浅谈火力发电机定子吊装

朱家清

摘 要：发电机定子是火力发电厂三大特重件之一，其吊装成功与否直接关系到火力发电厂建设的成败。该文介绍采用液压顶升装置进行发电机定子吊装的方法，并通过结合工程实例，详细讲述发电机定子吊装过程及校核计算。

关键词：发电机定子 液压顶升装置 吊装过程 校核计核

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-00-02

发电机是火力发电厂三大特重件之一，也是汽轮机厂房内单体最重的设备。随着电力建设的高速发展，高参数，高容量，发电机定子的重量也在不断加大，这对发电机定子吊装提出了更高要求。目前，采用液压顶升装置因其适用范围广泛，条件适应性强，安全可靠，已在大型电厂定子吊装里广泛适应。该文以汕尾电厂一期3号（2×660 MW）机组定子吊装过程加以说明。

1 施工概况

汕尾电厂一期3、4号（2×660 MW）机组主体建筑安装工程#3号机组发电机设备由东方电气集团东方电机有限公司设计制造。发电机型号：QFSN-660-2-22型，定子外形尺寸：8.9 m×3.82 m×3.85 m，运输重量约258 t，净重：254 t，就位于+13.7 m平台上。汽机房内布置有两台80/20 T行车，不能直接起吊定子就位。现采用在#3主厂房1轴外架设500 t专用吊装架和液压顶升装置起吊发电机定子，然后利用液压顶升系统的行走功能将发电机定子平移、就位的吊装方法。

2 作业准备和条件要求

场区定子运输道路需平整和畅通，坡度不大于3%，而且运输车进入吊装架前面的路面大于8 m，道路转弯半径大于30 m。吊装架钢基础放置处的地面标高为-0.45 m，钢基础需地面满足承压20 t/m2，钢基础及地面需提前处理并经验收完毕，而且达到设计强度的要求。主厂房内，1轴～4轴13.7 m以下的钢结构必须安装起来，并与A、B排、汽机岛连接起来，形成稳定结构。轨道梁支承墩布置点下的汽机运转层检修平台楼板需采取措施保护，以免施工时受到损坏。联系设计院确认主厂房结构是否满足定子吊装要求，尤其轨道梁是通过支承墩布置在1/A排和3/A排的1轴～4轴的柱头以及与柱头相连的横梁上，须确认柱头及相关横梁是否能满足施工要求。缓装主厂房1轴13.7 m以上的结构立柱及梁、斜撑等。发电机台板安装完毕。汽机房行车具备使用条件。液压顶升塔、液压提升装置安装前的检查、试验，确保施工过程中操作正常、安全；支承墩的布置及轨道梁的铺设，液压顶升塔等结构（包括悬挂梁、吊装梁、液压提升装置）的布置、试验（须试验合格方可投用）。按要求做好吊装架四个钢基础承载地面的回填、耐压强度验收工作及完成轨道梁支承墩和临时支撑的制作安装。所有从事定子吊装的工作人员，都必须进行专业培训和技术交底，从而具备有熟练的专业。

3 施工机具准备

850 t液压顶升塔1套；LSD200液压提升装置4套；9 m吊装梁2对；300～400 t吊钩1套；吊装钢丝绳（186 mm，22 m）2对；70 t汽车吊1台；500 t专用吊装架及钢基础1套；48 m轨道梁1对；中扁担1对；22 m吊装梁1对。

4 吊装作业程序

4.1 钢基础的布置

对基础处的地基进行换填，以达到承载要求，具体如下：钢基础布置#3汽机房500 t专用吊装架下；地基承载力（处理后）20 t/m2。根据定子吊装架的尺寸找正钢基础的定位位置。在对应位置放置钢基础。

4.2 在钢基础上方组装吊装架

检查吊装架的可靠性、同时清点所需的部件、连接件等是否齐全。利用70 t汽车吊在钢基础上方组装500 t专用吊装架。

4.3 轨道铺设

轨道梁布置长度48 m，采用4对12 m轨道梁组成，利用厂房内的行车及厂房外的70 t汽车吊，把轨道梁从吊装架上方布置到发电机定子就位基础两侧满足顶升塔的行走要求。轨道梁两侧须布置临时支撑，以保证其平行度，要求左右两梁平行度<±10 mm。轨道梁底部的支承墩须布置在立柱正上方。轨道梁与其支承墩须充分接触，接触面积不得小于80%。

4.4 液压顶升塔和临时吊装梁的布置

将四个液压顶升塔布置在500 t专用吊装架上方两个轨道梁上，前后中心距为8354 mm，横向中心距14700 mm。测量4个顶升塔的开档尺寸及对角线尺寸，开档尺寸偏差不得大于3 mm，两对角线的差值小于 3mm。在安装上部临时吊装结构时须将顶升塔可靠地固定在轨道上。根据图纸要求将吊装梁布置在顶升塔上，应保证各临时梁的垂直度和水平度。

4.5 液压提升装置及其操作平台的布置

用脚手架在临时吊装梁上搭设操作平台，以便于安装及操作液压提升装置。在悬挂梁上按照吊点的位置布置4台座式液压提升装置。将液压提升装置的两台油泵及相应的控制盘柜吊装到操作平台上，并连接好。检查液压提升装置油缸、泵站、连接油管、卡爪及压板、钢索等，确认合格。搭设钢索导向架，注意方向。穿钢索，每台液压提升装置穿19条钢索。

4.6 扁担梁的布置

将600 t吊钩梁与吊钩组合好后，立放在500 t专用吊装架起吊口地面，下用枕木将其垫高。利用销轴将吊钩梁与下扁担梁连接在一起。下扁担梁通过钢绞线与液压提升装置直接连接，将钢绞线穿入相应的孔中并上紧螺栓，待钢绞线受力后再次进行复紧。启动液压提升装置，将500 t吊钩吊离地面1 m左右，挂好起吊钢丝绳。调试液压提升装置及顶升塔，检查其工作状况。调整钢绞线，使其受力均匀。

4.7 提升

根据图纸高度，将顶升塔升至两节高度并将其锁定。启动液压提升装置将吊钩向上提升，给定子运输留出空间。将定子运输到起吊位置，挂好吊装钢丝绳。

4.8 试吊

将定子提升200 mm，检查吊装架、液压提升装置、钢索、钢丝绳的受力情况，开走运输平板车。将定子下降至离地面100 mm高度，停留10 min，再次检查吊装架、液压提升装置、钢索、钢丝绳的受力情况及上锚头卡爪动作的情况。再次反复两次提升和下降定子200 mm的动作，对系统进行检查。行走顶升塔2 m，起停各三次，检查吊装系统的稳定性。确认吊装系统工作正常后，同时启动4台液压提升装置连续提升定子。当确定定子底部高度高于500 t专用吊装架顶部标高500 mm时，停止液压提升装置动作。

4.9 吊运

行走顶升塔，将定子吊运至其基础正上方。行走驱动过程要缓慢，要求左右的行走距离误差<10 mm；出现较大误误差时要求单边暂停，待调到符合要求后再行驱动（可在行走槽钢上作刻度标识来测量）。

4.10 旋转

确认定子就位方向后，通过人工推动定子，使其绕吊钩旋转90 °。旋转完成后，再次行走顶升塔，使定子中心与就位中心一致。

4.11 就位

下降液压提升装置将定子就位。下降过程中如地脚螺栓与定子开孔位置仍有偏差，通过手拉葫芦进行调整。

4.12 吊装系统拆除

启动顶升塔，将其开到500 t专用吊装架起吊口位置。下降顶升塔和液压提升装置，拆除下扁担，吊钩及钢丝绳。

5 校核计算

5.1 定液压顶升塔负荷率计算

液压顶升塔型号为34 PT8552 WT，在定子吊装中，液压顶升塔顶升两节，高度为9569 mm，额定起重能力为850美吨（771 t），则液压顶升塔负荷率为：η=（412.3-40）/ 771×100%=48.3%（安全）

5.2 液压提升装置LSD-200负荷率计算

LSD-200液压提升装置单个最大承载力为204 t；由上述载荷情况可计算得液压提升装液压提升装置LSD-200平均负荷率为：

η1 =1.1×273.8/（204×4）×100% =36%（安全）

5.3 吊装钢丝绳校核

定子吊装选用4条86 mm，长22 m，8×37+FC钢丝绳，公称抗拉强度为1770 MPa，破断拉力为3750 kN，采用四绳八股吊装，钢丝绳夹角为45 °；

则钢丝绳安全倍数为：

5.4 临时吊装梁强度校核（主要是对22 m吊装梁及其连接强度进行校核）

5.4.1 22 m吊装梁强度校核

其中75 t为上部所传递的荷载，吊装梁自重60t，则在该梁所引起的最大弯矩为：；22 m吊装梁其截面抵抗矩为：

则荷载所引起的最大应力为：

满足；

5.4.2 连接部位强度校核

该22 m吊装梁是由两根长度分别为10 m和12 m的轨道梁拼接而成，其中间由3颗108销子连接：

销子受力计算：根据设计图纸资料得知，销子为A490型，直径108，许用抗剪应力为：；吊装过程中，底部销子所受的最大剪力为：

销子单面最大剪应力为：

满足要求；

母材强度校核：

右侧接头母材截面A处所能承受的最大剪力为：

满足要求；

左侧接头母材截面B处所能承受的最大剪力为：

满足要求。

5.5 吊装架加设牛腿的校核计算

本方案需把拖运轨道布置在吊装架8 m长的顶部横梁上，拖运轨道宽为1687 mm，而梁宽仅为650 mm，所以需在吊装架相应4个柱头加设牛腿。而且因拖运轨道在厂房内是轨道梁是通过支承墩布置在1/A排和3/A排的1轴～4轴的柱头以及与柱头相连的横梁上，间距为14700 mm，比吊装架14500 mm的宽度大200 mm，即拖运轨道布置在吊装架相应4个柱头时会出现偏心状态，如图1

所示。

拖运梁布置在吊装架时，对牛腿产生最大作用力是如上图所示没有支承墩的时候，所以计算是以这种方式考虑，另外，拖运梁基本只是在吊装架相应的柱头受力，与梁是没有接触。根据前面的统计可得牛腿最大受力。

F=133×710/1219≈78 t=764.4 kN

图2

牛腿加设原则上选用是与吊装架对应位置一样的板材焊接在吊装架上，所以牛腿尺寸如图2所示，图2是对应拖运轨道荷载集中应力的计算截面，截面抵抗矩为： mm3，A=89312 mm2。

计算可得方案实施产生的最大剪力

Q=F/A=8.56 N/mm2

<155 N/mm2；产生的最大应力为：

6 结语

发电机定子作为电厂的大件设备之一，其吊装方案的可行性关系到人身和设备的重大安全。由于各个工程遇到的实际情况千差万别，因此我们在使用液压顶升装置进行定子吊装时应科学、合理、校核准确，严格控制施工的各个流程，并做好安全管理措施，并确保发电机定子吊装按期、按质完成。

参考文献

[1] 电力建设施工质量验收及评价规程（汽轮发电机组篇）.DL/T5210.3-2009.

[2] 电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）.2002版.

[3] 魏黎明.发电机定子吊装及其运用分析[J].中国科技博览，2010（4）.