保持在0.5±0.5MPa，历时16小时，每小时操作叶片全行程开关2～3次，在整个保压过程中，要求：
⑴ 组合缝不得渗漏；
⑵ 片螺栓处不有渗漏现象；
⑶ 个叶片密封装置在无压力和有压力情况下均不得漏油，个别处渗油量不得超过5mL；
⑷ 温不低于5℃。
4.1.6 转轮吊装
转轮吊装具体步骤如下：
⑵安装转轮起吊架。
⑵将转轮悬挂工具就位于叶片上，固定牢靠。
⑶在叶片下方组焊简易平台，以便拆悬挂螺栓螺母。
⑷用桥机将转轮装配吊置泄水锥的上方进行连接，点焊安装螺栓，对焊泄水锥围板。
⑸吊装转轮就位于机坑，利用挂在顶盖的链式起重机将悬挂工具支座安装于转轮室上环上。
⑹调整转轮中心、高程和水平。转轮上法兰面高程的确定与机组结构有关：若机组主轴分两段，或一根主轴，但推力头不在主轴上，则法兰面高程为设计高程－发电机轴止口高度－（2～6）㎜，以防联接时碰撞；若机组是一根主轴，推力头又套装于主轴上，则法兰面高程为设计高程加上（4～8）㎜，以使推力头套入后，与镜板有4～8㎜间距。转轮上法兰面水平偏差，一般不大于0.02㎜/m，调整悬挂螺栓的螺母，即可调整高程和水平。转轮中心粗调时，可按叶片与转轮室间隙值进行调整。
在水轮机机坑清扫测定时，以转轮室中环中心为准，在上环内圆面与转轮缸体相同安装高程上，放置中心基准点。转轮中心精调，用千分尺测上述中心基准点到转轮缸体外圆距离，对称实测数值之差小于主轴检修密封处径向间隙设计值的±20%。利用千斤顶和楔子板调整转轮中心。
⑺转轮调整好后，在叶片与转轮室间隙内对称打入楔子板，将转轮定位。
4.1.7 机坑清扫测定及导水机构安装
水轮机埋件二期砼浇筑完毕，进行机坑清扫测定，如发现座环法兰正面变形过大，则进行手工或机械研磨处理，达到安装要求。导水机构安装分预装和正式安装两步进行。机组轴线检查合格后,与发电机一起进行水导轴承和密封装置安装。
4.2水轮发电机安装
4.2.1 水轮发电机的安装工艺流程
水轮发电机的安装工艺流程见图3。
4.2.2 部件组合与安装
4.2.2.1 下部风洞盖板组合与安装
下部风洞盖板是发电机与水轮机室的隔板，对发电机还起着密闭通风的作用。盖板组装时，先按类别或编号进行清理，然后按图纸将每个盖板平铺在支架上就位。盖板与主轴或主轴法兰之间用毛毡作为密封盘根，盖板与墙壁之间也用毛毡密封。下部风洞盖板的基础预埋工作，尽量在整体组装后，一次埋入混凝土内。
4.2.2.2 机架组合与安装
⑴机架的组装
机架由中心体与支臂组成,支臂与中心体在工地组成一体，在安装间进行组装时要注意支臂的直线度，结合面进行清扫，祛除毛刺，组合后用0.05mm塞尺检查。
⑵机架的安装与调整
机架正式安装前，首先确定高程（一般按设计值+2，0进行），中心误差控制在1mm内，水平误差控制在0.1mm/m以内。
机架的安装高程和中心的测定，以座环为基准，如因施工条件不便，也可以以水轮机大轴顶面为基准。
基础部分必须先清理干净，再放成对楔子板(或千斤顶)，在起重工配合下将机架缓缓吊入机坑就位，然后调整中心和水平。一般调整顺序是先调高程，再调中心，最后调水平。经过反复调整使三者同时满足要求，再钻绞销钉孔，轻轻打入销钉。
⑶挡风板、灭火水管安装
发电机定子上下均有挡风板，使定子内部维持自冷空气的循环。为了保证外形尺寸，挡风板内外边缘的中心和高程不能有过大的偏差（保持在5mm以内），同时在机架吊入机坑后，确保挡风板上的挡风圈与转子风扇的安全间隙。
为防止定子线圈的火灾事故，在定子线圈上下端部附近设有灭火水管。安装灭火水管前，要对管件进行冲水试验，最后清理擦净。当整圈灭火水管安装后，对其圆度进行校正并对喷射角进行通气检查。
⑷轴瓦研刮
水轮发电机部分共有上导、推力轴承瓦二套轴瓦，在研刮前制定研刮工艺。刮瓦场地的温度不可低于5'C，最好维持在20'C以上。
4.2.2.3 水轮机发电机总装
水轮发电机总装是在定子，转子及机架等到各组装部件已组装或预装完毕，水轮机各大部件已吊入机坑的条件下进行。
⑴总装前具备的条件
①水轮机已给出发电机安装所需的垂直中心线及高程基准点。
②机组的二期砼强度已达到75%左右的要求,且机坑内部已清扫干净。
③发电机各组装部件和定子,转子,机架等装配件已完成,并且具备吊入机坑安装调整的条件。
④厂内桥机已安装调整结束,并经负荷试验符合要求可以投入使用。
⑤水轮机各大件已吊入机坑。
⑥机坑中各定位线已复查完毕.具备机组总装条件。
(2)定子安装
①定子安装在安装场进行定子机座的组合、焊接、叠片、铁损试验及下线、喷漆干燥、耐压试验。然后吊入机坑安装调整，并浇筑二期混凝土。
为防止定子吊装时变形，采用与机架联接后整体吊装的方法，定子吊入机坑后，根据水轮机的中心，调整定子中心，同时根据水轮机座环上法兰面的高程，对定子铁芯的中心高程进行调整。
②定子中心高程的调整用临时楔子板配合千斤顶进行，调整工作结束后，浇筑二期混凝土，待强度达到要求后，拆除临时楔子板、千斤顶和支墩等。
⑶转子组装方案
①转子磁轭叠片前的工作按制造厂的有关要求进行施工。在转子圆盘支架组焊完成后，按以下方案进行施工：
②铁片清洗分类：铁片清洗分类在临时营地的钢片清洗室内进行。清洗时要除去毛刺、油污等，并将每块铁片过磅后按要求分类。
③测量：测量立筋板的径向尺寸，组合缝处立筋板的弦长，立筋板的垂直度及挂钩高程等符合要求。
④支墩安装，要考虑支墩不影响压紧螺丝的安装。
⑤用磁轭大键压键槽中，作为磁轭铁片堆积压紧定位和导向。
⑥磁轭叠片。整个叠片过程要分三次压紧，检查各部位尺寸是否符合要求。符合要求后，即可正式开始磁轭铁片堆积。叠片先用每张铁片不少于3根永久螺杆及定位销定位，在叠片高度达到要求时，再将永久螺杆全部插入磁轭螺孔中，继续堆剩余的铁片，最后按规定力矩扳手进行压紧。
⑦磁轭叠片完成后，铣轮臂键槽，装上径向键及配装切向键。初测磁轭圆度，用冷打键调磁轭圆度，个别不圆度较大的地方可用砂轮机磨圆。然后用电热装置对磁轭加温热打键，使磁轭紧箍在转子支架上。紧固量按制造厂要求。
⑧磁极挂装，引线及接头连接。磁极挂装前要进行清扫及工频耐压试验。
⑨转子清扫、干燥、耐压、喷漆。
⑷转子安装
①转子吊装准备工作
转子吊装准备工作包括：起吊轴及平衡梁的的清扫及安装；桥机的检查及检修；转子吊装前的测量工作已准备就绪；转子吊入时防止定转子相碰的杉木条已准备好。
②轉子吊装
转子起吊时，一方面检查桥机的制动情况，另一方面测量转子轮臂的扰度及磁轭下沉值。转子吊装过程如下：
a.割除转子上所有的支撑,并将焊疤打磨。
b.检查转子下部磁轭所有的螺丝应点焊穿,阻尼环的螺丝应锁好。
c.检查制动闸板的板面诮无毛刺及焊疤。
d.主轴下法兰面清扫干净后用平台检查接触面平整。
e.转子进入机坑快进入定子时,用10支杉木条插入定转子间,起导间及防撞作用。
f.转子降到两法兰面之距约300㎜时,将水轮机轴上法兰面清扫干净,当降到两法兰面之距60㎜时,对称穿上四个螺丝,然后将转子落下放置在制闸上,就可以松开起重机吊勾。
g.用油布或白布将定转子空气间隙熏好。
h.拆除起吊装置平衡及起吊轴。
i.在转子的主轴连接螺丝全部穿好,并按要求将螺栓打受力后,将螺帽焊牢。
③机架安装
将密封圈套入转子上端头，将机架吊起缓缓放置于定子上端面上，调整上机架中心，高程和水平后，连接机架支腿与定子上环螺栓，并钻销钉孔打入销钉定位。
④推力头的套装
在同一室温下，用同一内径(外径)千分尺测量推力头孔与主轴配合尺寸。推力头与主轴为过渡配合，套装后有0～0.08mm间隙，为此需对推力头加热，使孔径膨胀增加间隙0.3～0.5㎜。
推力头加热时用千顶支撑，表面用石棉布或帆布进行保温。控制推力头温升在15～20℃/h。当膨胀量达到要求后，吊起推力头，用方形水平仪找平，然后吊往轴上对准，套在适当位置上，当温度降至室温时，装上卡环。
⑤机组轴线调整
将导轴瓦抱四块，按X-Y方向分布。推力轴瓦在调整受力后，机组盘车在高压油顶起装置投入状态下，用机械盘车的方法使机组转动。机组轴线调整具体步骤如下：
a.用测量定转子空气间隙及水轮机迷宫的方法,将机组置于中心位置.
b.将推力轴承置于弹性状态,如为刚性支承,推力轴承处于没有约束的自由状态。
c.在导轴承的轴颈处均匀设置8个点并写上1—8。
d.在X-Y方向的上导和水导处抱上四块导轴瓦，浇上30#气轮机油或抹上生猪油，然后抱紧。
e.在X-Y方向的上导及水导处分别装两块百分表。
f.投入高压油顶起装置，开始盘车。
g.根据盘车数据对绝缘垫进行处理，重复1～6的工作，直至满足规范要求。
⑥安装时必须达到的技术标准：
根据我国“水轮发电机组安装技术规范GB8564－88”中关于机组盘车摆度值的规定，安装时必须达到的技术标准为；
a.发电机轴承外为003L（L--测点至镜板之距）。
b.水导轴承外为003L，但同时不大于35㎜。
⑦调速器及附助设备安装
以机组纵、横轴线为基准，按设计图纸安装调速器及系统管路、回油箱、油压装置、电气线路等附助设备，管路安装后清扫干净，回油管路进行充油试验，试验时逐步升高充油压力并检查管路有无渗漏现象。
调速系统安装完毕，需进行调速系统的调试，调速系统的调试分为：单项调试、分部调试及机电联调。
4.3 机组联合调试及试运行
水轮发电机机械部分设备与各种自动化元件进行联合调试检查各自动化元件动作是否灵活可靠、准确无误。全面检查各部位安装情况，经验收合格具备充水试运行条件后，进入试运行阶段。
5、结束语
葫芦坝水电站轴流转浆式水轮发电机组在安装、调试及试运行中各项性能指标均达到了设计要求，机组运行稳定，各部振动、摆度、轴承温度均优于其他同类型机组。通过该水电站两台轴流转浆式水轮发电机组的安装，从中积累了诸多经验，为今后轴流转浆式水轮发电机组的安装提供了借鉴。
参考文献：
[1]GB/T8564-2003.[水轮发电机组安装技术规范]。
[2]DLT/5037-1994.[轴流式水轮机埋件安装工艺导则]。
[3]DL/T 5070-1997.[水轮机金属蜗壳安装焊接安装工艺导则]。
[4]汪俊.[水轮机机组安装与检修]. 出版社：黄河水利出版社，出版时间： 2009年，ISBN: 9787807346074。
【关键词】 轴流式水轮发电机组 机构特点 安装工艺 方法
中图分类号：TV734文献标识码： A
1、概述
葫芦坝水电站位于四川雅安市雨城区望鱼乡青衣江支流周公河上，为闸坝引水式电站，装机容量24MW（2×12MW），设计水头24m，电站厂房为地面式厂房，厂房内布置两台立式水轮发电机组，机组间距14.0m，上游侧宽8.3m，下游侧宽5.2m，主厂房总宽13.5m，总长50m。
葫芦坝水电站为河床式电站，安装两台单机出力1.2万kw轴流式水轮发电机组,由葛洲坝集团第二工程有限公司负责完成。电站首台机组于2006年10月2日顺利完成机电联合调试及机组72小时试运行，并于10月12日移交给电站运行单位并网发电，2号机组于2006年12月4日成功完成机电联合调试及机组72小时试运行，具备正式并网发电能力。从机组运行状况来看，各项指标均满足设计要求，运行安全可靠，安装质量优良。
2、水轮发电机组的特点
2.1主要设备技术参数
水轮机及发电机主要技术参数见表1。
表1 水轮机及发电机主要技术参数表
2.2水轮机发电机的结构特点
轴流转桨式水轮机结构比较复杂，但在转轮体内设有一套使叶片转动的操作和传动机构，具有双调节性能，能在水头和负荷变化较大范围内保持水轮机的运行稳定性和高效率，从而比定桨式应用得更为广泛。发电机为三相极同步发电机，采用立轴悬式结构，推力轴承位于上方并布置在上机架中心体上，发电机设有两个导轴承，上导轴承与推力轴承共用一个油槽，其优点是推力轴承直径较小，轴承损耗小，装配方便，运转较稳定。轴流式水轮发电机组主要包括转子、定子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承、空气冷却器、励磁机和永磁机等。发电机转子由主轴、轮辐、支臂、磁轭、端压板、风扇、磁极、制动板等组成，发电机定子由机座、铁芯、线圈等部件组成。水轮机主要部件包括蜗壳、座环、顶盖、导水机构、转轮室、 转轮、底环、尾水管、主轴、导轴承等。机座承受转动部分的所有重量，推力轴承要承受机组转动部分的全部重量及轴向水推力，并把这些力传递给荷重机架。
3、施工前的准备工作及资源配置
厂家到货设备和材料卸车入库，并会同业主、监理、厂家代表，开箱清点、登记造册，对缺件、缺陷记录在案，由监理出面与厂家交涉，保证即将安装的设备和材料，数量足够，质量完好。
对到货设备和材料，根据其不同类型分门别类放置，设备材料保管要严格管理，以满足现场施工需要。对特大部件如转子、定子、主轴转轮等，可直运厂房，由桥机卸车，避免二次运输。
為加快安装进度，在安装现场附近设置了一个1500m2拼装场地，并设置了制作平台、设备仓库、材料库以及工具库等临时设施。为顺利完成安装任务，专门成立了一支具有丰富大中型水轮发电机组安装经验的专业队伍。同时，配置了10t平板汽车、40t汽车式起重机等安装所需的设备及工器具。
4、机组安装的主要工艺流程及施工方法
4.1 水轮机组的安装
4.1.1 水轮机组埋件安装工艺流程
水轮机组埋件安装工艺流程见图1。
4.1.2 水轮机本体安装程序
水轮机本体安装程序见图2。
4.1.3 主要施工要点
⑴尾水管里衬分为锥管段和肘管段两部分。待肘管混凝土浇筑完后，锥管段就位机坑上，调整各方面位置, 加固定位，使锥管上口各参数符合设计要求。
⑵基础环——座环在安装场组合成整体，使用厂房内桥机吊装就位，调整加固，焊接时严格按焊接工艺进行焊接，接缝处设置加强板，控制焊接变形。
⑶蜗壳挂装与焊接
蜗壳分块到货,采用单环节挂装单元。挂装从定位节开始，分工作面向凑合节推进。断面尺寸和位置调好后，在内部加支撑，外部加固，以防焊接和砼浇筑过程中产生变形与变位。蜗壳焊接的技术要点:
①焊工经考试合格，监理工程师和制造厂商代表认可，持证上岗。
②使用制造厂指定的焊条，按说明书要求进行烘干。焊接时，焊条存放在保温筒内，随用随取。
③焊接顺序：从定位节开始，按挂装顺序依次进行，不得跨越。全部焊缝焊完，再焊凑合节纵缝焊凑合节的一条环缝焊凑合节的另一条环缝，最后焊上下蝶形边焊缝。
④每一条焊缝，均按坡口清理检查预热(如需要时) 焊接检验程序执行。焊接连续进行。
⑤焊缝检验按GB8564-88《水轮发电机组安装技术规范》和(ASME)《锅炉和压力容器规程》的有关规定执行。焊缝检验人员应取得检验合格证，持证上岗。
⑥蜗壳施焊前，根据焊接工艺评定和以往蜗壳焊接经验，编制《蜗壳焊接工艺措施》指导施工，确保焊接质量。
4.1.4 转轮组装
⑴叶片传动机构安装
叶片传动机构安装工艺流程，取决于转轮结构形式，常用的转轮结构形式分为有操作架的转轮和无操作架的转轮两种。该水轮发电机组为有操作架的转轮，叶片传动机构一般采用倒装工艺。具体步骤如下：
①将带杆的活塞倒放于钢平台的中心孔内，下面用方木垫好，注意活塞杆键槽方位于转轮体一致。
②将专用吊具安装在转轮体上、下法兰上，用桥式起重机将转轮体倒放于钢平台的钢支墩上；用加紫铜片的方法，调整转轮体水平，不大于0.05mm/m。拆去转轮体下法兰吊具。
③按编号将转臂连杆装配，逐个吊入转轮体内就位。用连杆固定工具、楔子板和千斤顶进行调整，使其于铜瓦同心，并固靠于铜瓦内端面。
④用专用平衡吊具，按编号逐个三点起吊枢轴，装入销钉。用链式起重机调整枢轴方位和水平。对正转臂销孔，插入转轮体叶片轴孔内，拆除平衡吊具，拧入工艺螺栓，将枢轴与转臂联成一体，以防滑出。
⑤装活塞杆“O”型密封圈于铜瓦内，用桥机提升活塞到安装位置，活塞下面垫上工字钢，将活塞保持在该位置上，撤去桥机。
⑥将连杆销插入操作架销孔中一半，用绳捆牢，用桥机将操作架吊置转轮体上方，套入活塞杆，按编号依次调整连杆销孔，使之对正操作架销孔，打入连杆销，放入平键，安装卡环和锁定套环。
⑦安装连接体及其法兰面“O”型密封圈。用0.05㎜塞尺检查法兰面间隙，符合有关要求。按编号安装导向滑块，滑块两侧和端面都有不小于0.10㎜间隙。
⑧用桥机和千斤顶，将操作架升到最高位置，使活塞端面与转轮体接触，顶紧千斤顶，以防翻身时活塞窜动。
⑨将转轮体内部清扫干净，经验收后，安装翻身盖，注意其吊耳方向与上吊具一致。
⑩利用两个上吊具和翻身盖的两个吊耳，用桥机双钩在空中翻身。转轮装配翻身正置后，拆除翻身盖，取出千斤顶，检查转轮体内部，无杂物，吊到下盖上方，安装下盖及其法兰面“O”型密封圈。法兰面间隙符合有关要求。将转轮装配正置于钢平台上。撤去桥机，拆除上吊具。
⑵叶片和转轮接力器安装
①用桥机和千斤顶将活塞提到叶片全关位置，并用千斤顶保持。无操作架的转轮，可用槽钢和防转挡板（焊于转轮体上）保持叶片在全关位置。
②清扫、检查叶片密封装置各零件，外型完好无损、无变形。叶片密封装置基本上可分为两种安装方法。
⑶三点起吊叶片
将密封圈依次套入叶片法兰颈上。装上定位销钉，按号在叶片上部法兰装入2个叶片螺栓，下部法兰装入一个叶片螺栓。利用链式起重机调整叶片方位与水平，对准枢轴销钉孔，按编号插入转轮体叶片轴孔内，利用叶片螺栓和桥机配合，将叶片与枢轴慢慢拉靠，将叶片密封装置推压入槽内，安装压环，此时观察密封圈有一定的压缩量。
⑷緊固叶片螺栓
利用桥机、滑轮和地锚，紧固叶片螺栓，用测量螺栓伸长值或拧紧力矩控制预紧力，按以下三步骤进行：
①叶片上部法兰预紧2个叶片螺栓，下部法兰预紧1个叶片螺栓，伸长值为设计伸长值的1/3～1/2，检查叶片法兰面间隙，应为0（用0.02㎜塞尺检查，从未穿叶片螺栓的孔中测量）；
②穿入紧固其余螺栓至设计伸长值；
③松开预紧的叶片螺栓，再紧固至设计伸长值。
⑸安装导轴及其密封,安装环行平台于转轮体上。
⑹将接力器缸体翻身正置，安装起吊架，在缸体下发兰安装4个导向架，起吊并缓缓就位，穿入安装螺栓。
⑺在转轮体上端外圆面，焊3～4个吊环，挂好定滑轮，用桥机紧固缸体连接螺栓。
4.1.5 油压试验
利用油泵组向转轮腔内打压，压力从0渐升至0.5MPa，并保持在0.5±0.5MPa，历时16小时，每小时操作叶片全行程开关2～3次，在整个保压过程中，要求：
⑴ 组合缝不得渗漏；
⑵ 片螺栓处不有渗漏现象；
⑶ 个叶片密封装置在无压力和有压力情况下均不得漏油，个别处渗油量不得超过5mL；
⑷ 温不低于5℃。
4.1.6 转轮吊装
转轮吊装具体步骤如下：
⑵安装转轮起吊架。
⑵将转轮悬挂工具就位于叶片上，固定牢靠。
⑶在叶片下方组焊简易平台，以便拆悬挂螺栓螺母。
⑷用桥机将转轮装配吊置泄水锥的上方进行连接，点焊安装螺栓，对焊泄水锥围板。
⑸吊装转轮就位于机坑，利用挂在顶盖的链式起重机将悬挂工具支座安装于转轮室上环上。
⑹调整转轮中心、高程和水平。转轮上法兰面高程的确定与机组结构有关：若机组主轴分两段，或一根主轴，但推力头不在主轴上，则法兰面高程为设计高程－发电机轴止口高度－（2～6）㎜，以防联接时碰撞；若机组是一根主轴，推力头又套装于主轴上，则法兰面高程为设计高程加上（4～8）㎜，以使推力头套入后，与镜板有4～8㎜间距。转轮上法兰面水平偏差，一般不大于0.02㎜/m，调整悬挂螺栓的螺母，即可调整高程和水平。转轮中心粗调时，可按叶片与转轮室间隙值进行调整。
在水轮机机坑清扫测定时，以转轮室中环中心为准，在上环内圆面与转轮缸体相同安装高程上，放置中心基准点。转轮中心精调，用千分尺测上述中心基准点到转轮缸体外圆距离，对称实测数值之差小于主轴检修密封处径向间隙设计值的±20%。利用千斤顶和楔子板调整转轮中心。
⑺转轮调整好后，在叶片与转轮室间隙内对称打入楔子板，将转轮定位。
4.1.7 机坑清扫测定及导水机构安装
水轮机埋件二期砼浇筑完毕，进行机坑清扫测定，如发现座环法兰正面变形过大，则进行手工或机械研磨处理，达到安装要求。导水机构安装分预装和正式安装两步进行。机组轴线检查合格后,与发电机一起进行水导轴承和密封装置安装。
4.2水轮发电机安装
4.2.1 水轮发电机的安装工艺流程
水轮发电机的安装工艺流程见图3。
4.2.2 部件组合与安装
4.2.2.1 下部风洞盖板组合与安装
下部风洞盖板是发电机与水轮机室的隔板，对发电机还起着密闭通风的作用。盖板组装时，先按类别或编号进行清理，然后按图纸将每个盖板平铺在支架上就位。盖板与主轴或主轴法兰之间用毛毡作为密封盘根，盖板与墙壁之间也用毛毡密封。下部风洞盖板的基础预埋工作，尽量在整体组装后，一次埋入混凝土内。
4.2.2.2 机架组合与安装
⑴机架的组装
机架由中心体与支臂组成,支臂与中心体在工地组成一体，在安装间进行组装时要注意支臂的直线度，结合面进行清扫，祛除毛刺，组合后用0.05mm塞尺检查。
⑵机架的安装与调整
机架正式安装前，首先确定高程（一般按设计值+2，0进行），中心误差控制在1mm内，水平误差控制在0.1mm/m以内。
机架的安装高程和中心的测定，以座环为基准，如因施工条件不便，也可以以水轮机大轴顶面为基准。
基础部分必须先清理干净，再放成对楔子板(或千斤顶)，在起重工配合下将机架缓缓吊入机坑就位，然后调整中心和水平。一般调整顺序是先调高程，再调中心，最后调水平。经过反复调整使三者同时满足要求，再钻绞销钉孔，轻轻打入销钉。
⑶挡风板、灭火水管安装
发电机定子上下均有挡风板，使定子内部维持自冷空气的循环。为了保证外形尺寸，挡风板内外边缘的中心和高程不能有过大的偏差（保持在5mm以内），同时在机架吊入机坑后，确保挡风板上的挡风圈与转子风扇的安全间隙。
为防止定子线圈的火灾事故，在定子线圈上下端部附近设有灭火水管。安装灭火水管前，要对管件进行冲水试验，最后清理擦净。当整圈灭火水管安装后，对其圆度进行校正并对喷射角进行通气检查。
⑷轴瓦研刮
水轮发电机部分共有上导、推力轴承瓦二套轴瓦，在研刮前制定研刮工艺。刮瓦场地的温度不可低于5'C，最好维持在20'C以上。
4.2.2.3 水轮机发电机总装
水轮发电机总装是在定子，转子及机架等到各组装部件已组装或预装完毕，水轮机各大部件已吊入机坑的条件下进行。
⑴总装前具备的条件
①水轮机已给出发电机安装所需的垂直中心线及高程基准点。
②机组的二期砼强度已达到75%左右的要求,且机坑内部已清扫干净。
③发电机各组装部件和定子,转子,机架等装配件已完成,并且具备吊入机坑安装调整的条件。
④厂内桥机已安装调整结束,并经负荷试验符合要求可以投入使用。
⑤水轮机各大件已吊入机坑。
⑥机坑中各定位线已复查完毕.具备机组总装条件。
(2)定子安装
①定子安装在安装场进行定子机座的组合、焊接、叠片、铁损试验及下线、喷漆干燥、耐压试验。然后吊入机坑安装调整，并浇筑二期混凝土。
为防止定子吊装时变形，采用与机架联接后整体吊装的方法，定子吊入机坑后，根据水轮机的中心，调整定子中心，同时根据水轮机座环上法兰面的高程，对定子铁芯的中心高程进行调整。
②定子中心高程的调整用临时楔子板配合千斤顶进行，调整工作结束后，浇筑二期混凝土，待强度达到要求后，拆除临时楔子板、千斤顶和支墩等。
⑶转子组装方案
①转子磁轭叠片前的工作按制造厂的有关要求进行施工。在转子圆盘支架组焊完成后，按以下方案进行施工：
②铁片清洗分类：铁片清洗分类在临时营地的钢片清洗室内进行。清洗时要除去毛刺、油污等，并将每块铁片过磅后按要求分类。
③测量：测量立筋板的径向尺寸，组合缝处立筋板的弦长，立筋板的垂直度及挂钩高程等符合要求。
④支墩安装，要考虑支墩不影响压紧螺丝的安装。
⑤用磁轭大键压键槽中，作为磁轭铁片堆积压紧定位和导向。
⑥磁轭叠片。整个叠片过程要分三次压紧，检查各部位尺寸是否符合要求。符合要求后，即可正式开始磁轭铁片堆积。叠片先用每张铁片不少于3根永久螺杆及定位销定位，在叠片高度达到要求时，再将永久螺杆全部插入磁轭螺孔中，继续堆剩余的铁片，最后按规定力矩扳手进行压紧。
⑦磁轭叠片完成后，铣轮臂键槽，装上径向键及配装切向键。初测磁轭圆度，用冷打键调磁轭圆度，个别不圆度较大的地方可用砂轮机磨圆。然后用电热装置对磁轭加温热打键，使磁轭紧箍在转子支架上。紧固量按制造厂要求。
⑧磁极挂装，引线及接头连接。磁极挂装前要进行清扫及工频耐压试验。
⑨转子清扫、干燥、耐压、喷漆。
⑷转子安装
①转子吊装准备工作
转子吊装准备工作包括：起吊轴及平衡梁的的清扫及安装；桥机的检查及检修；转子吊装前的测量工作已准备就绪；转子吊入时防止定转子相碰的杉木条已准备好。
②轉子吊装
转子起吊时，一方面检查桥机的制动情况，另一方面测量转子轮臂的扰度及磁轭下沉值。转子吊装过程如下：
a.割除转子上所有的支撑,并将焊疤打磨。
b.检查转子下部磁轭所有的螺丝应点焊穿,阻尼环的螺丝应锁好。
c.检查制动闸板的板面诮无毛刺及焊疤。
d.主轴下法兰面清扫干净后用平台检查接触面平整。
e.转子进入机坑快进入定子时,用10支杉木条插入定转子间,起导间及防撞作用。
f.转子降到两法兰面之距约300㎜时,将水轮机轴上法兰面清扫干净,当降到两法兰面之距60㎜时,对称穿上四个螺丝,然后将转子落下放置在制闸上,就可以松开起重机吊勾。
g.用油布或白布将定转子空气间隙熏好。
h.拆除起吊装置平衡及起吊轴。
i.在转子的主轴连接螺丝全部穿好,并按要求将螺栓打受力后,将螺帽焊牢。
③机架安装
将密封圈套入转子上端头，将机架吊起缓缓放置于定子上端面上，调整上机架中心，高程和水平后，连接机架支腿与定子上环螺栓，并钻销钉孔打入销钉定位。
④推力头的套装
在同一室温下，用同一内径(外径)千分尺测量推力头孔与主轴配合尺寸。推力头与主轴为过渡配合，套装后有0～0.08mm间隙，为此需对推力头加热，使孔径膨胀增加间隙0.3～0.5㎜。
推力头加热时用千顶支撑，表面用石棉布或帆布进行保温。控制推力头温升在15～20℃/h。当膨胀量达到要求后，吊起推力头，用方形水平仪找平，然后吊往轴上对准，套在适当位置上，当温度降至室温时，装上卡环。
⑤机组轴线调整
将导轴瓦抱四块，按X-Y方向分布。推力轴瓦在调整受力后，机组盘车在高压油顶起装置投入状态下，用机械盘车的方法使机组转动。机组轴线调整具体步骤如下：
a.用测量定转子空气间隙及水轮机迷宫的方法,将机组置于中心位置.
b.将推力轴承置于弹性状态,如为刚性支承,推力轴承处于没有约束的自由状态。
c.在导轴承的轴颈处均匀设置8个点并写上1—8。
d.在X-Y方向的上导和水导处抱上四块导轴瓦，浇上30#气轮机油或抹上生猪油，然后抱紧。
e.在X-Y方向的上导及水导处分别装两块百分表。
f.投入高压油顶起装置，开始盘车。
g.根据盘车数据对绝缘垫进行处理，重复1～6的工作，直至满足规范要求。
⑥安装时必须达到的技术标准：
根据我国“水轮发电机组安装技术规范GB8564－88”中关于机组盘车摆度值的规定，安装时必须达到的技术标准为；
a.发电机轴承外为003L（L--测点至镜板之距）。
b.水导轴承外为003L，但同时不大于35㎜。
⑦调速器及附助设备安装
以机组纵、横轴线为基准，按设计图纸安装调速器及系统管路、回油箱、油压装置、电气线路等附助设备，管路安装后清扫干净，回油管路进行充油试验，试验时逐步升高充油压力并检查管路有无渗漏现象。
调速系统安装完毕，需进行调速系统的调试，调速系统的调试分为：单项调试、分部调试及机电联调。
4.3 机组联合调试及试运行
水轮发电机机械部分设备与各种自动化元件进行联合调试检查各自动化元件动作是否灵活可靠、准确无误。全面检查各部位安装情况，经验收合格具备充水试运行条件后，进入试运行阶段。
5、结束语
葫芦坝水电站轴流转浆式水轮发电机组在安装、调试及试运行中各项性能指标均达到了设计要求，机组运行稳定，各部振动、摆度、轴承温度均优于其他同类型机组。通过该水电站两台轴流转浆式水轮发电机组的安装，从中积累了诸多经验，为今后轴流转浆式水轮发电机组的安装提供了借鉴。
参考文献：
[1]GB/T8564-2003.[水轮发电机组安装技术规范]。
[2]DLT/5037-1994.[轴流式水轮机埋件安装工艺导则]。
[3]DL/T 5070-1997.[水轮机金属蜗壳安装焊接安装工艺导则]。
[4]汪俊.[水轮机机组安装与检修]. 出版社：黄河水利出版社，出版时间： 2009年，ISBN: 9787807346074。