1000MW機(jī)組發(fā)電機(jī)定子液壓提升吊裝工藝

【摘要】1000MW火力發(fā)電機(jī)組參數(shù)高、每千瓦發(fā)電好能少，這是突出的優(yōu)點(diǎn)，但機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特重部件多，為安裝工作提出了非常高的要求，必須采取可靠措施，必要時(shí)候研制新的吊裝工具。一套成熟合適的吊裝工具對(duì)1000MW機(jī)組的安裝工期和質(zhì)量具有非常重要的作用。發(fā)電機(jī)定子就是其中的特重部件之一。本文通過(guò)總結(jié)河南平頂山1000MW機(jī)組發(fā)電機(jī)定子吊裝經(jīng)驗(yàn)，以期對(duì)超重發(fā)電機(jī)定子的吊裝提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】1000MW；發(fā)電機(jī)定子；吊裝工藝

1、前言

河南平頂山第二發(fā)電廠(chǎng)一期2×1000MW機(jī)組新建工程安裝工作于2008年9月展開(kāi)，2010年底移交商業(yè)運(yùn)營(yíng)。該工程發(fā)電機(jī)由哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)有限責(zé)任公司制造，型號(hào)為QFSN-1000-2型水-氫-氫冷發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)定子凈重430t，就位于15.5m運(yùn)轉(zhuǎn)層。工程承建單位山東電建一公司經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，自行設(shè)計(jì)和制造了一套液壓提升裝置，用于1000MW發(fā)電機(jī)定子吊裝，滿(mǎn)足了工程安裝要求。經(jīng)過(guò)科學(xué)組織、精心施工，于2010年5月17日、18日利用液壓提升裝置先后完成#2、#1機(jī)組的定子吊裝就位工作。

液壓提升裝置主要工程量為4×200t液壓提升裝置安裝及拆除（重量430t）1套，發(fā)電機(jī)定子吊裝、就位（重量63t）1套。本工程的特點(diǎn)是：設(shè)備重量重、外形尺寸大，施工時(shí)間集中。

2、發(fā)電機(jī)液壓提升裝置工藝原理及應(yīng)用

2.1 工藝原理

1000MW機(jī)組發(fā)電機(jī)定子液壓提升為山東電建一公司設(shè)計(jì)制造，整套裝置由支撐小梁、載荷分配梁、抬吊扁擔(dān)和液壓部分組成，各部分通過(guò)錨頭和鋼鉸索連接。支撐小梁置于行車(chē)梁頂部，載荷分配梁和抬吊扁擔(dān)通過(guò)鋼絞索與支撐小梁連接。液壓提升裝置部分基于液壓千斤頂工作原理，其千斤頂為空心式，活塞上端設(shè)有上卡緊機(jī)構(gòu)，而缸體下部設(shè)有下卡緊機(jī)構(gòu)。上下卡緊機(jī)構(gòu)之間穿有承力鋼鉸索，鋼鉸索下端通過(guò)下錨頭與抬吊扁擔(dān)連接。當(dāng)液壓千斤頂、液壓泵站和電氣控制臺(tái)組成系統(tǒng)后，液壓泵站輸出的壓力油推動(dòng)液壓千斤頂活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上、下卡緊機(jī)構(gòu)交替進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)換（卡緊或放松），上卡爪帶負(fù)荷，處于鎖緊狀態(tài)，下卡爪放松，活塞升，負(fù)荷提升。活塞回縮過(guò)程中，負(fù)荷從上卡爪轉(zhuǎn)到下卡爪，吊物約有幾毫米的降落后臨時(shí)懸停，接著活塞空負(fù)荷返回，從而將穿在其間的鋼鉸索按行程提升或下降，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子的提升吊裝作業(yè)。

2.2 工藝應(yīng)用

2.2.1 4×200t液壓提升裝置是考慮利用汽機(jī)房行車(chē)作為抬吊梁，液壓提升裝置作為提升動(dòng)力將發(fā)電機(jī)定子由汽機(jī)房吊物孔起吊再通過(guò)移動(dòng)行車(chē)就位的施工方案而設(shè)計(jì)的一種液壓提升裝置。它由液壓提升裝置支承梁、液壓提升裝置載荷分配梁、抬吊扁擔(dān)、液壓提升頂、液壓控制站等部件組成。使用時(shí)液壓提升裝置支承梁與行車(chē)橋架垂直，布置于橋架頂部，液壓提升裝置分配梁平行于行車(chē)橋架并與抬吊扁擔(dān)組裝后布置于底部，為了使發(fā)電機(jī)定子能直接就位，安裝時(shí)液壓提升裝置橫向中心線(xiàn)與發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)縱向中心線(xiàn)在同一垂直面上。

2.2.2 液壓提升裝置在汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層進(jìn)行組合：利用汽機(jī)房行車(chē)將液壓提升裝置兩個(gè)抬吊梁并排放置在汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層A、B排和#8、#9軸線(xiàn)之間，其橫向中心線(xiàn)與發(fā)電機(jī)縱向中心線(xiàn)重合，然后用汽機(jī)房行車(chē)將抬吊扁擔(dān)放置在汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層A、B排和#9、#10軸線(xiàn)之間已經(jīng)放置好的兩個(gè)支撐架上并固定牢固，抬吊扁擔(dān)縱向中心線(xiàn)與發(fā)電機(jī)縱向中心線(xiàn)重合。

2.2.3 將50t汽車(chē)吊布置在汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層，同時(shí)將行車(chē)小跑車(chē)?？恐量緼排側(cè)限位處，?？啃熊?chē)大車(chē)使吊鉤與#9軸線(xiàn)重合。利用汽車(chē)吊將4件支承梁分別吊放至行車(chē)橋架正上方使之縱向中心與行車(chē)橋架縱向中心垂直并使其距離汽輪發(fā)電機(jī)縱向中心線(xiàn)均為6.25米，然后將其固定牢固。

2.2.4 將液壓提升裝置吊掛在支承梁上，根據(jù)液壓提升裝置說(shuō)明書(shū)穿裝鋼絞線(xiàn)，先在吊裝架上安裝好液壓千斤頂，在液壓千斤頂下方做好載人的腳手架，鋼絞線(xiàn)從液壓千斤頂?shù)撞客洗ù╀摻g線(xiàn)前先將上、下卡爪同時(shí)打開(kāi)。）。鋼絞線(xiàn)依左、右捻向交替一一穿入。每穿進(jìn)一根，在上方用上錨頭的卡爪鎖死，以防止發(fā)生鋼絞線(xiàn)自由落地的事故。鋼絞線(xiàn)全部穿好后，將上、下卡爪放下，穿裝順序和穿裝方法應(yīng)嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

2.2.5 將兩臺(tái)行車(chē)兩端端梁處用5t鏈條葫蘆并聯(lián)在一起，測(cè)量?jī)尚熊?chē)中心距離，應(yīng)與抬吊扁擔(dān)兩吊點(diǎn)的間距一致，即8800mm；否則，應(yīng)對(duì)行車(chē)的間距進(jìn)行調(diào)整。為保證兩臺(tái)行車(chē)大車(chē)運(yùn)行同步，調(diào)整結(jié)束后將兩臺(tái)行車(chē)在兩端端梁處用5t鏈條連接在一起。

2.2.6 液壓提升裝置調(diào)試無(wú)問(wèn)題后吊掛抬吊專(zhuān)用扁擔(dān)（抬吊扁擔(dān)預(yù)先吊放至運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)上）

2.2.7 定子提升裝置安裝完成后，要對(duì)定子抬吊梁進(jìn)行檢查，根據(jù)液壓提升裝置說(shuō)明書(shū)對(duì)液壓提升裝置進(jìn)行單臺(tái)調(diào)試，并用同樣方法安裝另一臺(tái)行車(chē)的液壓提升裝置并進(jìn)行單臺(tái)調(diào)試。

2.3 定子吊裝就位

2.3.1 確認(rèn)發(fā)電機(jī)定子橫向中心與發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)縱向中心是否一致，如不一致調(diào)整發(fā)電機(jī)定子位置。

2.3.2 檢查吊帶掛好，一切準(zhǔn)備就緒后操作液壓提升裝置，起吊定子（在起吊定子前需對(duì)鋼絞索進(jìn)行1t力的預(yù)緊，使鋼絞索受力均勻）。吊起定子約200mm高度后，維持10min并測(cè)量行車(chē)主梁下?lián)隙炔坏贸^(guò)允許最大值，測(cè)量所得原始數(shù)據(jù)做好記錄，以便與發(fā)電機(jī)定子起吊后測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，同時(shí)測(cè)量記錄行車(chē)軌道梁的下沉情況。調(diào)整定子至水平狀態(tài)，同時(shí)對(duì)吊帶、抬吊扁擔(dān)以及行車(chē)各部件進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無(wú)安全隱患。

2.3.3 在定子上拉設(shè)纜風(fēng)繩，防止起吊過(guò)程中定子轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.3.4 同步起升液壓提升裝置，安排專(zhuān)人梳理鋼絞索，使鋼絞索形成自然的彎曲弧度，避免鋼絞索產(chǎn)生彎折、破散。

2.3.5 當(dāng)發(fā)電機(jī)定子底部高出地腳螺栓頂部200mm后，停止起升作業(yè)。指揮行車(chē)向發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)方向移動(dòng)，到達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)層基礎(chǔ)平臺(tái)上方后停止。將發(fā)電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)90度，使定子縱向中心線(xiàn)與基礎(chǔ)縱向中心線(xiàn)一致，其勵(lì)端方向應(yīng)與安裝方向相同。定子方向調(diào)整完畢后繼續(xù)移動(dòng)行車(chē)，直至到達(dá)就位位置正上方。

2.3.6 待定子穩(wěn)定無(wú)晃動(dòng)后通過(guò)液壓提升裝置緩慢下落，使其支腳落在發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板上，確認(rèn)定子重量完全由基礎(chǔ)臺(tái)板承載后，操作液壓提升裝置放松鋼鉸線(xiàn)，然后拆除吊帶。

2.4 4×200t液壓提升裝置的拆除

按照安裝時(shí)相反的順序拆除液壓提升裝置等臨時(shí)性設(shè)施。

3、吊裝工程、質(zhì)量及HSE管理

在發(fā)電機(jī)定子吊裝前，我公司技術(shù)管理人員首先根據(jù)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況編制并出版了發(fā)電機(jī)定子吊裝就位作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，并在定子開(kāi)始吊裝前進(jìn)行了全面的安全、質(zhì)量和環(huán)保作業(yè)文件交底，制定出作業(yè)隱患排查/危險(xiǎn)因素辯識(shí)與控制措施，使每位員工熟知各自工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)在吊裝期間，根據(jù)各自專(zhuān)業(yè)和特長(zhǎng)，合理組織人力，責(zé)任明確到人，確保了整個(gè)吊裝工作在安全、質(zhì)量和進(jìn)度等方面可控、能控和在控。

4、理論計(jì)算書(shū)和相應(yīng)的附圖（吊裝方案必須進(jìn)行的計(jì)算）

4.1 起吊發(fā)電機(jī)定子狀態(tài)下的汽機(jī)房行車(chē)下?lián)隙扔?jì)算

4.1.1 作用在兩臺(tái)行車(chē)上的總負(fù)荷

G=定子重量+液壓提升裝置重量=438+62+0.616=500.6t=4906KN；此時(shí)定子重心距離A排軌道距離為13100mm。每臺(tái)行車(chē)單一主梁（支撐梁處）的集中受力為：P=4906KN/8=613.25KN；每臺(tái)行車(chē)單一主梁（小車(chē)輪處）的集中受力為：P=32×9.8/6=52.27KN

4.1.2 主梁下擾度

其中：a為AD段距離=6.83m，c為BC段距離=6.05m，l為AB段距離=25.4m。起吊發(fā)電機(jī)定子狀態(tài)下的汽機(jī)房行車(chē)下?lián)隙刃∮谛熊?chē)主梁的許用撓度，此方案可靠。

4.2 吊帶選擇

4.2.1 吊帶長(zhǎng)度計(jì)算

用兩臺(tái)行車(chē)通過(guò)抬吊扁擔(dān)抬吊發(fā)電機(jī)定子，吊帶采用我公司專(zhuān)門(mén)訂購(gòu)的一對(duì)扁平環(huán)形吊帶周長(zhǎng)為22m，分別以四股四的型式吊掛。吊帶共8股受力。發(fā)電機(jī)吊耳的直徑為D=406mm，吊帶厚度為d=80mm；發(fā)電機(jī)吊耳的軸向距離為3700mm，發(fā)電機(jī)吊耳的徑向距離為=6490mm。

發(fā)電機(jī)吊耳至定子頂部距離4455-2355=2100mm99.48mm，則滿(mǎn)足吊帶吊掛要求。

4.2.2 吊帶受力分析：

OA’=5118.49mm，OO’=3499.48mm，發(fā)電機(jī)定子重量：G=438t，每一吊點(diǎn)吊帶受力：G’=OA’×G/4×OO’=5118.49×438/4×3499.48=159.91t<吊帶許用破斷拉力F=968t。吊帶安全系數(shù)=F/G’=6.1倍。

4.3 起吊高度核算

行車(chē)橋架頂部標(biāo)高為30480mm、發(fā)電機(jī)定子吊耳中心距發(fā)電機(jī)底部最低點(diǎn)距離為2354mm，起吊吊帶高度為 =3499.48mm，抬吊扁擔(dān)有效高度為2862mm，抬吊梁底部到其下貓頭頂部距離為1215mm，液壓提升裝置液壓千斤頂?shù)撞烤嚯x行車(chē)軌頂距離為1802mm，勵(lì)磁機(jī)地腳螺栓頂面最高標(biāo)高為15495mm，發(fā)電機(jī)地腳螺栓頂面最高標(biāo)高為：15640mm。液壓提升裝置起吊的極限高度時(shí)超過(guò)發(fā)電機(jī)地腳螺栓頂面最高標(biāo)高的高度：

M=30480-2354-3499.48-2862-1215-1802-15640=3107.52mm

則起吊高度能夠滿(mǎn)足提升要求。

4.4 鋼絞線(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算

行車(chē)橋架頂部標(biāo)高30480mm，支撐梁高度為600mm，抬吊扁擔(dān)有效高度：2862mm，起吊鋼絲線(xiàn)高度OOˊ=3499.48mm，發(fā)電機(jī)定子吊耳中心距發(fā)電機(jī)底部最低點(diǎn)距離為：2355mm。假定鋼絞線(xiàn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則L>30480+600-2862-3499.48-2355=22363.52mm。則選用的鋼絞線(xiàn)長(zhǎng)度須為25米方能夠滿(mǎn)足將發(fā)電機(jī)定子放至零米要求。

4.5 抬吊梁底部與汽機(jī)房吊物孔處7.5米平臺(tái)間距計(jì)算

抬吊扁擔(dān)有效高度：2862mm，起吊吊帶高度OOˊ=3499.48mm，發(fā)電機(jī)定子吊耳中心距發(fā)電機(jī)底部最低點(diǎn)距離為：2355mm。則抬吊梁底部與吊物孔處7.5米平臺(tái)間距為H=2862+3499.48+2355-7500=1216.48mm，所以抬吊梁底部不會(huì)與汽機(jī)房吊物孔處7.5米平臺(tái)相碰。

4.6 發(fā)電機(jī)定子端部與汽機(jī)房吊物孔處7.5米平臺(tái)水平間距計(jì)算

發(fā)電機(jī)定子長(zhǎng)度為：11231mm，汽輪發(fā)電機(jī)中心線(xiàn)與汽機(jī)房吊物孔處7.5米平臺(tái)水平間距為7950mm。

則發(fā)電機(jī)定子端部與汽機(jī)房吊物孔處7.5米平臺(tái)水平間距l(xiāng)=7950-11231/2=2334.5mm，所以發(fā)電機(jī)定子起吊時(shí)端部與汽機(jī)房吊物孔處7.5米平臺(tái)不會(huì)相碰。

4.7 起吊發(fā)電機(jī)定子狀態(tài)下的汽機(jī)房行車(chē)輪壓計(jì)算

經(jīng)行車(chē)制造廠(chǎng)家根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)定子（最初重量為430t）抬吊方案進(jìn)行的核算，發(fā)電機(jī)定子起吊過(guò)程中，最大輪壓在A(yíng)排側(cè)，輪壓數(shù)值為445.37kN（見(jiàn)附件杭州華新機(jī)電工程有限公司提供的計(jì)算書(shū)）。發(fā)電機(jī)定子實(shí)際重量為438t，因此我方根據(jù)杭州華新機(jī)電工程有限公司提供的計(jì)算書(shū)重新核算，A排側(cè)輪壓數(shù)值為451.07kN，該根據(jù)數(shù)值小于行車(chē)圖紙中設(shè)計(jì)輪壓525.28kN，因此滿(mǎn)足起吊要求。

5、結(jié)束語(yǔ)

以往工程我公司主要采用高低腿吊裝300MW和600MW汽輪發(fā)電機(jī)定子，整個(gè)過(guò)程一般需要10～12天時(shí)間，同時(shí)需要大批人力、物力進(jìn)行高低腿放線(xiàn)測(cè)量、螺栓裝拆作業(yè)，高空作業(yè)時(shí)也增加一些不安全隱患，而我公司平頂山第二發(fā)電廠(chǎng)項(xiàng)目部積極組織施工，按照液壓提升裝置吊裝方案用時(shí)2天完成了吊裝前的全部準(zhǔn)備工作，并于2010年5月17日、18日利用液壓提升裝置先后完成#2、#1機(jī)組的兩臺(tái)定子吊裝就位工作，5月19日完成全部臨時(shí)設(shè)施拆除，行車(chē)占用時(shí)間僅5天，為緊張的工期節(jié)省了寶貴時(shí)間；同時(shí)由于液壓提升裝置在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，便于組裝和拆卸，極大地節(jié)省了人力、機(jī)具及耗材的投入。液壓提升裝置方案實(shí)施過(guò)程中，由于定子可空中轉(zhuǎn)向，解決了由于主廠(chǎng)房?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)帶來(lái)的定子無(wú)法按照就位方向拖運(yùn)進(jìn)廠(chǎng)房的問(wèn)題，減少了地面轉(zhuǎn)向環(huán)節(jié)，極大降低了吊裝前期準(zhǔn)備工作量，整個(gè)過(guò)程安全、快捷、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，贏(yíng)得業(yè)主、監(jiān)理和各參建單位的廣泛贊譽(yù)，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。