汽輪發(fā)電機定子運輸方式相關(guān)問題對比分析

曹鳳波 詹志遠(yuǎn)

摘 要：分析了汽輪發(fā)電機定子采用鐵路運輸、公路運輸以及水陸聯(lián)運三種方式的運輸安全性、操作便利性等相關(guān)問題，總結(jié)了不同運輸方式對運輸防護(hù)設(shè)計的要求。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機定子；水陸聯(lián)運；運輸防護(hù)

中圖分類號：TM311 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）14-0053-02

Abstract： This paper analyzes the problems related to the safety and ease of operation of turbogenerator stator by railway， road and surface transportation， and summarizes the requirements of different transportation modes for transportation protection design.

Keywords： generator stator； water and land transport； transportation protection

前言

汽輪發(fā)電機定子電磁結(jié)構(gòu)具有不可拆分性，必須整體運輸?shù)竭_(dá)現(xiàn)場。發(fā)電機的定子斷面尺寸與發(fā)電機的容量密切相關(guān)[1]，發(fā)電機定子機座外徑、長度以及重量都伴隨著容量的上升而增大。大型汽輪發(fā)電機定子是超重超限長大貨物，為適應(yīng)沿途的道橋載荷及建筑限界的限制條件，長大貨物運輸車的結(jié)構(gòu)設(shè)計不同于普通載重車輛，力求減輕重車斷面結(jié)構(gòu)尺寸、長度尺寸以及結(jié)構(gòu)重量，盡量做到使運輸通行過程減少臨時拆除路邊設(shè)施、上空設(shè)施以及橋梁臨時加固作業(yè)。長大貨物運輸條件因地而異，汽輪發(fā)電機定子運輸通常有鐵路運輸、公路運輸以及水陸聯(lián)運三種方式，運輸安全性、操作便利性等相關(guān)問題有所不同；發(fā)電機采用的運輸防護(hù)設(shè)計也有所不同。

1 鐵路運輸

大型汽輪發(fā)電機定子鐵路運輸方案一般采用凹底車運輸以及鉗夾車運輸兩種方式，鉗夾車沒有整體縱梁，只有兩個鉗夾梁，需要托鉤或法蘭形成連接結(jié)構(gòu)，使鉗夾梁、托鉤或法蘭、發(fā)電機定子組合成為車輛縱梁，發(fā)電機及托鉤或法蘭都要承受強大的鉗夾載荷，所以采用鉗夾車運輸屬于自承載運輸[2-5]。發(fā)電機定子以及托鉤或法蘭運輸過程作為車體考核，涉及運輸安全問題。而凹底車運輸為非承載運輸方式，發(fā)電機僅需考慮運輸裝載加固，不存在結(jié)構(gòu)高應(yīng)力問題。

1.1 凹底車定子運輸

在沿途限界允許情況下，平地板凹底車運輸發(fā)電機定子裝車相對簡單，在交貨現(xiàn)場不具備足夠噸位吊車情況下，可以采用液壓頂推進(jìn)行卸車作業(yè)，目前350MW及以下容量等級通常采用該方式進(jìn)行定子鐵路運輸。

凹底車的地板高度取決于承載面長度及承載噸位，承載面長度越長、承載噸位越大則地板高度尺寸越大，以滿足對承載梁的剛度強度要求。雖然現(xiàn)代車輛采用焊接性能較好的高強度鋼板制造，但承載噸位達(dá)到300t的凹底車地板高度也要達(dá)到1200mm，所以單機容量在600MW以上的發(fā)電機定子采用凹底車運輸會造成頂部嚴(yán)重超限問題，隧道及電氣化區(qū)段運行受到限制。

凹底車運輸發(fā)電機需要考慮運輸裝載加固問題，按《鐵路運輸裝載加固規(guī)范》要求，發(fā)電機與車地板之間要采用柔性連接，即發(fā)電機定子與車體之間需要用鋼索拉緊，需要在發(fā)電機定子設(shè)置鉸接接口。發(fā)電機地腳與車地板之間還要襯墊橡膠板，消除局部高應(yīng)力點、增加摩擦系數(shù)。

1.2 凹底車內(nèi)定子運輸

發(fā)電機采用內(nèi)定子設(shè)計，在相同容量情況下相對整體定子設(shè)計可以縮小外徑以及減小重量，如國內(nèi)某公司引進(jìn)國外技術(shù)制造的1000MW汽輪發(fā)電機，鐵路運輸專用凹底車采用特殊設(shè)計，凹底車的地板不是傳統(tǒng)的平面設(shè)計，而是與發(fā)電機內(nèi)定子結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圓弧承載面，以此達(dá)到增加斷面慣性矩，滿足重車靜撓度要求，并降低定子裝車中心高，避免頂部超限。

凹底車采用圓弧面鞍座支撐發(fā)電機內(nèi)定子框架，具備較好的橫向穩(wěn)定性，只需考慮縱向限位問題。但這種特殊的圓弧承載面給現(xiàn)場卸車工作帶來難度，不便于鋪設(shè)滑移軌道及墊木，需要運用大噸位吊車配合液壓頂推進(jìn)行卸車作業(yè)，鐵路專用線到廠房之間的轉(zhuǎn)運過程的轉(zhuǎn)運平板車還需要使用專用托架支撐發(fā)電機內(nèi)定子。所以弧面地板的凹底車運輸發(fā)電機內(nèi)定子卸車操作存在較大難度。

發(fā)電機定子是超重超限貨物，裝車卸車過程都需要吊車以及專用吊具，在發(fā)電機制造廠裝車可以利用廠內(nèi)吊車吊具，但現(xiàn)場卸車常常不具備設(shè)備條件，大噸位吊車的租賃費用較高，也受到場地限制，一般采用液壓頂推卸車作業(yè)，人力作業(yè)勞動強度高，受車地板高度以及鐵路專用線路路基條件限制，需要用枕木垛輔助支撐作業(yè)，存在操作失誤危險性。

1.3 鉗夾車定子運輸

發(fā)電機定子與托鉤之間的聯(lián)接是合車（鉗夾車與貨物連接）之前需要做好的工作，為保證發(fā)電機定子與鉗夾車的正確連接關(guān)系，避免關(guān)鍵結(jié)構(gòu)載荷異常，托鉤與發(fā)電機定子的裝配誤差要求比較嚴(yán)格。如托鉤耳板的中心與發(fā)電機軸線的橫向相對尺寸，兩個托鉤耳板銷孔的高度偏差與軸向偏差，都需要細(xì)心調(diào)整。由于空間相對尺寸測量困難以及調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，該調(diào)整工作十分費時費力。

法蘭聯(lián)接鉗夾車運輸方式對聯(lián)接螺栓及法蘭配合面要求較高，按設(shè)計要求進(jìn)行裝配調(diào)整即可，裝配質(zhì)量容易保證；改進(jìn)結(jié)構(gòu)的運輸法蘭能夠消除結(jié)構(gòu)高應(yīng)力點，有利于行車安全。利用鉗夾車的液壓提升機構(gòu)，非常方便無大噸位吊車條件下的卸車過程，拆卸法蘭過程也比較容易操作。

2 水陸聯(lián)運

海洋運輸?shù)某弈芰δ軌驖M足發(fā)電機的定子運輸需求，運輸費用經(jīng)濟(jì)實惠。但對于內(nèi)陸制造廠以及內(nèi)陸項目，往往不得不采用多種運輸方式的組合實施發(fā)電機定子運輸，如江、海、陸路聯(lián)運。

陸路運輸及內(nèi)河港口的起重設(shè)施水平不一，往往需要在裝卸過程花費大量時間及資金。內(nèi)河運輸還要受到河道枯水期的限制，重船航行或靠港都對航道水深有一定要求，受自然天象等因素限制。

3 陸路運輸

陸路運輸?shù)闹饕拗埔蛩厥菢蛄旱幕钶d荷限制條件；軸載限制及限界限制因素都可以通過合理選擇專用車輛以及臨時拆除路徑設(shè)施的方法解決。

由于陸路、內(nèi)河大件運輸條件因地而異，差別迥異，不安全因素多，所以歐美發(fā)達(dá)國家的發(fā)電機定子運輸都優(yōu)選海運或鐵路運輸。但國內(nèi)的陸路通行管理不夠完善，利益驅(qū)使超載行現(xiàn)象十分嚴(yán)重，造成陸路運輸不安全隱患。

4 運輸防護(hù)

發(fā)電機定子不具備防護(hù)完整性，發(fā)電機定子運輸過程必須做好防水防潮工作，避免影響絕緣性能或金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生銹蝕。發(fā)電機定子端面需要用端罩封閉，檢查孔也需要用蓋板封閉，空冷發(fā)電機通常采用與基礎(chǔ)共同形成風(fēng)路的結(jié)構(gòu)，一般需要設(shè)計運輸?shù)准芙Y(jié)構(gòu)，保證密封性能以及形成運輸所需的運輸承載面積。

4.1 鐵路及陸路運輸防護(hù)

鐵路運輸及陸路運輸受限界及重量限制，運輸防護(hù)通常要注意盡量減少由此帶來的尺寸及運輸重量的增加。且運輸所需時間較短，對運輸防護(hù)結(jié)構(gòu)密閉性要求不十分嚴(yán)格，基本要求要做到防雨防潮，內(nèi)部放置經(jīng)過哄干處理的吸潮硅膠，避免機內(nèi)潮氣積聚。

發(fā)電機內(nèi)定子由于缺乏保護(hù)殼體，運輸防護(hù)更具設(shè)計難度，由于車體結(jié)構(gòu)限制，防護(hù)罩與車體的結(jié)合與疏水是需要認(rèn)真處理的問題，否則容易發(fā)生積水浸泡現(xiàn)象，使發(fā)電機結(jié)構(gòu)產(chǎn)生銹蝕或絕緣性能下降問題。

4.2 海洋運輸防護(hù)

由于海水及水霧的腐蝕性較強，加之海運花費時間較長，所以采用海運方式的發(fā)電機定子運輸防護(hù)設(shè)計較鐵路運輸及陸路運輸更復(fù)雜，除氣密性要求更高以外，還需要充入干燥的氮氣，使發(fā)電機內(nèi)部相對外界產(chǎn)生微壓，避免溫度變化產(chǎn)生呼吸效應(yīng)，使腐蝕性氣體進(jìn)入機內(nèi)。需要設(shè)置壓力、濕度監(jiān)控裝置，設(shè)置氣體補充接口，隨時監(jiān)控補充氮氣，避免機內(nèi)失壓。

5 結(jié)束語

不同運輸方式的安全性以及條件限制瓶頸點不同，裝卸車操作方法也各有差異，要根據(jù)實際運輸起始點及目的地，綜合權(quán)衡上述問題，選擇合適的運輸路徑及運輸方式，達(dá)到保障運輸安全、降低運輸費用的目的。

運輸防護(hù)的設(shè)計要充分權(quán)衡不同運輸方式的限制條件，以保證運輸安全為前提，盡量避免增大外廓尺寸及重量，避免造成通行困難問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝玉增，等.1000MW級汽輪發(fā)電機定子鐵路運輸研究總結(jié)[J].大電機技術(shù)，2013（1）.

[2]梁洪濤，等.600MW級發(fā)電機定子運輸端蓋裝配調(diào)整研究[J].電站系統(tǒng)工程，2017（3）.

[3]梁洪濤，等.1000MW級汽輪發(fā)電機定子鐵路整體運輸方案研究[J].大電機技術(shù)，2008（3）.

[4]梁洪濤，等.660MW汽輪發(fā)電機定子運輸相關(guān)設(shè)計改進(jìn)[J].大電機技術(shù)，2017（2）.

[5]梁洪濤，等.改進(jìn)型660MW發(fā)電機定子運輸承載結(jié)構(gòu)[J].電機技術(shù)，2017（3）.