小机组发电机定子吊装方案探讨

李广明

（中国电建集团河北工程有限公司，河北 石家庄 050021）

1 前言

某火力发电厂建设过程中，因发电机定子到货严重滞后；汽机房行车只有一台且起升能力不能满足定子吊装需要。大型起重机械厂房外起吊以无法实现；液压龙门吊亦无法实现定子吊装就位。现场A 列凝汽器处暂未封闭，因此考虑利用卷扬机将定子从A 列3#、4#柱之间斜向平移至汽机房内（靠近定子基础），从9m 运转层生根焊接钢支撑对行车大梁进行加固；同时，在行车小车靠近B 列端加装横梁固定一套50t 滑轮组与10t 卷扬机组成一套起升系统，配合行车大钩“双机抬吊”完成定子就位工作。此方案具有施工相对简单、施工周期短而且不影响土建施工进度的优点，进而节约了施工成本。

2 施工过程

2.1 定子拖运

定子从场外汽车运输至汽机房外A 列3 轴、4#之间，使用180t 汽车吊卸车，利用滑道将发电机定子倒运进厂房内。

定子吊装总体分为2 步：第1 步是将定子（带包装）由主厂房外吊运到9m 平台，第2 步是将定子（拆除包装及端盖）吊装就位。首先，将定子用运输车直接运至厂房外A 列3 轴、4 轴之间，使用180t 汽车吊卸车，暂时存放到A 排外，吊装时利用滑道将发电机定子滑运进厂房内，用行车和卷扬机抬吊就位。

2.2 起升系统改造

2.2.1 行车主梁加固及核算

行车主钩额定起吊重量为50t，不能满足定子起吊任务，因此，需对行车主梁进行加固，同时在行车上增加一套由10t 卷扬机组成的起升系统配合行车主钩双机抬吊实现定子吊装。

行车两轨道之间间距22m，主钩设计荷载50t，则大钩处于大梁中心处时大梁可承受的荷载为最大值，根据公式M=PL/4

式中，M 为最大弯矩；P 为最大荷载；L 为梁长。

现将行车大梁进行支撑，支点距离轨道一侧11.5m，根据上面的公式，计算如下：

可知在将大梁经过支撑后，该段大梁可承受荷载为95.6t，大于定子的重量85.3t，因此大梁安全可用。

2.2.2 大梁支撑管强度校核

（1）大梁、小车及定子总荷载计算。

查行车厂家资料可知：小车自重15.425t。滑轮组及绳索重量1t。

行车大梁可承载小车自重+ 最大额定载荷=15.425+50=65.425t， 则立管支撑总荷载数为：85.3t-50t+1t=34.3t

（2）支撑管截面积计算：支撑采用Φ273×9 的无缝钢管，材质20#。

（3）支撑管强度计算。

则有单根立管最大承载P=2.2DFK/1.5H=2.2×27.3×74.6×900/7.5×1.5=358438N

358438N/（9.8×1.1）/kg=33250kg ≈33.25t， 两 根立管可承受荷载为33.25t×2=66.5t

式中，P 为独立钢管承载能力；D 为钢管外径（cm）；F为钢管横截面面积（cm²）；K 为系数，钢管外径小于152mm时取700，外径大于159mm 时取900；H 为钢管高度（m）。

该公式适用的钢管材质在10 号钢以上。

经上面计算可知，2 根立管可承受荷载为66.5t ＞36.3t，所以大梁支撑采用型号为Φ273×9 的无缝钢管可以满足承载要求。

2.2.3 卷扬机定滑轮承重梁核算

根据方案，卷扬机与行车大钩共同抬吊定子，因此卷扬机承担的荷载为85.3/2=42.65t，定、动滑轮及绳索重量约为1t，则定滑轮悬挂梁承受的总重量为42.65+1=43.65t。

图2

图3

悬挂梁设计长度L=3500mm，受力点间距2600mm，梁高H=500mm，梁宽B=250mm，厚度δ=20mm。Q235A 许用应力为1200kg/cm2。

查表可知，该矩形截面的截面特性：Wx=3603.15cm3

抗弯矩Many=PL/4×1.1×1.1=43.65×103×2.6/4×1.1×1.1=34330kg.m

弯 曲 正 应 力Gmax=34330×102kg·cm/3603.15cm3=952.8kg/cm2＜1200kg/cm2。

该箱型梁的弯曲正应力低于许用应力，因此制作的箱型梁完全可以满足承载需求，安全可用。

图4

2.2.4 定子起吊

（1）吊装定子钢丝绳校核。定子带包装的外形尺寸为：6300×3540×3480mm，重量85.3t，吊点位置距离底面约500mm，主厂房行车大钩及卷扬机动滑轮距离9m 平台最大高度约为6m。

图5

吊装分两步：

①将定子吊运到9m 平台。根据现场实际情况，选用φ39－6×37+1-170 的钢丝绳，在行车大钩侧及卷扬机动滑轮侧均采取各4 股受力的方式进行绑扎，查钢丝绳吊重表可知：φ39 的钢丝绳破断拉力为78.7t。根据附图11 可知，两钢丝绳与垂线夹角为12°，钢丝绳受力计算：

图1 定子穿墙示意图

S= S破.n.cosα/G=78.4×8×cos12°/85.3=7.19 倍，安全系数7.19 ＞6，满足安规要求。

将定子吊运到9m 平台，定子中心位置距离安装位置约1300mm，此吊运为带包装（底座）吊装，所以吊点位置在底座上，如附图11 所示，吊装用钢丝绳单股长度为5418×2=10836mm，每个吊点因采用4 股绳受力，则有L绳长=10836×2=21672mm，考虑到卡扣长度及富余量，绳长选定为20m。

钢丝绳长度20m，满足吊装高度的要求。

②将定子吊装就位。定子吊装就位时，需拆除底座及外包装，并拆除端盖，其吊装净重量约为66t。

拟选用φ39－6×37+1-170 的钢丝绳，在行车大钩侧及卷扬机动滑轮侧2 套起吊工具，各采取4 股受力的方式进行绑扎，查钢丝绳吊重表可知：查钢丝绳吊重表可知：φ39的钢丝绳破断拉力为78.7t。根据附图11 可知，两钢丝绳与垂线夹角为8°，钢丝绳受力计算：

S=S破.n.cosα/G=78.4×8×cos8°/66=9.41 倍，安全系数9.41 ＞6，满足安规要求。

吊点位置在定子上，如附图12 所示，吊装用钢丝绳单股长度为3527×2=7054mm，因采用4 股绳受力，则有L绳长=7054×2=14108mm，考虑到卡扣长度及富余量，绳长选定为12m。

吊运至9m 平台钢丝绳长度12m，满足吊装高度的要求。

（2）行车小车轮压校核。根据行车厂家资料查得：小车自重15425kg，小车轮压178.88KN；（增设2 个小车车轮，车轮通过自制构架与原小车车体焊接固定到一起，卷扬机定滑轮承重梁安装在新增车轮的自制构架上，车轮作用于小车行走轨道上），临时布置的卷扬机定滑轮、动滑轮及绳索估重1000kg。

则吊装时小车车轮承受的最大载荷为：85.3+15.425+1=101.725t，（式中85.3t 为定子总重量，带底座等）。

增设小车车轮后总体可承轮压：178.88kN×6=1073.28kN＞996.9kN

2.2.5 定子吊装过程中注意事项

此定子吊装方法与常用吊装方案不同，吊装过程中控制点比较多，因此采用该方法需对各个节点严格控制确保施工安全。重点注意起升与降落过程中卷扬机与行车主钩的配合，保持定子在起吊过程中处于水平状态。起吊前将定子整体吊起距地面约50mm 后停止，悬停15min，对所有起吊设施进行全面检查，并用水准仪对两台桥式起重机主梁跨中挠度进行测量，主梁的下挠度不得超过L/700，确认各机构无异常，受力部位无变形后，方可进行下一步操作。试起吊，将定子起升200mm 高度后停止，操作起升和下降动作2 次，检查桥式起重机制动系统，检查各受力部件的焊缝，确认正常无塑性变形后方可正式吊装。起吊过程中注意防磕碰，定子到达就位平台后将定子方向转成正式就位方向，到达基础上方后将定子缓慢降落至基础上。定子起吊过程中，应安排专人在行车上检查钢丝绳绳卡是否有松动现象，行车轨道上是否有异物等，还应注意行车上的各种突发情况，如有发现第一时间报告起重总指挥。

3 结语

通过改造汽机房行车配合卷扬机实现定子吊装就位的方案，克服了现场施工场地狭小的局限性，保证了整体施工的总体进度。本方案对其他同类型定子吊装提供了一个新的参考思路。