灯泡贯流式水轮发电机主轴拆除吊装方法

王少榕（潮州供水枢纽管理处，广东 潮州 521011）

灯泡贯流式水轮发电机主轴拆除吊装方法

王少榕
（潮州供水枢纽管理处，广东 潮州 521011）

结合潮州供水枢纽西溪2号机组A级检修情况，详细介绍了大轴拆吊施工方法以及吊装安全措施，这些方法和措施的使用，让机组得以顺利完成检修工作。图2幅。

水轮发电机组；A级检修吊装作业

1　概 述

潮州供水枢纽工程位于广东省潮州市区南面4 km处，是以供水为主，结合发电、兼顾航运及改善水环境的综合利用的大 （1）型水利工程。枢纽发电厂分东、西溪2座电站，共安装4台灯泡贯流式机组，容量为西溪2台14 MW；东溪2台9 MW。机组由天津阿尔斯通公司制造，广东源天公司安装。首台机组于2006年1月8日正式投入商业运行，2006年11月实现4台机组全部并网发电。

2　西溪2号机组A级检修情况

西溪2号机组于2006年5月正式投运，已运行8年多，截至目前累计发电32 395万kW·h，每年度均按规程规范要求进行年度维护检修 ，处理了大批发现的缺陷，并完成部分设备技术改造。但随着运行时间的增长，西溪2号机组设备老化磨损日益严重，故障率逐步上升 ，尤其是存在发电机组合轴承漏油、转轮接力器串油、导叶轴头漏水、机组振动摆度装置测量数值漂移、定子测温元件故障等几个较大缺陷，影响机组安全运行及发电效益，无法在日常维护检修处理，需进行A级检修才能解决。

为保证西溪2号机组安全运行，2014年4月16日，广东省潮州供水枢纽安全运行重大技术问题研究专家组第三次会议认为可按规程规范要求开展西溪2号机组A级检修工作，目前西溪2号机组A级检修已进入合同实施阶段。

3　检修阶段吊装作业情况

吊装作业贯穿于整个A级检修全过程，是整个检修工作的一项重要、长期工作。保障吊装作业安全，关系到整个检修项目的安全；特别是流道盖板、灯泡头、定子、转子、主轴、转轮、导水机构等重、大件物体的吊装作业，是整个吊装作业安全的重要控制点，也是重要风险控制点。其中定子吊装最重，吊装总重量97.84 t；水导机构最大，直径约8 m；主轴吊装最为复杂，需要水平移动，旋转90°后再吊起。这些部件的吊装都需要认真编制吊装施工方案，并做好各项准备工作。

4　主轴拆吊施工方法

4.1起重机械检查以及施工前期的工作准备

4.1.1起重机械选择

电站安装有1台型号为GDSQ100/32 t—18.5 m的桥式起重机，专门用于机组安装检修，所以整个A级检修的吊装机械都使用这台厂房桥式起重机，无需再进行起重机选用。

4.1.2起重机械检查

（1）检查桥机的所有机械部分、连接部件、各种保护装置及润滑系统等的安装、注油情况，其结果应符合要求；并清除轨道两侧所有杂物；钢丝绳端的固定应牢固，在卷筒、滑轮中缠绕方向应正确。

（2）检查行走机构的电动机转向是否正确 ，转速是否同步及抱闸工作情况。

（3）空载运转起升机构分别上、下往返3次，并检查电气和机械部分及抱闸工作情况。

（4）按照设计要求安装起吊工具，并检查其接触面是否满足要求，组合缝0.05mm不通过，允许局部0.1mm，深度不超过组合面1/3，组合螺栓周围不得有间隙。

（5）安排专人负责桥机电源检查及监护 ，并做好桥机起吊抱闸的监视。

4.1.3工具器械准备

准备好钢丝绳、葫芦、卸扣、扳手、大锤、安全带、安全绳、对讲机、现场临时照明、司索口哨、翻身工具、枕木等。

4.1.4主轴放置场地准备

准备好放置主轴场地，主轴系统支架放置就位。

4.1.5起吊前的准备工作

（1）测量记录主轴组合轴承上下游油盆盖间隙，并拆除油盆盖。

（2）测量记录检修前发导轴承及水导轴承的间隙。

（3）机座法兰面焊接好施工平台。

（4）安装主轴临时支撑，拆除吊出主轴机架，安装起吊架及起吊螺栓4个，安装吊架装配（3 000×260×5橡胶板），安装小车装配，安装卡环装配，安装号40 a工字钢2.74 m及等边角钢等。

（5）安装好吊具、轨道及小车。

4.2绳索吊具安装检查及障碍物清除

（1）主轴上游侧安装好吊具，桥机主钩上挂好绳索、葫芦、卸扣等。

（2）检查好小车、轨道及吊具安装是否牢固可靠。

（3）计算桥机起升高度 ，检查钢丝绳和葫芦的长度是否能够起吊主轴至安装间。

（4）清除桥机行走路线内影响主轴起吊的障碍物。4.3 钢丝绳校核

主轴装配重量39.36 t，主轴尺寸 φ1 900× 7 055mm，推导组合轴承23.6 t，推导组合轴承尺寸φ2 800×2 650mm，吊具重2.626 t，总重量65.59 t，吊装总体重量约66 t。

根据主轴的起吊重量，选用钢丝绳1对 φ43× 10 m（绕钢丝绳绕2股），2个55 t卸扣挂主钩上游侧；主钩下游侧选用1对 φ32×4 m，1对 φ32× 12 m，20 t×5 m葫芦2个串挂至主轴吊具吊点，回主钩下游侧作为调节水平，受力作为下游测吊点，其中每条 φ32×12 m麻芯钢丝绳 （每条钢丝绳绕2股，共4股），各挂1个20 t手拉葫芦，1个 φ32× 4 m （绕2股）；选用1对φ52×14 m挂小钩绕2股，2个卸扣35 t配合走小车受力。主轴下游管形座内左右对称挂2个手拉葫芦5 t，大轴向上游退出使防止大轴冲出轨道。另2个手拉葫芦5 t，防止回走下游的小车，推动主轴进去。

上游侧：桥机主钩挂φ43麻芯钢丝绳1对，破断力128.5 t，带2个卸扣55 t。

每个吊点受力约：66 t/2=33 t。

钢丝绳斜边长度约5 m。

上游侧每股 φ43钢丝绳受力：33/2/2/cos11.5° =8.42 t。

128.5t/8.42 t=15.26（一般机动起重设备安全系数为6）。

下游侧：桥机主钩挂φ32麻芯钢丝绳1对绕2股，串挂20 t的葫芦2个，串挂1对 φ32钢丝绳绳头挂主钩，串挂1对 φ32×4 m绕2股挂主钩，φ32麻芯钢丝绳破断力72.5 t。

每个吊点受力：66 t/2=33 t，斜边估计长度约5.7 m。

每股 φ32钢丝绳头受力 ：33/4/cos30.7°= 9.59 t。

安全系数：72.5 t/9.59 t=7.56（一般机动起重设备安全系数为6）。

下游测葫芦侧受力：33 t/2/cos30.7°=19.19 t ＜20 t×2满足条件。

下游测每个葫芦侧受力：19.19 t/2=9.60＜20 t满足条件。

下游侧每股 φ32钢丝绳受力：33/2/4/cos30.7°=4.78 t。

桥机小钩挂1对 φ52钢丝绳，配合大钩走出来挂钩后，调整吊装角度，小车走下游侧走到组合轴承中心点附近。尽量调整到2条φ43钢丝绳，下游32钢丝绳及2个20 t的葫芦受力均匀。

符合吊装要求 （一般机动起重设备安全系数为6）。4.4 主轴拆吊步骤及措施

（1）拆卸轴承外围部件：管路、电器元件、挡油板、甩油环、主轴密封 （见图1）。

（2）根据主轴吊装图安装好移动小车 （见图2），安装好主轴吊装工具。将钢丝绳挂装好以后起钩稍稍受力。

（3）拆除销钉 （组合轴承与管型座，销钉8—φ50）及部分连接螺栓 （38—M48×3×195）。先将扇形板和轴承支架上销钉拔出，再将螺栓松出。轴承两侧卡环与轴承接触处垫5mm厚橡胶板并与轴承压紧，防止轴承在吊装过程中转动。

（4）利用桥机向上游走小车 （行走距离按图要求，使吊具具备挂钩条件即可），主轴下游管形座内左右对称挂2个手拉葫芦5 t，大轴向上游退出，防止大轴冲出轨道。另2个手拉葫芦5 t，防止回走下游的小车，推动主轴进去。

（5）当大轴向上游退到一定位置按照图2要求，行走约2 195mm时将大轴安装吊装下游吊点，由钢丝绳与手拉葫芦串联受力，大轴上用钢丝绳捆绑死，并做好防滑措施，即钢丝绳与大轴接触中间用木板或橡胶垫。调整串绳葫芦侧受力均匀后 ，观察无异常后，平稳吊出。

（6）利用手拉葫芦和桥机吊钩高度来调整大轴吊装水平，调整水平后再向上游移动。

（7）用麻绳将大轴旋转90°后，平稳向上起升至安装间，操作时注意上下游法兰面吊出机坑时防止磕碰到建筑物或其他预埋件。

图1　吊装示意

图2　主轴及轴承总体吊装工具

4.5 安全措施

（1）对参与此项工作的人员进行安全技术交底；现场施工人员要进行安全意识的防范教育，进入施工现场需佩戴安全帽及穿戴劳保鞋 ，交叉作业时应进行合理安全并有专人监护。

（2）在起重机械起吊之前做好拆卸工具的准备，检查好钢丝绳、卸扣、麻绳是否具备起吊条件。

（3）司索指挥由具有相应特种作业资格人员担任，起吊前要与桥机司机统一指挥手势、旗号，降低安全事故系数。

（4）在施工过程中一定要注意安全，设备起吊及下降应缓慢进行，信号应清晰，拆吊及牵引应由专人统一指挥。

（5）专人全程对桥机的运行状况进行监视、维护，一旦发现异常，应及时报告现场指挥，并采取措施处理。

（6）严格执行各种操作规程，在工作区域作明显标示，非施工人员未经许可，不能进入；凡参加此项工作的施工人员，要严格遵守现场纪律 ，严禁酒后作业。

（7）安全监督人员在现场全程监督，出现问题及时提出并解决问题，防止发生任何安全事故，消除安全隐患。拆除螺栓时，所有工具应用绳绑吊牢，以防工具落下伤人，安装吊具为高空作业应系安全带并按有关高空作业安全规定执行。

（8）凡施工人员必须认真按方案执行 ，服从分配、调动，确保该项工程安全、顺利完成。

（9）施工人员在使用工器具时，必须按照有关的安全规程和操作说明进行；照明使用36 V行灯，严禁在作业时使用明火及吸烟等。

（10）主轴设备吊装过程中，中止一切检修或维护作业。设备吊装过程中，禁止无关人员 （如参观游览人员、外来学习人员等）进入起重作业现场，与作业没有直接关系的人员必须撤离现场 ，不得逗留围观。

（11）吊装作业的任一阶段，如发现有异常及不安全现象，危及人身、设备安全时，按如下程序处理：

①桥机司机立即将操作把手板回零位，并将总电源开关拨到分断位置。

②地面指挥下令停止作业。

③地面指挥立即向总指挥汇报异常及不安全现象情况。

④由总指挥视情况下达相应指令，由应急处理人员投入抢修、紧急疏散人员，防止事态扩大，并启动应急救援响应。

5　结 语

在机电设备安装工程中，起重技术是一项极为重要的技术，设备吊装的重量越重、高度越高，难度就越大。一个大型设备的吊装，往往是制约工程进度、经济和安全的关键，因此应加倍小心，确保工作顺利完成。

责任编辑 吴 昊

2016-05-16

王少榕 （1982-），男，工程师，主要从事水电站生产技术与安全管理工作。

E_mail：wsr110119@126.com