自制小车抬吊汽轮发电机定子施工工.docx
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自制小车抬吊汽轮发电机定子施工工
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6480×3600×3755mm。
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：
图3.1定子吊卸平面图
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：
图3.1.1.1行车负荷试验时受力分析图
行车跨距L=31.5m
行车在进行动负荷试验时起重载荷为：
75×1.1=82.5t
行车吊装82.5t时，行车大梁最大力矩：
Mmax=FRA×15.75
FRA=FRB=82.5/2=41.25t
Mmax=FRA×15.75
=41.25×15.75
=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=1.1×67=73.7t
受力分析如图3.1.1.2。
图3.1.1.2-1行车大梁不加固抬吊定子时受力分析图
FRA=FRB=73.7t
MRA=MRB=FRA×14.025=73.7×14.025=1034（t.m）
Mmax=MRA=MRB=1034＞650
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：
图3.1.1.2-2行车大梁加固图
行车大梁加固立柱长10m，采用φ325×10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3.1.1.3
F3=F4=73.7t
MRA’=MRC=FRA’×7.45=73.7×7.45=550（t.m）
Mmax=MRA=MRC=550＜650
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
图3.1.1.3-2行车大梁加固后侧面图
3.1.2行车大梁加固用立柱强度校核
立柱长10mφ325×10无缝钢管材质为A3钢
经计算立柱长细比λ＝62
查表立柱的折减系数为0.86
应力公式σ＝P／Aψ
其中A为钢管截面积A＝98.96cm2
P为单根立柱最大载荷P＝36.85t
σ＝P／Aψ＝36850／98.96×0.86＝433kg／cm2＜[σ]
取[σ]＝1400kg／cm2
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75×1.4﹦105t，
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200t10-10型号滑轮组。
图3.3自制小车构造示意图
3.4滑轮组挂梁支架梁强度校核：
受力分析图见图3.4-1：
FRDF5FRE
D60cm60cmE
图3.4-1滑轮组挂梁支架梁受力分析图
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，
滑轮组挂梁支架梁截面图见图3.4-2：
图3.4-2滑轮组挂梁支架梁截面图
抗弯截面模量：
Wx=
）/（
）=4325cm3
梁受最大弯矩Mmax=
60=1105500kg.cm
弯曲应力σmax=
=256kg/cm2
σmax<[σ]
[σ]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：
FRGF6FRH
G180cm180cmH
图3.5-1滑轮组挂梁支架梁受力分析图
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，
滑轮组挂梁截面图见图3.5-2：
图3.5-2滑轮组挂梁支架梁截面图
抗弯截面模量：
Wx=
）/（
）=14875cm3
梁受最大弯矩Mmax=
180=6633000kg.cm
弯曲应力σmax=
=446kg/cm2
σmax<[σ]
[σ]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67×1.1×103kg﹦73.7103kg选用200t10-10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。
200t10-10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，200t10-10滑轮组承载重量为5.5／0.07﹦78.6t＞73.7t（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。
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δ16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￠159×5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，经过汽机基础和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100mm左右停止起钩，小车缓慢行驶，带动专用小车同速行驶，使定子纵向中心线和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，和初次测量之差应不大于0.3L／1000。
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
1
2
技术专工
吊装方案编制及技术指导
1
3
安全专工
安全监督
1
4
起重工
工具的设置及吊装指挥
2
5
钳工
工具的设置及定子安装
5
6
行车操作工
行车操作
1
7
焊工
立柱的焊接
2
8
电工
电气维修
1
9
10
11
12
13
6.机具设备
机具设备见表6
表6机具设备明细表
序号
名称
规格
单位
数量
用途
1
钢管
φ325×10
m
30
2
钢管
φ108×5
m
30
3
槽钢
[12
m
25
4
钢板
δ=20
850×500mm
块
4
5
钢板
δ=10
m2
5
6
钢板
δ=16
张
3
7
钢丝绳扣
Φ6×37+1Φ6510m
对
1
8
钢丝绳扣
Φ6×37+1Φ24
m
300
9
汽车吊
50t
台
1
10
自制专用小车
台
1
11
倒链
2t
个
2
12
倒链
5t
个
3
13
千斤顶
16t
个
2
14
斜垫铁
块
50
15
电焊机
台
2
16
气割工具
套
1
17
滑轮组
200t
套
1
6.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—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；
7.7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。
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