燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組管型座安裝新方法

王志東

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組管型座安裝新方法

王志東

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：黃河直崗拉卡水電站5號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組土建及機(jī)電安裝工期為2013年9月20日-2014年5月31日，工程建設(shè)工期短，又是冬季施工，為保證工期，節(jié)約時(shí)間，將管型座內(nèi)殼體在安裝場(chǎng)組裝完畢，整體吊入機(jī)坑，節(jié)約15d直線工期。

關(guān)鍵詞：管型座；吊裝

1前言

直崗拉卡水電站位于黃河干流上游的青海省尖扎縣與化隆縣交界處，距上游李家峽水電站壩址7.5km，距青海省西寧市公路里程109km。電站安裝5臺(tái)單機(jī)容量為38MW的燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量19MW。電站以發(fā)電為主，主要建筑物由廠房、泄水閘、開關(guān)站及左岸土石壩組成。電站分為兩期工程建設(shè)，第一期建設(shè)四臺(tái)機(jī)組，于2002年8月正式開工，2005年5月～2006年6月1～4號(hào)機(jī)組相繼發(fā)電。第二期于2013年9月20日開始五號(hào)機(jī)組擴(kuò)容建設(shè)，2014年5月31日投產(chǎn)發(fā)電。

2管型座介紹

管型座內(nèi)殼體共分4瓣，整體組裝后外形尺寸為15.52m×7.3m×3.035m（未算翻身工具尺寸，加翻身工具尺寸長(zhǎng)為16.15m），重97t。內(nèi)殼體分瓣外形尺寸、重量及組裝后整體尺寸如圖1所示。

3施工平面布置

由于管型座組裝后尺寸較大，廠房?jī)?nèi)橋機(jī)起吊重量也僅為32t，因此無法進(jìn)行管型座安裝；同時(shí)由于廠房屋頂已經(jīng)安裝，門機(jī)的起吊高度設(shè)計(jì)為16m，實(shí)測(cè)起吊高度為15m，去除屋頂高度3m，起吊高度小于12m，無法按照廠家提供的管型座安裝指導(dǎo)方法（先將管型座翻身、再吊至基坑內(nèi)）進(jìn)行安裝。

圖1管型座

3.1組裝平臺(tái)布置

由于以上原因，采用在塔頂2052m高程左側(cè)平臺(tái)進(jìn)行管型座內(nèi)殼體組裝。由于門機(jī)的軌距為17.5m，考慮安全距離，管型座組裝時(shí)長(zhǎng)度方向與水流方向垂直進(jìn)行組裝，組裝位置總體布置見圖2所示。

3.25號(hào)基坑內(nèi)布置

利用順?biāo)鞣较驘襞蓊^支撐基礎(chǔ)鋼筋焊接一個(gè)地錨，作為管型座吊裝至底部后調(diào)整角度用牽引點(diǎn)。

3.3內(nèi)殼體吊裝設(shè)備表（見表1）

表1內(nèi)殼體吊裝設(shè)備表

4管型座吊裝方案

4.1管型座安裝流程

施工準(zhǔn)備→吊具、吊點(diǎn)等檢查→起吊安裝→在原地吊起試驗(yàn)→放下重復(fù)吊起→吊至基坑內(nèi)（順?biāo)鞣较颍鷮⑾虏夸摻z繩摘除→使用倒鏈牽引調(diào)整角度→將管型座內(nèi)殼體垂直于水流方向斜放在流道內(nèi)→將上部吊點(diǎn)改至上豎井吊點(diǎn)處→重新起吊至內(nèi)殼體豎直→將內(nèi)殼體吊裝至安裝位置→臨時(shí)加固

圖2施工平面布置圖

4.2吊裝方案

4.2.1吊裝前準(zhǔn)備

內(nèi)殼體吊裝前需對(duì)內(nèi)殼體吊點(diǎn)、吊具、門機(jī)、鋼絲繩等進(jìn)行檢查，確保吊裝設(shè)備的安全可靠性，并對(duì)吊裝作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底。

4.2.2吊裝方法

本工程管型座內(nèi)殼體吊裝需考慮以下幾個(gè)因素：①門機(jī)起吊高度為15m，考慮廠房保暖屋頂高度3m，吊點(diǎn)至吊物底部需小于12m；②5號(hào)機(jī)組頂部保暖屋頂僅可以打開7.4m的距離；③5號(hào)基坑底部無法將內(nèi)殼體整體水平放置，流道前兩側(cè)混凝土墻體距離約12.2m，流道上游底板高程2017.929m，流道蓋板混凝土高程為2032.071m，混凝土厚度1.963m，中間距離12.179m；④在5號(hào)基坑內(nèi)只有流道上游、進(jìn)水口閘門后區(qū)間可以放置內(nèi)殼體。

由于以上原因，吊裝方案總體思路為在塔頂使用門機(jī)將內(nèi)殼體垂直于水流方向吊起，吊起后內(nèi)殼體需傾斜35°～60°，吊點(diǎn)至底部距離小于12m；然后使用門機(jī)將其吊至5號(hào)機(jī)組頂部，先將其慢慢下放至底部（已過屋頂、上部離屋頂1m左右），然后調(diào)整大車位置，再放下一些，如此反復(fù)，直至內(nèi)殼體整體全部放至屋頂下方；然后將內(nèi)殼體吊放至5號(hào)基坑靠下游方向，底部不落地，然后移動(dòng)小車將內(nèi)殼體放至流道上游、進(jìn)水口閘門后，使其底部在2017.929m底板上，頂部靠在2032.071m高程下方的混凝土上；待落穩(wěn)后，將內(nèi)殼體上下部吊點(diǎn)均摘除，將上部吊點(diǎn)移至內(nèi)殼體上豎井兩側(cè)吊點(diǎn)上；然后使用門機(jī)將內(nèi)殼體翻身、立直；先將內(nèi)殼體吊起距離約20cm，然后放下，再重新吊起，放至安裝位置，初步調(diào)整完成固定后，將吊點(diǎn)摘除，完成內(nèi)殼體吊裝工作。

各步驟詳細(xì)布置和計(jì)算如下：

（1）內(nèi)殼體吊點(diǎn)、鋼絲繩布置和計(jì)算

使用內(nèi)殼體左右兩個(gè)分瓣上的出廠吊耳作為吊點(diǎn)，吊點(diǎn)位置如圖3所示。起吊時(shí)使用兩根直徑52mm、長(zhǎng)16m的鋼絲繩作為主吊繩按照?qǐng)D4所示方法纏繞吊裝；再使用另外兩根直徑52mm、長(zhǎng)16m的鋼絲繩作為副吊繩同樣按照?qǐng)D4方法纏繞吊裝。其中上部吊點(diǎn)使用85t卸扣，下部吊點(diǎn)使用55t卸扣。由于每根鋼絲繩長(zhǎng)16m，經(jīng)此纏繞方式吊裝后，單邊起吊鋼絲繩長(zhǎng)度按照5m計(jì)算。

按照此方法進(jìn)行起吊時(shí)，由于上下部鋼絲繩一樣長(zhǎng)，而上部吊點(diǎn)靠近圓外側(cè)，并且比下部吊點(diǎn)低約2m，在起升時(shí)，上部吊點(diǎn)先起，在起至一定高度時(shí)，下部吊點(diǎn)承受重量隨同起升，在起升后，內(nèi)殼體受重心和繩長(zhǎng)影響，形成一定的斜度而吊起，吊起的角度經(jīng)理論計(jì)算，按照此方法吊裝可達(dá)到54°左右，吊起后吊點(diǎn)至底部距離1.44m、內(nèi)殼體垂直投影長(zhǎng)10.78m、內(nèi)殼體高度方向投影13.76m，吊裝后模擬圖如圖5所示。此方法滿足起吊高度小于12m、流道前兩側(cè)混凝土墻體距離12.2m及底板至流道蓋板混凝土中間距離12.179m等起吊要求。

在起吊時(shí)，上部吊點(diǎn)受力越來越大，下部吊點(diǎn)受力越來越小，直至如圖位置；此時(shí)兩吊點(diǎn)矩離分別為0.57m、2.45m，經(jīng)受力分析，上部吊點(diǎn)總受力為79.5t，下部吊點(diǎn)總受力為23.2t；經(jīng)力的分解后，上部吊點(diǎn)每側(cè)受力55.7t，下部吊點(diǎn)每側(cè)受力17.9t，由于每側(cè)鋼絲繩為三根，因此上部吊點(diǎn)每根鋼絲繩受力為18.6t、下部吊點(diǎn)每根鋼絲繩受力為5.97t。

圖3內(nèi)殼體吊點(diǎn)布置圖

圖4鋼絲繩纏繞方法圖

圖5內(nèi)殼體吊裝后形狀和尺寸

查GB/T2018-2006國家規(guī)范6*37+FC-52-1670鋼絲繩最小破斷拉力為1490kN，因此整體吊裝鋼絲繩的安全系數(shù)，按照上部鋼絲繩計(jì)算為1490/9.8/18.6=8.17＞4.5，符合國家規(guī)范要求，滿足施工要求；上部吊點(diǎn)受力55.7t，卸扣為85t，滿足施工要求；下部吊點(diǎn)受力18.6t，卸扣為55t，滿足施工要求。

當(dāng)內(nèi)殼體放至底部，將吊點(diǎn)改至上豎井兩側(cè)吊點(diǎn)時(shí)，最大受力為整體起吊后，鋼絲繩纏繞方法仍同圖4方法，此時(shí)每側(cè)受力為49.5t，每根鋼絲繩受力為16.5t，1490/9.8/16.5=9.21＞4.5，滿足施工要求。

（2）內(nèi)殼體吊至5號(hào)機(jī)組上方后吊裝方法

內(nèi)殼體吊起時(shí)方向?yàn)榇怪庇谒鞣较?，先吊起離地20cm左右，使用牽引繩將內(nèi)殼體牽引至順?biāo)鞣较?，然后起吊至超過屋頂高度；行走門機(jī)至5號(hào)機(jī)組上方，將內(nèi)殼體下豎井先落放至屋頂下方，然后使用牽引繩將內(nèi)殼體調(diào)整為垂直于水流方向；再通過移動(dòng)大車和主鉤下落，將內(nèi)殼體整體放至屋頂下方、直至落至接近底板位置；然后行走小車，將內(nèi)殼體整體斜靠在2032.071m高程下方的混凝土上；靠牢后將吊點(diǎn)摘除，將上部吊點(diǎn)改至上豎井兩側(cè)吊點(diǎn)；起吊、翻身完成后，吊起離地，再落下；重新吊起后落放至安裝位置，并進(jìn)行臨時(shí)固定。吊裝示意圖如圖6所示。

圖6內(nèi)殼體從5號(hào)機(jī)組頂部至安裝位置吊裝示意圖

4.3吊裝人員配置（見表2）

表2吊裝人員配置表

4.4安全技術(shù)措施

（1）工程技術(shù)人員在管形座安裝前對(duì)管型座安裝期間的安全事項(xiàng)進(jìn)行安全技術(shù)交底。

（2）施工現(xiàn)場(chǎng)人員要發(fā)放本工種所需的勞保護(hù)具、用品，作業(yè)人員必須配帶安全帽，凡屬高空作業(yè)必須佩帶安全帶。

（3）管型座的安裝和寄存應(yīng)平穩(wěn)，防止傾倒和滾動(dòng)。

（4）起吊設(shè)備、吊裝工具、錨點(diǎn)等在使用前必須通過安全小組的安全驗(yàn)收，且使用過程中定期組織人員進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

（5）起吊作業(yè)時(shí)，由一人進(jìn)行統(tǒng)一指揮。

（6）鋼管上焊接的吊耳，焊后必須認(rèn)真檢查，確認(rèn)牢固后方可使用。

5經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及推廣

目前制造廠給出的安裝指導(dǎo)書都是基坑內(nèi)組裝，這樣做對(duì)于工期時(shí)間長(zhǎng)還可以，但對(duì)于直線工期較短而言是不適宜的，而采用整體吊裝是比較科學(xué)的方法，可以縮短直線工期15d，是值得推廣的安裝新方法。

中圖分類號(hào)：TV547.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2015）12-0036-04

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.013

收稿日期：2014-11-25

作者簡(jiǎn)介：王志東（1975-），男，助理工程師，從事水電站機(jī)電安裝、檢修、維護(hù)工作。