曹春光
（山东电力建设第一工程公司，山东济南250131）
摘要：本文叙述了双行车加液压提升装置吊装东汽660MW级发电机中段定子及端罩组装的过程，同时对过程中行车、吊车梁等受力进行了计算。
关键词：双行车；液压提升装置；中段定子；端罩组装
前言
火力发电厂建设过程中，发电机定子吊装是整个施工的重点难点，传统的施工方案有：（1）订货起吊量大的行车或加固行车进行双机直接抬吊；（2）布置安装专用龙门架使用卷扬机或液压提升装置平移就位。前者方便简单，但增加行车采购成本，后者成本较低，但整套装置安拆复杂，施工进度受制。汽机房行车和液压提升装置组合使用，集两者优点，大幅降低工作量和成本，使得吊装程序简单、安全高效。
华电土右电厂发电机由东方电机股份有限公司生产，型号QFSN-660-2-22，定子为三段式到货，中段定子重270t，汽端端罩重29.05t，励端端罩重31.38t。本文采用双行车加液压提升装置将中段定子吊装就位，然后进行励端端罩和汽端端罩组合的方式，吊装前中段定子从吊物孔进入汽机房。
1概况
发电机中段定子重270t，外形尺寸：长×宽×高=8913mm×5434mm×3910mm，吊装时拆除发电机底脚，实际吊装重量266t。利用汽机房内两台80t行车，与安装在行车上的4根100t抬吊小梁、2根180t载荷分配梁、1根470t抬吊梁、4台液压提升顶、两套液压控制站、钢绞线等配合将中段定子提升至13.9m平台，后利用方箱、滚杠、液压千斤顶等组装端罩，完成定子的整个吊装过程。
2施工步骤
2.1行车并车
并车前，使用250t履带吊将小跑车拆除。调整两行车中心距与470t抬吊梁中心距一致。为保证两台行车运行同步，调整结束后将两台行车用φ159无缝钢管挠性联接在一起。
2.2液压提升装置组装
组装时支撑小梁垂直布置于行车桥架顶部，180t载荷分配梁平行于行车桥架并与470t抬吊梁组装后布置于桥架底部，180t载荷分配梁纵向中心线与发电机基础纵向中心线垂直。液压泵站分别吊放于行车大梁上并用链条葫芦锁紧，连接油管路。
2.3钢绞线穿装
仔细检查钢绞线表面应无严重锈蚀、弯折。根据液压提升装置说明书穿装钢绞线，穿钢绞线时应左右捻向交替穿入，并检查确认钢绞线使用次数不超过3次，每台液压千斤顶仅穿外圈16根即可。装下锚头时，锚爪外侧必须涂润滑锂基脂，且千斤顶的上下卡座锚爪外侧也需要涂润滑油锂基脂。钢绞线穿装完毕、载荷分配梁、抬吊梁组装完毕后，多次反复提升，使每个千斤顶的所有钢绞线均匀受力。根据液压提升装置说明书对液压提升装置进行单台调试。
2.4吊挂470t抬吊梁
液压提升装置调试合格后吊挂470t抬吊梁，吊挂前应特别对转动机构的灵活性、可靠性进行检查。
2.5复查整套液压提升装置
2.5.1液压提升装置安装完成后，重新对470t抬吊梁进行检查，转动机构是否灵活。
2.5.2在现场实际测量、检查起升高度。
2.5.3测量4台液压提升装置的起落速度，确保其同步，若有差别应进行调整。
2.5.4 检查钢绞线弯曲方向是否一致、顺畅。
2.6中段定子吊装就位
2.6.1一切准备就绪后起吊中段定子，吊起中段定子100mm后，维持10min安排专人监测行车主梁下挠度不得超过44.57mm（31200/700=44.57mm），同时检查行车大梁、吊车梁是否有开焊，油漆崩裂情况，并由专人对下锚头压板进行二次紧固。检查发电机定子的水平度，若水平偏差较大，应进行调整。
2.6.2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90°，使定子励端指向扩建端。
2.6.3继续提升中段定子，当中段定子底部高出发电机上方箱顶部100mm后，停止提升，对液压千斤顶的上下卡座锚爪外侧涂润滑锂基脂。指挥行车缓慢向发电机基础方向移动，移动时要缓慢且同步，避免急停、急驶产生冲击载荷，直至定子励端侧距励端侧基础孔洞距离为2250mm（励端端罩长度为2200mm）。
2.6.4发电机底脚安装
发电机底脚预先放置在方箱上的滚杠上，待中段定子落下后，穿入底脚的螺栓，电动扳手拧紧。
2.7中段定子与励端端罩组合
中段定子脱钩后，用行车将励端端罩吊至端罩安装位置，用方箱垫起，端罩中心与中段定子中心一致。然后使用2台20t千斤顶将中段定子与励端端罩组合就位，打入定位销，把紧螺栓，检查结合面缝面应接触紧密，0.05mm塞尺检查不入。
2.8中段定子与汽端端罩组合
中段定子与励端端罩组合完毕后，用行车将汽端端罩吊至汽端端罩安装孔位置，调整端罩中心与中段定子中心一致，用2台20t千斤顶将中段定子和励端端罩组合件推至中段定子就位位置。确认定子位置后缓缓指挥大车将汽端端罩往励端侧移动，组合就位后，参照上述方法安装，端罩下落、平移时不得与中段定子碰撞。
2.9定子就位
中段定子与端罩组合完毕后将整个基座通过四个200t千斤顶下沉到台板上，千斤顶分别支撑在四个吊盘的位置。至此整个定子吊装过程全部完成。
3吊装中的受力计算
3.1计算参数
3.1.1行车厂家提供参数：
（1）主梁跨距：31.2m；（2）起重机总重量：84.082t；（3）单片行车梁惯性矩（横轴惯性矩）Ix= 4697634cm4；（4）轨顶标高：大车26.4m 小车27.664m；（5）小车重量：14t；（6）发电机中心线距A轴15m；（7）厂房AB排轴距33m。
3.1.2液压提升装置参数：总重量：64.49t；
3.2最大剪力和最大弯矩计算
下面就二种状态下最大剪力和最大弯矩进分别行计算：状态一行车满负荷，状态二使用4×200t液压提升装置。
3.2.1额定状态下的行车单主梁受力计算（行车满负荷80t状态）：
额定状态下作用在行车上的总负荷为：G＝80t+14t=94t
每台行车单一主梁的集中受力为：P＝94×9.8KN/2＝460.6KN
（1）求支座反力：由∑MB=0
RA×31.2-460.6×15.6=0 则RA=230.3KN
由∑MA=0
RB×31.2-460.6×15.6=0则RB=230.3KN
（2）在这些外力作用下，全梁应分为二个区间
列AC段方程式：
设AC段任意截面距左端为x1,保留左侧段，则Q（x1）= RA=230.3KN（0＜x1≤15.6m）
M（x1）=RAx1 =230.3×x1 KNm（0＜x1≤15.6m）
列BC段方程式：
设BC段任意截面距右端为x2,保留右侧段，则Q（x2）=-RB=-230.3KN（0＜x2＜15.6m）
M（x2）=RBx2=230.3×x2KNm（0＜x2＜15.6m）
行车中心在轨道中心时，每台行车单一主梁所受的剪力及弯距为：
Qmax＝230.3KN，Mmax＝3592.68KNm
当大钩吊满负荷（80t）作用到B排极限位置时，大钩距B排轨道2m：
RB‘×31.2-[（80+14）×9.8/2] ×（31.2-2）= 0 RB‘＝431.07KN
当大钩吊满负荷（80t）作用到A排极限位置时，大钩距A排轨道1.97m：
RA‘×31.2-[（80+14）×9.8/2] ×（31.2-1.97）= 0 RA‘＝431.52KN
故行车在额定荷载下的最大剪力为Qmax＝RA‘＝431.52KN。
3.2.2起吊发电机定子状态下的行车单主梁受力计算（拆除小跑车后吊装定子状态）
作用在两台行车上的总负荷G＝G1+G2=266t+64.49t=330.49t=3238.80KN
式中： -----定子重量（不包括发电机底脚）
-----液压提升装置总重量
每台行车单一主梁的集中受力为：P＝3238.80KN/8＝404.85KN
吊装定子时，定子中心距A排行车轨道距离为14.325m，距B排行车轨道为16.875m。
（1）求支座反力（主梁假设为理想体）
由∑MB=0，RA×31.2-404.85×24.125-404.85×9.625=0，则RA=437.94KN
由∑MA=0，RB×31.2-404.85×7.075-404.85×21.575=0，则RB=371.76KN
（2）在这些外力作用下，全梁应分为三个区间
a.列AC段方程式 设AC段任意截面距左端为x1,保留左侧段，则
Q（x1）=RA=437.94KN （0＜x1≤7.075m）；M（x1）=RA x1 （0＜x1≤7.075m）
b.列CD段方程式
设CD段任意截面距左端为x2,保留左侧段，则
Q（x2）=RA-404.85=437.94-404.85=33.09KN （7.075m＜x2≤21.575m）
M（x2）=RAx2-404.85×（x2-7.075） （7.075m＜x2≤21.575m）
c.列DB段方程式
设DB段任意截面距右端为x3,保留右侧段，则
Q（x3）=-RB=-371.76KN （0＜x4≤9.625m）
M（x3）=RBx3 KNm（0＜x4≤9.625m）
3.2.3危险断面受力状态参数对比分析
行车满负荷状态：M2＝0.996 Mmax，Q2＝1.015Qmax；
吊装发电机定子：使用行车吊装定子时对比行车满负荷吊装时对行车主梁剪力超标1.015倍，行车厂家已出具证明行车可满足吊装要求。
3.3起吊发电机定子状态下的汽机房行车轮压核算
行车最大轮压为330KN（额定荷载），单梁可能的最大支座反力RA=437.94KN RB=371.76KN
吊装定子时汽机房行车轮压为（行车小车重14t，设行车8只行走轮平均承担荷载）
A排侧：RA/2+（84.082-14）×9.8/8=304.82KN＜ 330KN
B排侧：RB/2+（84.082-14）×9.8/8=271.73 KN＜330KN
由上可知，吊装定子时行车轮压小于额定荷载下行车最大轮压。
3.4起吊发电机定子状态下的汽机房行车挠度计算
3.4.1当P1作用时：P1=41311kg（404.85KN），b=707.5cm，l=3120cm，主梁截面 I=4697634cm4，E=2.1×106 kg/cm3，主梁位移变形量
L1=P1b（3l2-4b2）/（48EI）=41311×707.5×（3×31202-4×707.52）/（48×2.1×106×4697634）=1.6789cm
3.4.2当P2作用时：P2=41311kg（404.85KN），b=962.5cm，l=3120cm，主梁截面I=4697634cm4，E=2.1×106 kg/cm3，主梁位移变形量L2=P2b（3l2-4b2）/（48EI）=41311×962.5×（3×31202-4×962.52）/（48×2.1×106×4697634）=2.1410cm
3.4.3主梁的总变形为
L= L1+ L2=1.6789+2.1410=3.8199cm<[L]= L总/700=3120/700=[4.4571cm]
因此行车下挠度满足要求。
3.5环形吊带选择及校核
3.5.1吊带长度计算：本次吊装钢丝绳采用一对直径φ80mm，长度为22m的扁平环形吊带，以四股四的形式吊挂，钢丝绳共8股受力。
发电机吊盘的直径为φ=300mm，环形吊带厚度80mm，发电机吊耳的轴向距离为2820mm，发电机吊耳的径向距离为3820mm。
则O’A=[22000-3.14×（300+80）]/4=5202mm
OE=1910mm OF=1410mm
OA= （OE2+OF2）1/2=（19102+14102）1/2=2374 mm
OO’=（O’A2-OA2） 1/2=（52022-23742）1/2=4629mm
COSα= OO’/O’A=4629/5202=0.890
发电机吊耳中心至定子顶部距离为1900mm＜OO’=4629mm，则满足吊带吊挂要求。
3.5.2吊带强度核算
发电机定子起吊用索具为我公司液压提升装置专用的一对长度L=22m的扁平环形吊带。假定每股吊带所受拉力为F，钢丝绳子所承受的力=发电机定子重量=266t。
则：4FCOSα=266，求得F=74.72t
此吊带的最小破断拉力为F破=968t，则钢丝绳安全系数为：
n= F破/F=968/74.72=12.96＞8,此钢丝绳安全可靠。
3.6起吊高度核算
行车桥架顶部标高为：27664mm，发电机定子吊耳中心距发电机底部最低点距离为1900mm，起吊钢丝绳高度为： = 4629mm，抬吊扁担有效高度为2700mm，抬吊梁底部到其下锚头顶部距离为1215mm，液压提升装置液压千斤顶底部距离行车轨顶距离为1897mm。
则起吊时定子底部标高最高可达到：
27664-1900-4629-2700-1215-1897=15323mm=15.323m＞13.9m
因此起吊高度能够满足提升要求。
3.7钢绞线长度计算（钢绞索选用22m长）
行车小车轨道顶部标高27664mm，分配梁高度为450mm，抬吊扁担有效高度：2700mm，起吊钢丝绳高度OO?=4629mm，发电机定子吊耳中心距发电机中间段底部最低点距离为：1900mm，运输拖车最小高度：1160mm，假定钢绞线长度为L，则L＞
27664+450-1900-4629-2700-1160=17725mm，故选用的22m钢绞线能够满足吊装要求。
4结语
随着机组容量越来越大，发电机定子重量不断增加，寻找节时节力的吊装方案将是电建企业的首要任务。就目前而言，双行车加液压提升装置吊装定子已成为一套比较成熟可靠的方案，在计算方法上其他工程也可进行参考；在端罩组合上借鉴我公司东方电气组合式发电机定子分段吊装就位施工工法进行安装，大大了降低安全风险，对以后的定子吊装提供了借鉴。
参考文献：
[1]孙训方，方孝淑，关来泰．材料力学（第5版）[M]．北京：高等教育出版社，2009
[2]蔡裕民．吊装工艺计算近似公式及应用[M]．北京：化学工业出版社，2004
论文作者:曹春光
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年9月上
论文发表时间:2016/9/1
标签：定子论文; 行车论文; 发电机论文; 液压论文; 装置论文; 端端论文; 组合论文; 《建筑建材装饰》2015年9月上论文;