三明市竹洲水電站3#機組A級檢修主軸吊裝

肖素梅 袁晨

【摘 ?要】燈泡貫流式機組吊裝是一難點，主要為空間小，翻身多，以三明市竹洲水電站3#機組A級檢修為例，詳細的介紹了主軸吊裝安全措施及方法，這些安全技術措施應用確保了檢修的順利完成。

【關鍵詞】燈泡貫流式機組;主軸;吊裝;安全

前言

竹洲水電站是福建省重點建設項目，位于福建省三明市，沙溪流域永安至沙溪口河段水電梯級開發的第二級，是7級電站中最大的一座。下游距三明市約14KM，為日調節水庫，河床式電站地面廠房內裝有3臺燈泡貫流式水輪發電機組，水輪機型號為GZ（B14）-WP-495，發電機型號為SFWG18-52/5300，單機容量18MW，總裝機容量為54MW。根據機組A級檢修周期，本次檢修為A級檢修。本次檢修計劃工期為2019年10月10日至2020年01月08日，共計90天。本次檢修嚴格按照國網公司、竹洲水電有限公司等有關檢修作業管理要求執行，認真開展“修前六落實、修中五把關、修后四個環節、開工前三個固化流程”，強化檢修全過程安全風險管控，做到“應修必修、修必修精”，安全、優質、高效地完成本次檢修工作。

一、檢修階段吊裝作業情況

吊裝作業貫穿于整個A級檢修全過程，是整個檢修工作的一項重點長期工作。保障吊裝作業安全，關系到整個檢修項目的安全;特別是流道蓋板、燈泡頭、定子、轉子、主軸、轉輪、導水機構等重、大件構件的吊裝作業，是整個吊裝作業安全的重要控制點，也是重要風險控制點。其中轉子最重，起吊重量64t;導水機構最大，直徑7.25米，起吊重量60t;主軸吊裝最為復雜，需要水平移動，再沿上游流道蓋板孔口斜對角吊出。這些構件的吊裝都需要編制專項吊裝施工方案，做好各項安全措施，確保吊裝安全順利進行。

二、主軸的結構特點

水輪機和發電機共用1根主軸，主軸兩端承載約200噸的轉動部件，水導軸承位于水輪機轉輪側，發導軸承位于發電機轉子側，主軸的安裝質量直接影響機組的安全穩定運行。

燈泡貫流式機組檢修中唯一一件大件吊裝不需要翻身的是主軸，根據不同結構特點和設計要求，采用不同的吊裝方法，如班竹溪水電站的主軸吊裝，是在主軸的中心點位置安裝一個專用吊具，只有一個吊點，在這不做詳細說明。本文主要介紹竹洲電站的主軸吊裝。竹洲電站的主軸吊裝為雙吊點吊裝。

三、吊具的選用

竹洲電站主軸重約45噸，軸長6050mm，根據吊物重量需要選用合理的鋼絲繩、卸扣、手拉葫蘆等。

1、吊索選用

根據GB/T 20118-2006《一般用途鋼絲繩》鋼絲繩選用6*37規格，作吊索安全系數選6倍，見表1。

鋼絲繩的安全系數 ?表1

1）每個吊點的拉力及最小破斷拉力計算

主軸吊裝采用雙吊點起吊，在聯接主軸與發電機轉子法蘭面安裝一個吊耳，吊索與鉛垂線夾角成30度，如圖1根據三角形余弦定理計算得出索具長度（mm）。

索具1長度=5114/COS30=5114/0.866=5905.312（mm）;

索具2長度=5114/COS8=5114/0.990=5165.66（mm）

因吊索長度不相同，計算吊索受力時要考慮吊索與鉛垂線夾角，則每根吊索受力為：S=（Q/n）*（1/cosθ）

式中S—每根吊索受到的力，KN;

Q—起吊物體的重力，KN;n—吊索根數;θ—吊索與鉛垂線的夾角;K—隨夾角變化的系數，見表2。

根根據上式可得出靠發電機側法蘭面吊耳的吊索受力為S1=（Q/n）*（1/cosθ）=（450/4）*（1/cos30）=112.5*（1/0.866）=129.91（KN），破斷拉力F=SK=129.91*6=779.45KN;

S2=（Q/n）*（1/cosθ=（450/2/2）*（1/cos8）=112.5*（1/0.99）=113.64（KN），破斷拉力F=SK=113.64*6=681.82KN;

2）吊索直徑

選用公稱抗拉強度為1770MPa的纖維芯鋼絲繩，根據下表3，分別選用鋼絲繩公稱直徑為40mm，38mm;最小破斷拉力為835KN，754KN。

2、另外還需準備20噸的導鏈2臺，55噸的卸扣1個，2噸的導鏈2臺，5噸的導鏈2臺，16mm的短頭鋼絲繩4根，24的短頭鋼絲繩2根。

四、吊裝

1、吊裝前準備工作

1）電站安裝有1臺64/32T的橋式起重機，專門用于機組安裝與檢修，吊裝前先要對橋機的所有機械部份、電氣部份、連接部件、各種保護裝置及潤滑系統等進行全面檢查，確保橋機的運行工況良好，吊裝前先空載運轉起升機構分別上、下往返3次并檢查電氣和機械部份及抱閘工作情況。安排專人負責橋機電源檢查及監護，并做好橋機起吊抱閘的監視。

2）將吊耳安裝在發電機與主軸聯接的法蘭上，在距離水輪機法蘭2.67米處安裝專用移動臺車，軸身吊架安裝于距臺車（兩中心）0.35米處;

3）在下游側靠轉輪處管型座內左右兩邊各安裝一個吊耳，準備5噸的導鏈2臺，用于主軸的水平移動。清除臺車軌道上的雜物。在上游側流道內導流錐兩旁搭設好腳手架供作業人員站位，搭設應滿足《腳手架規范》JGJ130中相關安全技術要求。

4）上游吊點鋼絲繩為φ40的麻芯鋼絲繩（6*37，公稱抗拉強度1770MPA下同），總長為11m，1彎2股，55噸卸扣2個，聯接上游吊耳和橋機大鉤一側（64T雙鉤），吊索與鉛垂線夾角成30度。下游吊點鋼絲繩選擇φ38，2股并齊纏繞在主軸上做捆綁繩，兩端4股并攏后掛在2臺20噸導鏈上，導鏈另一端掛在大鉤另一側的φ40短頭鋼絲繩上，夾角成8度確定吊點中心，再用導鏈進行調整。為避免鋼絲繩在軸上來回滑動以及造成劃傷，需在吊點位置四周用1mm厚的橡皮板加襯墊，鋼絲繩捆綁在橡皮板上。另外在下游法蘭螺栓孔處左右兩邊加裝2根φ16mm的短頭鋼絲繩，用2噸導鏈與捆綁繩相連，拉緊導鏈，使捆繩起吊后不移動。

5）在主軸法蘭兩邊各裝1條牽引繩，安裝位置相反，形成對拉模式。使主軸在吊裝過程中不來回晃動，保持相對平穩。在主軸上游側軸承支架的左右兩邊各安裝1條φ24mm的鋼絲繩，用作主軸在內筒體內的水平移動牽引繩。

6）最后所用吊具安裝完好后，如圖1，在正式吊裝前先進行試吊，試吊應上下來回3次，檢查所有條件都滿足吊裝安全條件后正式進行吊裝。

在所有的準備工作全部完善后，由技術負責人對所有參與作業的施工人員進行安全技術交底。交底應明確到個人。

2、吊裝具體過程

1）吊起主軸，左右牽繩引人員注意拉好引繩，聽專業起重工指揮，把主軸吊至上游側流道蓋板孔上方，由于孔口尺寸與主軸長度的間隙只剩200MM，因此需要把主軸沿孔口斜對角吊入流道內，兩邊對角與主軸兩端只剩800MM，因此兩邊牽引繩人員一定要注意力集中，聽專業起重工指揮，避免主軸上游側軸承支架和下游側法蘭撞到孔口邊沿，應緩慢平穩的使主軸吊入流道內，如圖3;吊入流道后，將主軸降到機組中心線附近時，調整主軸的方向使其與水流方向一致，如圖4。

2）緩慢的將主軸向下游側移動，使主軸下游側落到管型座的臺車軌道上，將管型座下游側內事先安裝好的2臺5噸導鏈與軸承支架上的2條鋼絲繩相連，檢查臺車與軌道，利用導鏈左右兩邊對稱使力拉動導鏈使主軸平移前進，如圖5。

3）當主軸進到管型座內到下游側吊點時，慢慢的松開下游側吊點上的20噸導鏈，取下捆綁繩，使主軸上的受力慢慢的轉移到上游側鋼絲繩上。在松開導鏈過程中，人員一定要做好防高墜安全措施，正確佩戴安全帶和防墜器。取下導鏈掛鉤需要緩慢進行，先取下固定捆繩的2臺2噸導鏈，再一邊松20噸導鏈，一邊把捆繩向上游側移出，一邊繼續拉下游側2臺5噸導鏈，使主軸向轉輪方向移動。當捆繩移至推力頭旁邊后，再松開20噸導鏈掛鉤，避免導鏈的掛鉤由于力的作用打到推力頭和軸承支架。

4）繼續拉5噸導鏈，直到軸承支架與導流錐法蘭面相連，安裝主軸，調整軸承支架，上好定位銷，打緊螺栓，保證安全后進行卸鉤。如圖6

五、結語

吊裝安全關系到機組安裝檢修的全過程，在貫流式機組中，起重吊裝是一項極為重要和危險性較大的作業項目，特別是主軸的吊裝因為空間有限，不能一次吊裝就位，增加了作業的難度和危險，因此吊裝前做好各項安全技術措施是確保項目安全順利完成的關鍵因素。

參考文獻：

[1]GB/T 20118-2006《一般用途鋼絲繩》

[2]福建三明竹洲水電有限公司3號水輪發電機組A級檢修工程施工發包人要求

[3]百度詞條

（作者單位：中國水利水電第十六工程局有限公司機電制造安裝分公司）