淺談火力發(fā)電機定子吊裝

朱家清

摘 要：發(fā)電機定子是火力發(fā)電廠三大特重件之一，其吊裝成功與否直接關(guān)系到火力發(fā)電廠建設的成敗。該文介紹采用液壓頂升裝置進行發(fā)電機定子吊裝的方法，并通過結(jié)合工程實例，詳細講述發(fā)電機定子吊裝過程及校核計算。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機定子 液壓頂升裝置 吊裝過程 校核計核

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-00-02

發(fā)電機是火力發(fā)電廠三大特重件之一，也是汽輪機廠房內(nèi)單體最重的設備。隨著電力建設的高速發(fā)展，高參數(shù)，高容量，發(fā)電機定子的重量也在不斷加大，這對發(fā)電機定子吊裝提出了更高要求。目前，采用液壓頂升裝置因其適用范圍廣泛，條件適應性強，安全可靠，已在大型電廠定子吊裝里廣泛適應。該文以汕尾電廠一期3號（2×660 MW）機組定子吊裝過程加以說明。

1 施工概況

汕尾電廠一期3、4號（2×660 MW）機組主體建筑安裝工程#3號機組發(fā)電機設備由東方電氣集團東方電機有限公司設計制造。發(fā)電機型號：QFSN-660-2-22型，定子外形尺寸：8.9 m×3.82 m×3.85 m，運輸重量約258 t，凈重：254 t，就位于+13.7 m平臺上。汽機房內(nèi)布置有兩臺80/20 T行車，不能直接起吊定子就位。現(xiàn)采用在#3主廠房1軸外架設500 t專用吊裝架和液壓頂升裝置起吊發(fā)電機定子，然后利用液壓頂升系統(tǒng)的行走功能將發(fā)電機定子平移、就位的吊裝方法。

2 作業(yè)準備和條件要求

場區(qū)定子運輸?shù)缆沸杵秸蜁惩?，坡度不大?%，而且運輸車進入吊裝架前面的路面大于8 m，道路轉(zhuǎn)彎半徑大于30 m。吊裝架鋼基礎放置處的地面標高為-0.45 m，鋼基礎需地面滿足承壓20 t/m2，鋼基礎及地面需提前處理并經(jīng)驗收完畢，而且達到設計強度的要求。主廠房內(nèi)，1軸～4軸13.7 m以下的鋼結(jié)構(gòu)必須安裝起來，并與A、B排、汽機島連接起來，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。軌道梁支承墩布置點下的汽機運轉(zhuǎn)層檢修平臺樓板需采取措施保護，以免施工時受到損壞。聯(lián)系設計院確認主廠房結(jié)構(gòu)是否滿足定子吊裝要求，尤其軌道梁是通過支承墩布置在1/A排和3/A排的1軸～4軸的柱頭以及與柱頭相連的橫梁上，須確認柱頭及相關(guān)橫梁是否能滿足施工要求。緩裝主廠房1軸13.7 m以上的結(jié)構(gòu)立柱及梁、斜撐等。發(fā)電機臺板安裝完畢。汽機房行車具備使用條件。液壓頂升塔、液壓提升裝置安裝前的檢查、試驗，確保施工過程中操作正常、安全；支承墩的布置及軌道梁的鋪設，液壓頂升塔等結(jié)構(gòu)（包括懸掛梁、吊裝梁、液壓提升裝置）的布置、試驗（須試驗合格方可投用）。按要求做好吊裝架四個鋼基礎承載地面的回填、耐壓強度驗收工作及完成軌道梁支承墩和臨時支撐的制作安裝。所有從事定子吊裝的工作人員，都必須進行專業(yè)培訓和技術(shù)交底，從而具備有熟練的專業(yè)。

3 施工機具準備

850 t液壓頂升塔1套；LSD200液壓提升裝置4套；9 m吊裝梁2對；300～400 t吊鉤1套；吊裝鋼絲繩（186 mm，22 m）2對；70 t汽車吊1臺；500 t專用吊裝架及鋼基礎1套；48 m軌道梁1對；中扁擔1對；22 m吊裝梁1對。

4 吊裝作業(yè)程序

4.1 鋼基礎的布置

對基礎處的地基進行換填，以達到承載要求，具體如下：鋼基礎布置#3汽機房500 t專用吊裝架下；地基承載力（處理后）20 t/m2。根據(jù)定子吊裝架的尺寸找正鋼基礎的定位位置。在對應位置放置鋼基礎。

4.2 在鋼基礎上方組裝吊裝架

檢查吊裝架的可靠性、同時清點所需的部件、連接件等是否齊全。利用70 t汽車吊在鋼基礎上方組裝500 t專用吊裝架。

4.3 軌道鋪設

軌道梁布置長度48 m，采用4對12 m軌道梁組成，利用廠房內(nèi)的行車及廠房外的70 t汽車吊，把軌道梁從吊裝架上方布置到發(fā)電機定子就位基礎兩側(cè)滿足頂升塔的行走要求。軌道梁兩側(cè)須布置臨時支撐，以保證其平行度，要求左右兩梁平行度<±10 mm。軌道梁底部的支承墩須布置在立柱正上方。軌道梁與其支承墩須充分接觸，接觸面積不得小于80%。

4.4 液壓頂升塔和臨時吊裝梁的布置

將四個液壓頂升塔布置在500 t專用吊裝架上方兩個軌道梁上，前后中心距為8354 mm，橫向中心距14700 mm。測量4個頂升塔的開檔尺寸及對角線尺寸，開檔尺寸偏差不得大于3 mm，兩對角線的差值小于 3mm。在安裝上部臨時吊裝結(jié)構(gòu)時須將頂升塔可靠地固定在軌道上。根據(jù)圖紙要求將吊裝梁布置在頂升塔上，應保證各臨時梁的垂直度和水平度。

4.5 液壓提升裝置及其操作平臺的布置

用腳手架在臨時吊裝梁上搭設操作平臺，以便于安裝及操作液壓提升裝置。在懸掛梁上按照吊點的位置布置4臺座式液壓提升裝置。將液壓提升裝置的兩臺油泵及相應的控制盤柜吊裝到操作平臺上，并連接好。檢查液壓提升裝置油缸、泵站、連接油管、卡爪及壓板、鋼索等，確認合格。搭設鋼索導向架，注意方向。穿鋼索，每臺液壓提升裝置穿19條鋼索。

4.6 扁擔梁的布置

將600 t吊鉤梁與吊鉤組合好后，立放在500 t專用吊裝架起吊口地面，下用枕木將其墊高。利用銷軸將吊鉤梁與下扁擔梁連接在一起。下扁擔梁通過鋼絞線與液壓提升裝置直接連接，將鋼絞線穿入相應的孔中并上緊螺栓，待鋼絞線受力后再次進行復緊。啟動液壓提升裝置，將500 t吊鉤吊離地面1 m左右，掛好起吊鋼絲繩。調(diào)試液壓提升裝置及頂升塔，檢查其工作狀況。調(diào)整鋼絞線，使其受力均勻。

4.7 提升

根據(jù)圖紙高度，將頂升塔升至兩節(jié)高度并將其鎖定。啟動液壓提升裝置將吊鉤向上提升，給定子運輸留出空間。將定子運輸?shù)狡鸬跷恢?，掛好吊裝鋼絲繩。

4.8 試吊

將定子提升200 mm，檢查吊裝架、液壓提升裝置、鋼索、鋼絲繩的受力情況，開走運輸平板車。將定子下降至離地面100 mm高度，停留10 min，再次檢查吊裝架、液壓提升裝置、鋼索、鋼絲繩的受力情況及上錨頭卡爪動作的情況。再次反復兩次提升和下降定子200 mm的動作，對系統(tǒng)進行檢查。行走頂升塔2 m，起停各三次，檢查吊裝系統(tǒng)的穩(wěn)定性。確認吊裝系統(tǒng)工作正常后，同時啟動4臺液壓提升裝置連續(xù)提升定子。當確定定子底部高度高于500 t專用吊裝架頂部標高500 mm時，停止液壓提升裝置動作。

4.9 吊運

行走頂升塔，將定子吊運至其基礎正上方。行走驅(qū)動過程要緩慢，要求左右的行走距離誤差<10 mm；出現(xiàn)較大誤誤差時要求單邊暫停，待調(diào)到符合要求后再行驅(qū)動（可在行走槽鋼上作刻度標識來測量）。

4.10 旋轉(zhuǎn)

確認定子就位方向后，通過人工推動定子，使其繞吊鉤旋轉(zhuǎn)90 °。旋轉(zhuǎn)完成后，再次行走頂升塔，使定子中心與就位中心一致。

4.11 就位

下降液壓提升裝置將定子就位。下降過程中如地腳螺栓與定子開孔位置仍有偏差，通過手拉葫蘆進行調(diào)整。

4.12 吊裝系統(tǒng)拆除

啟動頂升塔，將其開到500 t專用吊裝架起吊口位置。下降頂升塔和液壓提升裝置，拆除下扁擔，吊鉤及鋼絲繩。

5 校核計算

5.1 定液壓頂升塔負荷率計算

液壓頂升塔型號為34 PT8552 WT，在定子吊裝中，液壓頂升塔頂升兩節(jié)，高度為9569 mm，額定起重能力為850美噸（771 t），則液壓頂升塔負荷率為：η=（412.3-40）/ 771×100%=48.3%（安全）

5.2 液壓提升裝置LSD-200負荷率計算

LSD-200液壓提升裝置單個最大承載力為204 t；由上述載荷情況可計算得液壓提升裝液壓提升裝置LSD-200平均負荷率為：

η1 =1.1×273.8/（204×4）×100% =36%（安全）

5.3 吊裝鋼絲繩校核

定子吊裝選用4條86 mm，長22 m，8×37+FC鋼絲繩，公稱抗拉強度為1770 MPa，破斷拉力為3750 kN，采用四繩八股吊裝，鋼絲繩夾角為45 °；

則鋼絲繩安全倍數(shù)為：

5.4 臨時吊裝梁強度校核（主要是對22 m吊裝梁及其連接強度進行校核）

5.4.1 22 m吊裝梁強度校核

其中75 t為上部所傳遞的荷載，吊裝梁自重60t，則在該梁所引起的最大彎矩為：；22 m吊裝梁其截面抵抗矩為：

則荷載所引起的最大應力為：

滿足；

5.4.2 連接部位強度校核

該22 m吊裝梁是由兩根長度分別為10 m和12 m的軌道梁拼接而成，其中間由3顆108銷子連接：

銷子受力計算：根據(jù)設計圖紙資料得知，銷子為A490型，直徑108，許用抗剪應力為：；吊裝過程中，底部銷子所受的最大剪力為：

銷子單面最大剪應力為：

滿足要求；

母材強度校核：

右側(cè)接頭母材截面A處所能承受的最大剪力為：

滿足要求；

左側(cè)接頭母材截面B處所能承受的最大剪力為：

滿足要求。

5.5 吊裝架加設牛腿的校核計算

本方案需把拖運軌道布置在吊裝架8 m長的頂部橫梁上，拖運軌道寬為1687 mm，而梁寬僅為650 mm，所以需在吊裝架相應4個柱頭加設牛腿。而且因拖運軌道在廠房內(nèi)是軌道梁是通過支承墩布置在1/A排和3/A排的1軸～4軸的柱頭以及與柱頭相連的橫梁上，間距為14700 mm，比吊裝架14500 mm的寬度大200 mm，即拖運軌道布置在吊裝架相應4個柱頭時會出現(xiàn)偏心狀態(tài)，如圖1

所示。

拖運梁布置在吊裝架時，對牛腿產(chǎn)生最大作用力是如上圖所示沒有支承墩的時候，所以計算是以這種方式考慮，另外，拖運梁基本只是在吊裝架相應的柱頭受力，與梁是沒有接觸。根據(jù)前面的統(tǒng)計可得牛腿最大受力。

F=133×710/1219≈78 t=764.4 kN

圖2

牛腿加設原則上選用是與吊裝架對應位置一樣的板材焊接在吊裝架上，所以牛腿尺寸如圖2所示，圖2是對應拖運軌道荷載集中應力的計算截面，截面抵抗矩為： mm3，A=89312 mm2。

計算可得方案實施產(chǎn)生的最大剪力

Q=F/A=8.56 N/mm2

<155 N/mm2；產(chǎn)生的最大應力為：

6 結(jié)語

發(fā)電機定子作為電廠的大件設備之一，其吊裝方案的可行性關(guān)系到人身和設備的重大安全。由于各個工程遇到的實際情況千差萬別，因此我們在使用液壓頂升裝置進行定子吊裝時應科學、合理、校核準確，嚴格控制施工的各個流程，并做好安全管理措施，并確保發(fā)電機定子吊裝按期、按質(zhì)完成。

參考文獻

[1] 電力建設施工質(zhì)量驗收及評價規(guī)程（汽輪發(fā)電機組篇）.DL/T5210.3-2009.

[2] 電力建設安全工作規(guī)程（火力發(fā)電廠部分）.2002版.

[3] 魏黎明.發(fā)電機定子吊裝及其運用分析[J].中國科技博覽，2010（4）.