1、自制小车抬吊汽轮发电机定子施工工法1.前言汽轮发电机定子是火力发电厂安装工程中最重要的三件设备之一，它安装在汽机房内较高（一般标高在+10m 以上）的混泥土基础上。本工法是针对中国铝业河南分公司自备热电厂135MW 汽轮机发电机组安装工程，如何克服汽机房行车吊装重量小、汽机房内空间狭窄大吊车无法介入施工以及常用液压提升装置造价高台班费高等因素，结合工程具体施工情况，进行研究开发。本工法现已在迪尔集团有限公司内部推广，成功吊装了 8 台大型发电机定子，经济效益和社会效益显著。2.工法的特点及适用范围2.1 可实现卸车吊装就位连续操作，有效缩短了工期。2.2 充分利用了汽机房行车，另外只增加了一台
2、自制小车和支撑行车大梁用的立柱，费用明显降低。2.3 工艺简单，吊装时间短，大大降低了大型设备吊装安全风险。本工法适用于纵向布置的 135MW 及 150MW 汽轮发电机组定子吊装。3.工艺原理 以中国铝业河南分公司自备热电厂 135MW 汽轮机发电机组安装工程为例介绍如下：该工程发电机由济南发电机厂生产制造，发电机定子重 134t，外形尺寸为 648036003755mm。机组基础为岛式基础，纵向布置，标高为+10m；汽机间行车为 QD75/20t电动双梁桥式起重机，跨距 31.500m。机组纵向中心线到 B 排柱行车道轨中心线距离16.300m。定子卸车及安装施工中把自制小车安装在汽机房行
3、车大梁上的轨道上，和原有行车的小车并列，把行车行驶到和定子基础横向中心线一致处，用立柱支撑行车大梁，吊装时大车不动，只行走两个小车。然后运输车把定子运到行车下，进行卸车吊装就位。定子吊卸平面图见图 3.1： BA运输路线大 门纵向中心线 横 向 中 心 线发 电 机 定 子 2#机 组1#机 组3.1 行车大梁强度计算3.1.1 行车大梁受力分析对比3.1.1.1 行车负荷试验时受力分析见图 3.1.1：BAFRA15.75mFRB15.75mF1行车跨距 L=31.5m 行车在进行动负荷试验时起重载荷为：751.1=82.5t行车吊装 82.5t 时，行车大梁最大力矩：Mmax=FRA15.
4、75FRA=FRB=82.5/2=41.25tMmax=FRA15.75=41.2515.75 =650（t.m）3.1.1.2 若对行车大梁不加固仅利用自制小车及行车抬吊 134t 定子时，自制小车所承受载荷：考虑不均匀系数后 F1=F2=1.167=73.7t受力分析如图 3.1.1.2。图 3.1.1.1 行车负荷试验时受力分析图图 3.1 定子吊卸平面图F1，BAFRA14.025mFRB14. 025mF21. 725m 1. 7251. 725mFRA = FRB =73.7tMRA=MRB= FRA14.025=73.714.025=1034（t.m）Mmax= MRA=MRB
5、=1034650故行车大梁不加固不能满足吊装需要。故拟采用图 3.1.1.2-2 所示对行车大梁进行加固： 钢 管 108钢 板 2钢 管 32510米 平 台 导 轨行车大梁加固立柱长 10m，采用 32510 无缝钢管，材质为 A3 钢，距 B 排柱行车轨道中心线 18500mm。3.1.1.3 加固后行车大梁强度校核加固后行车大梁受力分析如图 3.1.1.3C1. 8mBAFRA7.45mF4F3 FRC7.45m图 3.1.1.3-1 行车大梁加固后受力分析图1. 8m图 3.1.1.2-1 行车大梁不加固抬吊定子时受力分析图图 3.1.1.2-2 行车大梁加固图F3=F4=73.7t
6、MRA = M RC=FRA 7.45=73.77.45=550（t.m）Mmax=MRA=MRC=550650加固后的行车大梁能满足吊装需要。行车大梁加固后侧面图见图 3.1.1.3-2 325*10钢 管 钢 板排 柱 排 柱3.1.2 行车大梁加固用立柱强度校核立柱长 10m 32510 无缝钢管 材质为 A3 钢经计算立柱长细比 62查表立柱的折减系数为 0.86应力公式 PA其中 A 为钢管截面积 A98.96cm 2P 为单根立柱最大载荷 P36.85tPA3685098.960.86433kgcm 2取1400kgcm 2故立柱抗压及稳定性能满足要求。3.2 行车轨道梁强度校核定
7、子在起吊时分配到 B 排柱行车轨道梁上的载荷为 73.7t，行车轨道梁设计可载荷为 751.4105t，故行车轨道梁能满足吊装需要。3.3 自制小车车架设计自制小车构造图见图 3.3，自制小车所承受载荷 73.7t，滑轮组选用 200t 10-10 型号滑轮组。图 3.1.1.3-2 行车大梁加固后侧面图60cm60cm滑轮组挂梁滑轮组挂梁支架梁360cm滑轮组挂梁小车导轨小车导轨3.4 滑轮组挂梁支架梁强度校核：受力分析图见图 3.4-1： FRD F5 FRED 60cm 60cm E滑轮组挂梁支架梁外形尺寸长 160cm，宽 35cm，高 53cm。上下腹板厚 2cm，立板厚1.2cm，
8、滑轮组挂梁支架梁截面图见图 3.4-2：图 3.3 自制小车构造示意图图 3.4-1 滑轮组挂梁支架梁受力分析图抗弯截面模量：Wx= ）/( )=4325cm3（31211312 2梁受最大弯矩 Mmax= 60=1105500kg.cm737004 弯曲应力 max= =256kg/cm2max取 1400kg/cm2滑轮组挂梁支架梁满足强度要求。3.5 滑轮组挂梁强度校核受力分析图见图 3.5：FRG F6 FRHG 180cm 180cm H自制滑轮组挂梁外形尺寸长 500cm，宽 70cm，高 90cm。上下腹板厚 2cm，立板厚 1.2cm，图 3.4-2 滑轮组挂梁支架梁截面图图
9、3.5-1 滑轮组挂梁支架梁受力分析图滑轮组挂梁截面图见图 3.5-2：抗弯截面模量：Wx= ）/( )=14875cm3（31211312 2梁受最大弯矩 Mmax= 180=6633000kg.cm737002 弯曲应力 max= =446kg/cm2max取 1400kg/cm2滑轮组挂梁满足强度要求。3.6 滑轮组动力校核附加小车动载荷为 671.1103kg73.710 3kg 选用 200t 10-10 滑轮组能满足需用。该滑轮组的动力来源由行车小钩头的卷扬机提供。行车小钩头是四轮八股钢丝绳，双抽头，小钩头动载实验时载荷为 22t，该卷扬机的载荷即抽头拉力为 5.5t。200t 1
10、0-10 滑轮组的抽头拉力系数为 0.07，则用小钩头卷扬机作动力，单抽头，200t 10-10 滑轮组承载重量为 5.50.0778.6t73.7t（滑轮组在吊装时的分配载荷） 。故滑轮组的动力来源由行车小钩头的卷扬机提供能满足吊装需要。图 3.5-2 滑轮组挂梁支架梁截面图3.7 其他材料选用吊钩、钢丝绳、吊耳等简单的选择校核在此就不再做赘述。4.施工工艺流程及操作要点4.1 资料准备4.1.1 行车随机安装使用说明书，图纸4.1.2 发电机随机安装使用说明书，图纸4.1.3 设计院设计的设备安装平面布置图4.2 吊装前的现场施工准备4.2.1 行车经验收合格。并测量行车大梁中心到操作平台
11、的垂直距离。4.2.2 拖车行走路面夯实铺平，如不实上面铺盖 16 的钢板。行车行走路线上，拆除栏杆扶梯及杂物。4.2.3 完成附加专用小车的制造安装工作，完成滑轮组的安装和钢丝绳的缠绕工作，并自检验收合格。4.2.4 完成自制小车和行车小车的刚性连接，连接用1595 的钢管，并保证两主钩吊点间距等于发电机定子横向吊耳间距，即 3450mm。4.2.5 汽机 10 米操作平台安全防护栏安装完毕。4.2.6 完成行车大梁的加固，并用临时车挡将行车固定。4.3 吊装过程4.3.1 发电机定子由运输车从 A 排柱大门运入汽机房，经过汽机基础与 B 排柱间的通道，使定子横向中心线和发电机基础横向中心线
12、一致，发电机定子的方向要和安装方向一致，发电机定子在制造厂装车时，要通过业主联系发电机厂家，确定装车方向。4.3.2 行车两钩慢慢落下，钢丝绳兜挂定子吊耳，完成定子捆绑工作。4.3.3 指挥员指挥行车起钩，尽可能使两钩起升速率一致，保证定子吊装平稳。吊离定子100mm 左右 ，停止起钩，定子静挂 10 分钟，这期间检查吊装系统各部件是否正常。4.3.4 一切正常后正式起钩，开走拖车。4.3.5 当定子底部高出 10 米层 100 mm 左右停止起钩，小车缓慢行驶，带动专用小车同速行驶，使定子纵向中心线与基础纵向中心线基本一致时，两小车停止行驶，两钩头同速缓慢降落，使定子落至基础上。对定子就位后
13、不方便穿入的地脚螺栓，应在定子落下前穿好。4.3.6 吊装结束。拆除行车加固立柱及临时小车，恢复小钩头及钢丝绳。4.3.7 再次测量行车大梁中心到操作平台的垂直距离，与初次测量之差应不大于0.3L1000。L 为行车跨距。5.劳动组织劳动组织见表 5表 5 劳动组织明细表序号 分工 主要任务 人数1 指挥 全面负责吊装组织工作 12 技术专工 吊装方案编制及技术指导 13 安全专工 安全监督 14 起重工 工具的设置及吊装指挥 25 钳工 工具的设置及定子安装 56 行车操作工 行车操作 17 焊工 立柱的焊接 28 电工 电气维修 19101112136.机具设备机具设备见表 6表 6 机具
14、设备明细表序号 名称 规格 单位 数量 用途1 钢管 32510 m 302 钢管 1085 m 303 槽钢 12 m 254 钢板 =20850500mm块 45 钢板 =10 m2 56 钢板 =16 张 37 钢丝绳扣 637+1 65 10m对 18 钢丝绳扣 637+1 24 m 3009 汽车吊 50t 台 110 自制专用小车 台 111 倒链 2t 个 212 倒链 5t 个 313 千斤顶 16t 个 214 斜垫铁 块 5015 电焊机 台 216 气割工具 套 117 滑轮组 200t 套 16.质量控制6.1 该工法遵照执行工程建设安装工程起重施工规范（HG20201
15、2000） 。6.2 所有参加吊装人员要熟悉该工法的工艺流程及操作要点；6.3 发电机基础经有关人员共同验收并合格； 6.4 发电机垫铁及台板布置完毕并合格；6.5 定子在卸车前应和就位后的方向一致；6.6 卸车前定子的横向中心线要和定子基础的横向中心线一致。7.安全措施7.1 起吊范围内的孔洞应可靠封堵，平台、楼梯栏杆应完善；7.2 起吊范围内应拉出安全警戒线，无关人员不得入内；7.3 起吊前应对吊索、吊具、行车等作全面检查，以确保万无一失；7.4 行车设专人操作，并持证上岗；7.5 起吊过程要保证指挥统一，令出一口，避免乱指挥；7.6 所用棱角处的绑扎绳都要作必要保护，减少对绳的损伤；7.
16、7 发现异常现象应停止作业，查清原因后，方可继续作业；7.8 焊工作业要建立焊头回收制度；7.9 废手套，废黄油，废边角料，建立废料回收区，实行随干随清制度。8.效益分析按本工法吊装汽轮发电机定子，利用自制专用小车抬吊工艺，仅用一天就能快速的完成吊装任务，保证定子安全顺利地吊装就位。目前，电建公司采用传统的液压提升装置吊装汽轮发电机定子，一般耗时 7 天，施工工艺复杂；另一方面，液压提升装置购置费较高，达 320 万元，一次吊装租赁费也需 30 万元。而采用本工法，所需装置的制作成本仅需 8 万元，工期仅需一天，工程成本大大降低。9.工程实例利用该工法已成功吊装了 8 台大型汽轮发电机定子，为
17、公司节省吊装费用 200 余万元。实例如下：9.1 河南中铝集团 135MW 热电工程，汽轮发电机定子重 134t，采用本工法吊装就位，用时一天，该工程已于 2008 年 6 月并网发电。9.2 河北唐山东方发电厂 150MW 发电工程，汽轮发电机定子重 148t，采用本工法吊装就位，用时一天，该工程 2009 年 3 月交工。9.3 山西朔州格瑞特 135MW 热电厂，汽轮发电机定子重 134 吨，1 号，2 号定子均用本工法，均用一天，1 号机已并网发电，2 号机正准备进入 168 小时。9.4 山东海化集团第三热电厂 150MW 热电工程，汽轮发电机定子重 148t，采用本工法吊装就位，用时一天，该工程待竣工。
