定子吊裝系統的結構設計及使用

張永良

（天津藍巢特種吊裝工程有限公司，天津市，300308）

0 引言

鑒于國內火電機組容量向大型化發展[1-4]，發電機定子作為火電廠單件最重的設備，其吊裝工具及吊裝方案備受關注。自主研制了一套發電機定子專用吊裝系統，該系統已在10多臺300～1 000MW機組中成功應用。

1 吊裝系統結構

1.1 設計思想

（1）借用汽機房天車主梁結構強度和大車行走機構，用天車主梁承擔發電機定子和吊裝系統全部重量，借用天車大車行走機構使天車載著吊裝系統和發電機定子沿軌道行走，使定子到達就位位置。

（2）使用吊掛式液壓提升裝置提升載荷。

（3）液壓提升裝置可以繞吊掛軸旋轉一定角度，實現液壓提升裝置傾斜起吊。

（4）對廠房澆筑、設備安裝影響小，僅使用機組間的檢修跨即可完成作業，對整體工期影響小。

（5）能滿足300、600（按320 t考慮）和1 000MW（按450 t考慮）主流機組發電機定子吊裝。

1.2 結構設計

1.2.1 吊掛系統結構設計

吊掛系統屬于吊裝系統的固定部分，用以實現液壓提升裝置和天車主梁間的載荷傳遞。吊掛系統由2部分組成，分別為吊掛梁和支撐梁。

吊掛梁為“T”型結構（圖1），下端掛液壓提升裝置，上部的雙肩搭在支撐梁上，實現提升裝置和支撐梁間的載荷傳遞。提升裝置既可以掛在吊掛梁下端，特定條件下也可以在吊掛梁上部使用。

支撐梁為1組雙梁結構（圖2），支撐梁兩端搭在天車主梁的小車軌道上，雙梁上擺放吊掛梁，用以將載荷從吊掛梁傳遞到天車主梁。支撐梁長約6.6m，是根據1 000MW機組所配置天車的小車軌距確定的。主結構為雙拼H型鋼（HN 600mm×200mm，截面尺寸600mm×200mm×11mm×17mm），頂面和底面鋪設20mm鋼板。

液壓提升裝置、吊掛梁、支撐梁連接示意如圖3。

1.2.2 扁擔系統結構設計

扁擔系統在整個吊裝系統中屬移動部分，隨發電機定子一同起升，用以將液壓提升裝置的提升力傳遞到載荷上。扁擔系統由2根扁擔梁和1根主梁構成，扁擔梁兩端與液壓提升裝置的下錨頭吊架相連，2根扁擔梁的中間部位抬1主梁。

扁擔梁為箱型結構（圖4），兩端設置與液壓提升裝置下錨頭吊架相連的耳板結構，中間頂部設置球形凹面，用以和主梁配合。扁擔梁兩端下錨頭吊架連接點間距取8.7m，此間距不小于常規600MW機組2天車并車后的吊鉤間距，可保證液壓提升裝置的豎直作業。

主梁也為箱型結構（圖5），兩端支撐在扁擔梁上，中間設置連接耳板，用以掛DEMAG CC2800履帶吊600 t吊鉤。

主梁兩端的凸形球面與扁擔梁中間的凹形球面配合，便于保證接觸點和接觸面積，還可消除扁擔梁不水平造成的箱體扭轉變形。吊鉤與主梁通過銷軸連接，可借助吊鉤的推力軸承實現吊物的360°旋轉，如圖6所示。

2 使用方法及特點

2.1 常規600MW發電機定子吊裝方案

用此系統進行600MW發電機定吊裝時，一般應保證以下幾點：

（1）2臺天車并車后中心間距不大于8.7m。

（2）每臺天車承擔定子重量的一半，另加40 t吊裝系統的重量，天車、軌道梁、軌道梁牛腿及汽機房架構能否滿足要求需請設計單位落實。在為600MW發電機定子專設支撐梁時，每臺天車上分配的吊裝系統質量可降至32 t。

（3）定子吊裝孔寬度不小于9.4m。

吊裝系統示意圖如圖7。

2.2 常規1000MW發電機定子吊裝方案

用此系統進行1 000MW發電機定吊裝時，一般應保證以下幾點：

（1）每臺天車承擔定子重量的一半，另加40 t吊裝系統的重量，天車、軌道梁、軌道梁牛腿及汽機房架構能否滿足要求需請設計單位落實。

（2）定子吊裝孔寬度不小于9.4m。

（3）1 000MW火電機組汽機房配置的天車中心距一般在9.8～11m之間，大于扁擔梁8.7m的有效長度，在吊裝過程中液壓提升裝置和鋼絞線將處于傾斜狀態，且傾斜角度會隨著定子提升高度的增加而增大。為了避免將鋼絞線的水平分力傳遞給天車主梁，需根據水平分力的大小在支撐梁端面加裝支撐，以平衡水平分力。同時還需將吊掛梁固定在支撐梁上，確保吊掛梁的空間位置。鋼絞線與豎直方向最大夾角發生在玉環電廠4號機定子吊裝中，達到12.5°。

吊裝系統示意圖如圖8。

2.3 施工注意事項

（1）2天車間要剛性連接，保證天車開檔。

（2）吊裝過程中應保證扁擔梁的水平。

（3）吊掛梁擺放要嚴格對稱于就位軸向中心線。

（4）吊掛梁要擺放在小車軌道中心線上，保證液壓提升裝置的載荷由天車主梁均分。

（5）液壓提升裝置傾斜吊裝時，必須在支撐梁端面加裝水平支撐且要將吊掛梁固定在支撐梁上。

2.4 吊裝系統特點

（1）1套系統能實現300、600和1 000MW定子吊裝，應用范圍廣，本吊裝系統已完成10余臺定子吊裝。

（2）吊具借用CC2800履帶吊的600 t吊鉤，可實現吊物的水平旋轉，吊裝前對吊物無方向要求。

（3）結構簡潔，思路清晰。

（4）施工周期短，從準備到吊裝，約需5個工作日。

（5）使用吊掛式液壓提升裝置可實現傾斜作業。

（6）扁擔梁和主梁利用球面配合，可有效消除扁擔梁不水平而帶來的結構扭轉和受力不均問題。

（7）能最大限度地增大吊裝系統的起升高度，必要時主梁可提升入2臺天車大梁間的空間。

3 結語

發電機定子作為火電機組單件最重的設備，施工方法很多。本文將天車的承載力和液壓提升裝置相結合，借助天車大車行走機構，實現定子的垂直和水平移動，使定子從汽機房吊裝孔直接卸車、起吊，避免了定子卸車、拖運的問題，節省了時間，降低了勞動強度。

[1]徐灝.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1991.

[2]李維榮.五金手冊[M].北京：機械工業出版社，2004.

[3]李鵬亮.華能玉環電廠1 000MW機組發電機定子勞辛格-天車組合吊裝工藝[J].電力建設2007，30（9）：54-56.

[4]張志文.起重機設計手冊[M].北京：中國鐵道出版社，1998.