径向移动装置在发电机定子吊装中的应用

发表时间:2020/5/18   来源:《中国电业》2020年第2期   作者: 曾小燕1 赵祥2
[导读] 在发电厂的建设中,发电机定子、汽包和主变压器被称为三大件。
         摘要:在发电厂的建设中,发电机定子、汽包和主变压器被称为三大件。在以往的施工过程中,这三大件的吊装工作均被看作是整个发电厂建设施工过程的重大工序。但是随着技术的发展以及火力发电机组的增大,机组中基本已不再采用汽包炉,而主变压器多数也是三相独立的,可以由履带式起重机完成其就位和安装工作。只有发电机定子的吊装工作仍然是火电发电机组的施工重点和难点。
         关键词:发电机定子吊装;径向移动装置;应用;
         火力发电厂定子吊装的方法主要有大型吊车吊装、定子吊装架吊装、天车四台小车抬吊和天车—液压提升装置吊装等。其中应用较多的是天车—液压提升装置吊装,但用此方法吊装定子有一定的局限性,前提必须是汽轮机不能扣缸,如果扣缸后就会造成液压提升装置起升高度不够而影响吊装。
         一、概述
         定子吊装径向移动装置使固定在天车主梁上的吊装系统实现了径向移动,吊装过程中可以使定子灵活的避开低压缸或其他障碍物。主要应用于火力发电厂汽轮机完成扣缸或汽轮机下缸就位后导致起升高度不足时,用天车—液压提升装置吊装定子的施工项目,此时定子只能从低压缸的一侧通过后采取径向滑移的方式才能就位,而此套径向移动装置能够完全解决定子径向滑移的难题,对今后火力发电厂定子吊装工程,无论汽轮机安装进度如何,都能够进行定子吊装,给工程的进度安排带来很大的便利性,使现场施工组织更加灵活,不再受施工进度的影响。
         二、定子吊装径向移动装置的应用
         2.1原理。国内传统的定子吊装系统,吊装梁放置在天车主梁上,吊装过程中不能相对移动,起吊时定子的轴向中心线必须正对就位轴线。即使采用四台小车抬吊工艺,附加小车也不带行走轮,无法移动,除非为附加小车单独定做行走轮,从而造成施工成本高、周期长,还增加了整套吊装系统的重量,对天车主梁的受力不利。为了突破传统的定子吊装工艺,使吊装梁能够在天车主梁上实现相对移动,我们设计了此套径向移动装置,其技术原理是通过自制的滚轮在天车小车轨道上滚动的方式来实现吊装系统载着定子的径向移动,可以实现定子绕过低压缸或其它障碍物进行吊装,解决以往定子不能径向移动的吊装难题。滚轮的设计能够和天车小车轨道配套使用,采用轴与滑动轴承摩擦的方式。滚轮和轴的材质分别为45#钢和40Cr,调质处理,每个滚轮的设计额定载荷为20t,为了提高整套装置的安全性和稳定性,将每2个滚轮装配成一个滑移小车,最后通过4个10t电动倒链牵引滑移小车的方法实现吊装系统和定子的径向移动。
         2.2吊装中的受力计算。定子吊点中心至定子运输框架上表面高度980mm,定子吊点纵向间距4354mm,横向间距3800mm;定子长度8140mm(含端盖),定子运输重量195t。吊车跨距25.5m,小车跨距4300mm,吊钩起升高度24.5m。两台车两吊钩中心最小距离9380mm(保留一组缓冲器)。定子吊装的吊具主梁采用Φ377×10mm的无缝钢管制作,长度为10200mm。在实际施工中为防止管子变形,绑扎绳处即两端端头1000mm长度的范围内填满200号的混凝土。扁担轴向力主要是由于钢丝绳斜吊的水平分力。扁担侧向分力两两相互抵消。定子吊装前,在每台吊车的大钩滑轮组处并排加装起重滑车,在起重小车滑轮组处增加装一套20t起重滑车,将大钩原来的12 股绳变为16 股绳受力。大钩改造方法为在大钩外侧包20mm厚钢板,并在顶点中心用钢板焊接连接,全部采用焊接结构,滑车连接孔顶至外缘,吊钩设计改造在两侧下斜面处,采用的是角焊缝,为了安全起见考虑单侧受力焊缝安全。
         2.3吊装系统安装。

支撑梁和吊挂梁的组合→上锚头钢绞线的穿装→液压提升装置的吊装→液压泵站的吊装→下锚头钢绞线的穿装→天车并车→吊装系统组合→初紧钢绞线。
         2.4吊装系统检查。吊装系统组装完毕后,应派专人对整套吊装系统进行检查,主要检查加装在天车大梁上方液压提升装置摆放位置是否符合要求、各个部位的销轴连接方式是否正确、有无影响定子提升的障碍物、天车并车连接是否符合要求等,确认一切合格后方可进行下一施工步骤的作业。(1)发电机定子运输到位及绷钩:定子运输板车沿垂直于通道倒车进入汽机房内的检修场地,运输板车中心线距11轴中心线5250mm,解除定子与运输板车之间的附属连接装置,整套定子吊装系统对定子进行绷钩;(2)预紧钢铰线:在液压提升装置上部,将单棵钢铰线用提壶卡住,挂在1t倒链上,给每棵钢铰线施加预紧力,每台液压提升装置20棵钢铰线轮流预紧调整,共预紧3次,使其受力一致,如受力不均匀时继续调整,直至钢绞线受力一致;观察、测量定子是否下滑,液压元件是否漏油,电机、液压泵站工作是否正常。起吊过程中监视吊装系统构件及天车主梁有无变形,焊缝有无异常,并用经纬仪跟踪测定天车大梁的挠度;完成试吊工作,汇总各方面情况,若存在不合格项,放下定子进行调整,再次试吊,直至合格。经有关部门负责人鉴定认可后,方可进行正式吊装作业。
         2.5定子吊装、就位。(1)正式起吊:现场总指挥下达吊装命令后,液压提升装置操作人员启动提升装置,提升定子。在提升过程中应做好各安全点的监护和整个过程的监护,特别是液压提升装置的下卡爪盘应设专人监护,直至定子最下缘完全超过定子运输车约200mm后停止,指挥定子运输板车开走。继续提升定子,在提升过程中,为了提高卡爪的使用寿命,每提升5m高度给卡爪加注一次硫化钼锂基润滑油脂,提升定子至其底部超过汽机房15.5m运转层平台约500mm时停止提升;(2)定子转向:天车司机操作天车缓慢行走大车至汽机房1之间的空旷位置,通过人力使发电机定子旋转,由汽机专业人员确认定子的方向准确无误,在定子两端拉设麻绳,继续提升中段定子,待中段定子底部高出运输车最高点后,将运输车开出汽机房。定子吊装至汽机房运转层后,将发电机定子旋转使定子励端指向扩建端。(3)定子向A列滑移:定子转向完成后,施工人员操作天车上方的4个10t电动倒链将整套吊装系统和定子整体向汽机房A列方向滑移,直至定子最外沿距离低压缸最外侧时停止滑移;(4)天车行走:天车司机继续操作天车缓慢行走大车,此时保证大车运行速度调到最小,将定子吊至定子的径向中心线与就位径向中心线重合时停止;(5)定子向就位基础滑移:操作电动倒链将吊装系统和定子向就位基础方向滑移,将定子滑移至定子轴向中心线与就位轴向中心线重合;(6)定子下降及正式就位:等定子稳定后,操作液压提升装置进入下降工况,当定子距离就位高度约200mm时停止,经相关专业人员检查确认后,继续降下定子,使其正式就位,完成吊装;(7)拆除吊装系统,清理施工现场,做到“工完、料尽、场地清。”
         结语:本文所述的发电机定子吊装方案,适用于火电厂两车抬吊发电机定子就位,具备安全可靠、就位快的特点,可参考使用。随着国内电力行业施工集成化和大型设备的发展,吊装工程越来越多,起吊重量越来越大,吊装环境和使用的工机具也都趋于复杂化、多样化,而此套径向移动装置就是在吊装环境复杂变化的情况下研制成功的,使以往定子吊装工艺中固定在天车主梁上的吊装系统实现了径向移动,能够很好的解决火力发电厂中发电机定子等大型设备的移动吊装难题,其应用在国内尚属首例,为将来再遇到类似问题提供了解决方案。
         参考文献:
         1《材料力学》(高等教育出版社)刘鸿文
         2《机械设计手册》(化学工业出版社)成大先
         3《五金手册》(机械工业出版社)李维荣
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