阿尔塔什水利枢纽主电站首台机座环吊装

郭强飞

摘 要：座环安装是整个机电安装工程工期控制的关键工序。为了保证新疆阿尔塔什主电站首台机组按期发电的目标，提高工程的经济效益，首台机组在厂房桥机未形成条件下采用300t汽车吊进行座环吊装。

关键词：首台机;座环;吊装

1 工程概况

阿尔塔什水利枢纽是塔里木河主要源流之一的叶尔羌河流域内最大的控制性山区水库工程，位于喀什地区莎车县霍什拉甫乡和克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县的库斯拉甫乡交界处。工程任务为在保证向塔里木河干流生态供水前提下以防洪、灌溉为主，兼顾发电等综合利用，水库总库容22.49亿m3，正常蓄水位1820m，最大坝高164.8m，电站装机容量755MW，其中主电站安装四台单机容量为175MW立式水轮发电机组，总装机700MW，电站主厂房为坝后引水式地面厂房，副厂房布置于主厂房上游侧。

阿尔塔什主电站座环采用带蝶形边的平行箱式结构，由上环板、下环板及固定导叶组成的焊接结构，其上下环板材质：Q345B-Z25，固定导叶材质：S500Q。座环的直径为Φ7170mm、高2492mm，总重量93t，共分两瓣运至现场，其中一瓣重（带蜗壳尾段）48t，其组合面经过精加工并配有定位销，组合螺栓把合后，对组合面预留坡口进行对称焊接。

2 吊装方案选择及吊车选型

2.1 现场施工条件

根据主电站厂房土建现场实际施工面貌，首台机座环基础支墩强度已满足座环吊装条件，而安装间段仅完成了安装间下部空压机室和油处理室底板（EL1608.35）施工。桥机尚未安装，不具备安装间组装座环条件，座环只能分瓣吊装。为了配合座环吊装需要，座环运输从油处理室和空压机室右边墙进入，其上下游边墙钢筋土建暂不施工，同时扩挖进场道路，按照坡比1：7修整路面，方便平板车及吊车进入作业现场。

2.2 吊装方案选择

座环吊装由于自身重量，现场塔式起重机不能满足吊装需要，而座环安装占工程直线工期，为了保证首台机组如期发电，确保工程整体施工进度，现场条件可采用移动式起重机进行座环吊装，保证关键线路工程如期完成。

2.3 吊车选择及索具选取

2.3.1 吊车选择

2.3.2 索具的选取

每个分瓣座环厂家设计3个吊点（见图1），每个吊点钢丝绳采用双股使用，钢丝绳选取按最重件48t计算，吊点A距离重心3245mm，吊点B距离重心862mm，吊点C距离重心3325mm。选取吊点A钢丝绳与垂直方向夹角30°（钢丝绳理想角度30°～40°），吊点A钢丝绳长度12980mm;吊点B钢丝绳与垂直方向夹角8.72°，吊点B钢丝绳长度11371mm;吊点C钢丝绳与垂直方向夹角30.61°，吊点C钢丝绳长度13060mm。

3 座环吊装

3.1 吊装前的准备

（1）对座环组合面、螺柱、螺母及螺栓孔进行清扫干净，并在座环上法兰面X轴线和Y轴线进行标记，以便安装。

（2）在基坑内准备好座环定位销、把合螺栓、千斤顶以及地脚螺栓，并在座环支墩上安装楔子板，要求：①楔子板与座环本体基础的搭接量超过2/3。②楔子板与预埋座环支墩基础的接触面积大于70%。③调整楔子板的顶面高程基本一致（高程应低于座环安装高程3～5mm），偏差不大于1mm，在楔子板上放置同一厚度的铜皮以保护座环和楔子板。

（3）为了保证吊装过程安全，从座环基础到安装间边墙铺设安全防护平台，面积约为13mX6m。施工防护平台采用Φ219*8无缝钢管做平台支腿，在每个支腿上部焊接钢板为250X250X16，下部用膨胀螺栓进行固定。从安装间边墙开始，在机组±X方向每间隔1m搭设一个钢管支腿，在机组±Y方向每间隔1.5m搭设一个钢管支腿，最后在钢板上部±X方向搭设通长20#工字钢，并全部焊接牢固（要求钢管支腿之间用10#槽钢加固牢靠，四周用斜支撑与底部插筋加固）。

图2 安全防护平台平面布置图

（4）两瓣座环分别使用两辆50t平板车运输，将座环平放在平板车的中部，用手拉葫芦和钢丝绳捆绑稳定。分瓣座环装车前，必须要求座环面在上，基础环在下装车。座环吊装到平板车后，倒车经预留的进场道路从高程EL1617进入到空压机室EL1608.35。吊装前，确保空压机室内混凝土及座环支墩混凝土强度满足要求，先汽车起重机进入到油处理室，将配重装配好，平板车后进入。

3.2 分瓣座环吊装

利用300T汽车吊将分瓣座环吊放到座环支墩上进行组装，起吊过程绑上缆风绳，在吊落过程调整方向。首先，先进行试吊检查起重机及吊具的性能是否正常，试吊时，将设备起吊距离平板车100mm，来回三次，使其产生动荷载，然后检查钢丝绳及绳鼻子是否受力均衡。第一瓣吊入时提前将座环地脚螺栓把合在座环支腿上，并按高程及中心调整后，进行临时加固，再将另一瓣按同样的方法吊装到安装位置，第二瓣靠近第一瓣时进行组合，并调整加固。

3.3 座环临时加固

分瓣座环吊装就位后，检查座环与基础支墩上楔子板的接触面积，用千斤顶调整楔子板的搭接量，保证座环受力均匀。分瓣安装时，应注意在座环适当位置进行加固，以免座环倾倒;等另一瓣座环吊入基坑后，调整两瓣座环组合面间隙以及座环水平、高程、中心，满足要求后用螺栓将座环组合一体。

3.4 座环测量调整

（1）中心位置调整 根据预设机组基准线X、Y标点挂十字钢琴线。根据工地自备的拉筋、千斤顶等工具调整座环的中心及方位。使座环上法兰面上的X、Y标记与十字钢琴线重合，单个值的偏差应不超过±4mm，平均值的偏差应不超过±3mm。

（2）高程测量调整 根据设计院给出已知高程，通过全站仪设备对座环上法兰面±X、±Y点进行测量，与已知高程进行调整，调整工具通过座环支墩千斤顶和楔子板。

（3）水平度测量调整 座环上法兰面的水平度要求精度高，座环上法兰面与其轴线垂直，也即是与机组轴线垂直。如果安装后，水平偏差大，则机组的轴线将不是铅垂线，势必影响后续机组运行。同时，座环是安装基准件，如果座环轴线倾斜，发电机种子和定子等其他部件，就会失去测量的依据。座环水平测量通过用水准仪和铟钢尺相互配合使用，为了全面掌握上法兰面的水平度情况，测量通常在±X、±Y及轴线之间45°进行铟钢尺的测量精度在0.001mm以内。

由于座环水平、中心、方位调整时必定会相互影响，因此，调整工作必定会反复进行多次才能满足要求。调整中心的原则是先调整容易满足的，其次是难一点。在座环的中心、方位调整时，座环上法兰面上X、Y标记与十字钢琴线的偏差很难同时满足时，此时应首先保證Y标记与钢琴线重合，其次保证X标记与钢琴线重合，以保证过流面光滑。

4 结语

水轮机座环是整个机组安装基准件，也是水电站机电安装的关键节点，它本身就是预埋部件中重量大、尺寸大、体型不规则的大型部件，其水平、高程、中心方位是决定整个机组的位置和安装质量。新疆阿尔塔什主电站水轮机座环吊装，在主厂房前期预埋阶段，运用汽车起重机能极大缩短整个项目的建设周期，可保障机组如期发电，同时证明该吊装方案在技术上、经济上、工期上具有很高的操作性。

参考文献：

[1]郑植.大型水轮机座环吊装技术[J].中国水运月刊，2014，14（6）：31-132.

[2]曾秀英.极石峡水电站水轮机座环安装质量控制[J].四川水力报，2013，34（2）：15-17.

[3]周若愚.大型混流式水轮机座环安装与焊接工艺[J].水利技术监督，2014，22（1）：65-68.