小機(jī)組發(fā)電機(jī)定子吊裝方案探討

李廣明

（中國(guó)電建集團(tuán)河北工程有限公司，河北 石家莊 050021）

1 前言

某火力發(fā)電廠建設(shè)過(guò)程中，因發(fā)電機(jī)定子到貨嚴(yán)重滯后；汽機(jī)房行車只有一臺(tái)且起升能力不能滿足定子吊裝需要。大型起重機(jī)械廠房外起吊以無(wú)法實(shí)現(xiàn)；液壓龍門吊亦無(wú)法實(shí)現(xiàn)定子吊裝就位。現(xiàn)場(chǎng)A 列凝汽器處暫未封閉，因此考慮利用卷?yè)P(yáng)機(jī)將定子從A 列3#、4#柱之間斜向平移至汽機(jī)房?jī)?nèi)（靠近定子基礎(chǔ)），從9m 運(yùn)轉(zhuǎn)層生根焊接鋼支撐對(duì)行車大梁進(jìn)行加固；同時(shí)，在行車小車靠近B 列端加裝橫梁固定一套50t 滑輪組與10t 卷?yè)P(yáng)機(jī)組成一套起升系統(tǒng)，配合行車大鉤“雙機(jī)抬吊”完成定子就位工作。此方案具有施工相對(duì)簡(jiǎn)單、施工周期短而且不影響土建施工進(jìn)度的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而節(jié)約了施工成本。

2 施工過(guò)程

2.1 定子拖運(yùn)

定子從場(chǎng)外汽車運(yùn)輸至汽機(jī)房外A 列3 軸、4#之間，使用180t 汽車吊卸車，利用滑道將發(fā)電機(jī)定子倒運(yùn)進(jìn)廠房?jī)?nèi)。

定子吊裝總體分為2 步：第1 步是將定子（帶包裝）由主廠房外吊運(yùn)到9m 平臺(tái)，第2 步是將定子（拆除包裝及端蓋）吊裝就位。首先，將定子用運(yùn)輸車直接運(yùn)至廠房外A 列3 軸、4 軸之間，使用180t 汽車吊卸車，暫時(shí)存放到A 排外，吊裝時(shí)利用滑道將發(fā)電機(jī)定子滑運(yùn)進(jìn)廠房?jī)?nèi)，用行車和卷?yè)P(yáng)機(jī)抬吊就位。

2.2 起升系統(tǒng)改造

2.2.1 行車主梁加固及核算

行車主鉤額定起吊重量為50t，不能滿足定子起吊任務(wù)，因此，需對(duì)行車主梁進(jìn)行加固，同時(shí)在行車上增加一套由10t 卷?yè)P(yáng)機(jī)組成的起升系統(tǒng)配合行車主鉤雙機(jī)抬吊實(shí)現(xiàn)定子吊裝。

行車兩軌道之間間距22m，主鉤設(shè)計(jì)荷載50t，則大鉤處于大梁中心處時(shí)大梁可承受的荷載為最大值，根據(jù)公式M=PL/4

式中，M 為最大彎矩；P 為最大荷載；L 為梁長(zhǎng)。

現(xiàn)將行車大梁進(jìn)行支撐，支點(diǎn)距離軌道一側(cè)11.5m，根據(jù)上面的公式，計(jì)算如下：

可知在將大梁經(jīng)過(guò)支撐后，該段大梁可承受荷載為95.6t，大于定子的重量85.3t，因此大梁安全可用。

2.2.2 大梁支撐管強(qiáng)度校核

（1）大梁、小車及定子總荷載計(jì)算。

查行車廠家資料可知：小車自重15.425t。滑輪組及繩索重量1t。

行車大梁可承載小車自重+ 最大額定載荷=15.425+50=65.425t， 則立管支撐總荷載數(shù)為：85.3t-50t+1t=34.3t

（2）支撐管截面積計(jì)算：支撐采用Φ273×9 的無(wú)縫鋼管，材質(zhì)20#。

（3）支撐管強(qiáng)度計(jì)算。

則有單根立管最大承載P=2.2DFK/1.5H=2.2×27.3×74.6×900/7.5×1.5=358438N

358438N/（9.8×1.1）/kg=33250kg ≈33.25t， 兩 根立管可承受荷載為33.25t×2=66.5t

式中，P 為獨(dú)立鋼管承載能力；D 為鋼管外徑（cm）；F為鋼管橫截面面積（cm2）；K 為系數(shù)，鋼管外徑小于152mm時(shí)取700，外徑大于159mm 時(shí)取900；H 為鋼管高度（m）。

該公式適用的鋼管材質(zhì)在10 號(hào)鋼以上。

經(jīng)上面計(jì)算可知，2 根立管可承受荷載為66.5t ＞36.3t，所以大梁支撐采用型號(hào)為Φ273×9 的無(wú)縫鋼管可以滿足承載要求。

2.2.3 卷?yè)P(yáng)機(jī)定滑輪承重梁核算

根據(jù)方案，卷?yè)P(yáng)機(jī)與行車大鉤共同抬吊定子，因此卷?yè)P(yáng)機(jī)承擔(dān)的荷載為85.3/2=42.65t，定、動(dòng)滑輪及繩索重量約為1t，則定滑輪懸掛梁承受的總重量為42.65+1=43.65t。

圖2

圖3

懸掛梁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度L=3500mm，受力點(diǎn)間距2600mm，梁高H=500mm，梁寬B=250mm，厚度δ=20mm。Q235A 許用應(yīng)力為1200kg/cm2。

查表可知，該矩形截面的截面特性：Wx=3603.15cm3

抗彎矩Many=PL/4×1.1×1.1=43.65×103×2.6/4×1.1×1.1=34330kg.m

彎 曲 正 應(yīng) 力Gmax=34330×102kg·cm/3603.15cm3=952.8kg/cm2＜1200kg/cm2。

該箱型梁的彎曲正應(yīng)力低于許用應(yīng)力，因此制作的箱型梁完全可以滿足承載需求，安全可用。

圖4

2.2.4 定子起吊

（1）吊裝定子鋼絲繩校核。定子帶包裝的外形尺寸為：6300×3540×3480mm，重量85.3t，吊點(diǎn)位置距離底面約500mm，主廠房行車大鉤及卷?yè)P(yáng)機(jī)動(dòng)滑輪距離9m 平臺(tái)最大高度約為6m。

圖5

吊裝分兩步：

①將定子吊運(yùn)到9m 平臺(tái)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選用φ39－6×37+1-170 的鋼絲繩，在行車大鉤側(cè)及卷?yè)P(yáng)機(jī)動(dòng)滑輪側(cè)均采取各4 股受力的方式進(jìn)行綁扎，查鋼絲繩吊重表可知：φ39 的鋼絲繩破斷拉力為78.7t。根據(jù)附圖11 可知，兩鋼絲繩與垂線夾角為12°，鋼絲繩受力計(jì)算：

圖1 定子穿墻示意圖

S= S破.n.cosα/G=78.4×8×cos12°/85.3=7.19 倍，安全系數(shù)7.19 ＞6，滿足安規(guī)要求。

將定子吊運(yùn)到9m 平臺(tái)，定子中心位置距離安裝位置約1300mm，此吊運(yùn)為帶包裝（底座）吊裝，所以吊點(diǎn)位置在底座上，如附圖11 所示，吊裝用鋼絲繩單股長(zhǎng)度為5418×2=10836mm，每個(gè)吊點(diǎn)因采用4 股繩受力，則有L繩長(zhǎng)=10836×2=21672mm，考慮到卡扣長(zhǎng)度及富余量，繩長(zhǎng)選定為20m。

鋼絲繩長(zhǎng)度20m，滿足吊裝高度的要求。

②將定子吊裝就位。定子吊裝就位時(shí)，需拆除底座及外包裝，并拆除端蓋，其吊裝凈重量約為66t。

擬選用φ39－6×37+1-170 的鋼絲繩，在行車大鉤側(cè)及卷?yè)P(yáng)機(jī)動(dòng)滑輪側(cè)2 套起吊工具，各采取4 股受力的方式進(jìn)行綁扎，查鋼絲繩吊重表可知：查鋼絲繩吊重表可知：φ39的鋼絲繩破斷拉力為78.7t。根據(jù)附圖11 可知，兩鋼絲繩與垂線夾角為8°，鋼絲繩受力計(jì)算：

S=S破.n.cosα/G=78.4×8×cos8°/66=9.41 倍，安全系數(shù)9.41 ＞6，滿足安規(guī)要求。

吊點(diǎn)位置在定子上，如附圖12 所示，吊裝用鋼絲繩單股長(zhǎng)度為3527×2=7054mm，因采用4 股繩受力，則有L繩長(zhǎng)=7054×2=14108mm，考慮到卡扣長(zhǎng)度及富余量，繩長(zhǎng)選定為12m。

吊運(yùn)至9m 平臺(tái)鋼絲繩長(zhǎng)度12m，滿足吊裝高度的要求。

（2）行車小車輪壓校核。根據(jù)行車廠家資料查得：小車自重15425kg，小車輪壓178.88KN；（增設(shè)2 個(gè)小車車輪，車輪通過(guò)自制構(gòu)架與原小車車體焊接固定到一起，卷?yè)P(yáng)機(jī)定滑輪承重梁安裝在新增車輪的自制構(gòu)架上，車輪作用于小車行走軌道上），臨時(shí)布置的卷?yè)P(yáng)機(jī)定滑輪、動(dòng)滑輪及繩索估重1000kg。

則吊裝時(shí)小車車輪承受的最大載荷為：85.3+15.425+1=101.725t，（式中85.3t 為定子總重量，帶底座等）。

增設(shè)小車車輪后總體可承輪壓：178.88kN×6=1073.28kN＞996.9kN

2.2.5 定子吊裝過(guò)程中注意事項(xiàng)

此定子吊裝方法與常用吊裝方案不同，吊裝過(guò)程中控制點(diǎn)比較多，因此采用該方法需對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)嚴(yán)格控制確保施工安全。重點(diǎn)注意起升與降落過(guò)程中卷?yè)P(yáng)機(jī)與行車主鉤的配合，保持定子在起吊過(guò)程中處于水平狀態(tài)。起吊前將定子整體吊起距地面約50mm 后停止，懸停15min，對(duì)所有起吊設(shè)施進(jìn)行全面檢查，并用水準(zhǔn)儀對(duì)兩臺(tái)橋式起重機(jī)主梁跨中撓度進(jìn)行測(cè)量，主梁的下?lián)隙炔坏贸^(guò)L/700，確認(rèn)各機(jī)構(gòu)無(wú)異常，受力部位無(wú)變形后，方可進(jìn)行下一步操作。試起吊，將定子起升200mm 高度后停止，操作起升和下降動(dòng)作2 次，檢查橋式起重機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)，檢查各受力部件的焊縫，確認(rèn)正常無(wú)塑性變形后方可正式吊裝。起吊過(guò)程中注意防磕碰，定子到達(dá)就位平臺(tái)后將定子方向轉(zhuǎn)成正式就位方向，到達(dá)基礎(chǔ)上方后將定子緩慢降落至基礎(chǔ)上。定子起吊過(guò)程中，應(yīng)安排專人在行車上檢查鋼絲繩繩卡是否有松動(dòng)現(xiàn)象，行車軌道上是否有異物等，還應(yīng)注意行車上的各種突發(fā)情況，如有發(fā)現(xiàn)第一時(shí)間報(bào)告起重總指揮。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)改造汽機(jī)房行車配合卷?yè)P(yáng)機(jī)實(shí)現(xiàn)定子吊裝就位的方案，克服了現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地狹小的局限性，保證了整體施工的總體進(jìn)度。本方案對(duì)其他同類型定子吊裝提供了一個(gè)新的參考思路。