摘 要:国内一般大中型火力发电厂发电机定子根据实际情况,一般采用的吊装方法有“两桥吊抬吊法”、“单桥吊加固吊装法”、“提升架提升滑移吊装法”。本文特介绍单台75t桥吊通过另增加一组自制起重小车抬吊吊装131t定子的工艺方法供同类工程参考。
关键词:发电机 定子 吊装 方法
一、前言
某电厂2×135MW循环流化床机组工程#1、#2机组分别配置一台440t/h超高压循环流化床锅炉,一台N135-13.24/535/535超高压、中间再热反动式、双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机和一台WX21Z-073LLT空冷汽轮发电机。其中发电机定子重量为131.6t。厂房内设置一台跨度为31.5m的75/20t电动双梁桥式起重机(如下简称“桥吊” ),双梁跨距440cm。为了满足定子的吊装要求,在设备订货阶段,我们要求业主对厂家桥吊大梁进行加强设计,即要求主梁制造厂按照技术协议要求加强至起吊重量为145t,即“大钩位置在距桥架轨道中心9m处能起吊145t,在距桥架轨道中心11m处能承受定子净重131.6t,上述起重量145t不含原有小车自重”。本要求得到业主和厂家的同意。
二、吊装方案
本工程发电机定子重量131.6t,靠汽机房一台普通75t桥吊无法满足吊装要求。因桥吊大梁经过加强设计,故考虑在桥吊大梁上增加一台起吊能力为75t自制起重小车与原有75t起重小车抬吊定子完成卸车工作和吊装就位工作(参见图1、图2)。
本方案定子卸车和吊装过程均只考虑大车行走,不考虑两台起重小车行走,这样自制起重小车无需设计行走机构,简化了设计和制作难度,但要求定子必须按照指定的定子安装位置的横向中心线上停车卸车。本方案的关键是自制起重小车的设计。
三、自制起重小车结构设计
自制起重小车由10t卷扬机、H80×6D起重滑车组和车架组成。车架由车架主梁、车架托梁、车架滑靴、吊板和车架平台栏杆组成。10t卷扬机是起重小车的滑车组的提升动力,与起重滑车组组成起升机构。车架主梁支撑在桥吊大梁轨道上,主要承受起重滑车组的荷载。车架托梁主要用于安放卷扬机。车架滑靴用于小车在桥吊轨道上滑移安装就位。吊板用于悬挂定滑车组。
四、主要设计与验算
1.起重小车卷扬机和起重滑车组的选用
1)设备、材料选用
卷扬机——JM10型慢动10t卷扬机(卷扬拉力100kN,卷扬速度9m/min,使用600m直径φ28钢丝绳。
滑车组——H80×6D型80t六滑轮吊环型滑车组。
钢丝绳穿绕形式——因穿绕滑轮较多,为了避免滑车组起升过程中因左右滑轮转速不一造成滑车组滑轮轴倾斜,从而使钢丝绳与滑轮护板发生摩擦现象,本方案要求钢丝绳穿绕滑轮组的方式为“大花穿法”,参见下图4:
2)卷扬机牵引力计算
□ 当进行静载试验时,滑车组最大试验荷载Qmax=1.25×Q额=1.25×75t=93.75t。卷扬机牵引力Smax=αQmax。其中α——滑车组载荷系数,根据滑车组穿绕方式可知,滑车组工作绳数为13根,动、定滑轮数之和为12个,查《机械设备安装手册》(中国建筑工业出版社 1983年10月)表2-40得α=0.096。则
卷扬机牵引力Smax=αQmax=0.096×93.75t=9t<10t。10t卷扬机牵引力静载试验要求。
□ 当进行定子吊装时,滑车组荷载Q=1.1×G/2=1.1×131.6t/2=72.38t则
卷扬机牵起吊定子时的牵引力S=αQ=0.096×72.38t=6.95t。
3)卷扬机钢丝绳计算
钢丝绳规格:6×37+1-φ28钢丝绳,破断拉力Sb=40.7t。
当进行静载试验时,钢丝绳安全系数K=Sb/Smax=40.7t/9t=4.5倍,安全。
当进行定子吊装时,钢丝绳安全系数K=Sb/S=40.7t/6.95t=5.9倍,安全。
2.起重小车车架主梁的选用
自制起重小车车架主梁选用三根Ⅰ63b,长度为5m的Q235A材质(容许抗弯应力[σ]=1.55t/ cm2)工字钢拼接而成;其截面抵抗矩Wx=3×3116.6cm3=9349.8 cm3;其跨中最大荷载Qmax=1.25×75t=93.75t。则自制起重小车承载大梁最大应力:
σ=Mmax/Wx=(QmaxL/4)/ Wx,(其中L为桥吊双梁跨距440cm)
=(93.75t×440cm/4)/ 9349.8 cm3=1.103t/ cm2<[σ]=1.55t/ cm2,安全。
3.桥吊大梁承载能力核算
因自制起重小车总重量为9t,定子重量为131.6t,则桥吊实际荷载为140.6t,小于厂家允许的145t。故桥吊大梁承载能力满足定子卸车和吊装要求。
4.土建吊车梁承载能力核算
汽机房A、B两列砼吊车梁和砼柱经委托设计院设计人员核算,完全满足定子吊装全过程强度要求。
四、吊装工艺工程
1.起重小车制作:按照设计图要求起重小车制作;安装10t卷扬机;穿绕起重滑车组。
2.起重小车安装:用站于C排外的250t履带吊从汽机房屋面排风口处落钩,将置于桥吊正下方的起重下车从桥吊两大梁之间起吊-转身-起吊-再转身-落钩-滑移就位。
3.起重小车试验:起重小车经空载试验后必须经1.25倍额定荷载的静载试验和1.1倍额定荷载的动载试验合格方可正式投入使用,以确保定子吊装工作安全可靠。
4.定子卸车与就位:桥吊起重小车与自制起重小车准确就位-定子汽车运输至汽机房指定位置-75t吊钩和80t滑车组落钩绑扎-试吊-正式起吊-桥吊负载大车行走至定子安装位置-定子落钩就位-吊装工作结束。
五、实践效果
某电厂2×135MW机组工程#1机定子运抵电厂现场后,用了约3个小时的中午时间完成卸车和就位工作,吊装过程非常顺利。#2机定子抵达现场后,卸车及吊装就位工作用了4个多小时,吊装过程非常顺利。
六、结束语
某电厂2×135MW机组工程两台发电机定子吊装采用一台桥吊另加一台自制起重小车抬吊的吊装方法时虽不属首创,但也是较为先进的方法,因为这种方法免去了常规单台桥吊吊装定子时必须对桥吊大梁进行中部支撑加固的措施,为桥吊大车行走提供了便利,减轻了吊装方案的设计难度,可供同类机组工程技术人员参考。