CN101624164B - 用于机组发电机定子的吊装工法及其专用机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机组发电机定子的吊装工法及其专用结构，特征是在主厂房两台80吨行车机构(1)的二条行车轨道(1-1)上架接辅梁框架结构(2)，液压顶升装置(3)设置在辅梁框架结构(2)上；使行车轨道从集中一点受力变成分散多点受力或区间受力，提高行车轨道的抗弯能力；本发明无需额外的布置吊装架，且行车大梁不需重新加固，行车小车无需拆除，就可以适用于国内所有300MW火力发电机组发电机定子的安装作业及定子检修起吊作业；具有布置简单，作业工期短；且主厂房结构无需缓装，吊装作业安全、快捷的有益效果。

Description

用于机组发电机定子的吊装工法及其专用机构

技术领域

本发明涉及一种用于机组发电机定子的吊装工法及其专用结构，适用于2X300MW及以上电厂机组的定子吊装。属于发电机定子吊装技术领域。

背景技术

火电发电厂机组发电机定子的顺利吊装，是发电厂机组投产发电的基础与关键。现有技术中，一般是利用发电厂机组主厂房内设置的二台80吨行车为主要设备，再配合其他辅助设备进行发电机定子的吊装。但是，仅仅利用主厂房现成的二台80吨的行车只能对小于160吨以下的定子进行吊装，对于160吨以上特别是300MW或以上的火力发电厂机组定子的吊装作业，传统的吊装方式是在主厂房一侧增加设置临时的吊装架，并在吊装架上部布置轨道和可移动式的结构架及液压提升置，被吊装的定子先由液压提升装置提升至汽机运转层高度，并由移动架吊运至其就位位置上方后通过液压提升装置使其就位。现有技术的这种吊装方法存在如下缺陷：第一，需要安装临时吊装架，由于这些临时吊装架的运输、安装和拆除、地基的处理，需要耗一定的时间、资金和材料，因此，影响厂房建设的进度，同时厂房的部分结构需缓装，无形之中增加了设备的安装周期和安装成本；第二，原在主厂房里配置的二台专用80吨行车，没有发挥作用、造成固定资产投资的浪费。还有一些方法是必须对行车大梁进行各式各样的永久性加固，这些方法中，加固大梁不仅会增加相应的费用，而且实际施工时需要把行车大梁上的小车拆除下来，那也需要花费投用大型辅助吊机的费用。如何利用厂房里已有的行车设备完成大于160吨发电机定子吊装，是本发明要解决的问题。

发明内容

本发明的第一个目的，是为了解决传统的300MW或以上机组发电机定子吊装方式吊装周期长、成本高的问题，提供一种利用主厂房配置的二台专用80吨行车，实现将大于160吨发电机定子吊装的吊装工法。

本发明的第二个目的，是为了提供一种用于机组发电机定子吊装的专用吊装机构。

本发明的第一个目的，可以通过以下技术方案实现：

用于机组发电机定子的吊装工法，其特征在于包括如下步骤：

1)在主厂房两台80吨行车机构的基础上加设辅梁框架结构和液压提升装置，即在原行车机构的二条行车轨道上架接辅梁框架结构，液压提升装置设置在辅梁框架结构上，液压提升装置吊起发电机定子的受力通过辅梁框架结构传递给行车轨道，使行车轨道的受力点增加，即行车轨道从集中一点受力变成分散多点受力或区间受力，使行车轨道的抗弯能力提高至少一倍；

2)采用液压全挂平板车把被吊装的发电机定子运输到预定位置，并使该定子中心正对发电机组的汽轮机中心线；

3)将起吊千斤绳挂好在被吊装发电机定子的吊点上，开动液压提升装置垂直提升定子，当该定子超过其基础地脚螺栓高度时，停止提升；解除液压提升装置与泵站和主控台的连接；开动行车大跑，移动所述发电机定子，当发电机定子处于就位位置上方时停止；恢复液压提升装置与泵站和主控台的连接；旋转调整发电机定子使其与就位方向一致时，将发电机定子降下，放置到台板上就位。

本发明的目的第一个目的，还可以通过以下技术方案实现：

实现本发明第一个目的的一个具体实施方式是：步骤2)运输定子的液压全挂平板车为横向为三组十二轴结构的液压全挂平板车。其型号为QGZH480/400t。

实现本发明第一个目的的一个具体实施方式是：若主厂房检修间横梁高度较矮仅为5400mm，平板车载发电机定子进入主厂房前，可以将临时存放梁取出，平板车降低到最低高度(总高度约5300mm)，方便进入。

实现本发明第一个目的的一个具体实施方式是：步骤3)起吊千斤绳挂好在发电机定子的吊点上后，可以先试吊检查：分别将定子提升及下降200mm各三次，并将其悬挂10分钟；检查吊索受力情况、液压提升装置、油泵等工作状况；测量两行车挠度并作好记录；试吊检查吊装结构工作正常时，再垂直提升定子。

实现本发明第一个目的的一个具体实施方式是：完成步骤3)后，拆除吊装结构，主要包括将行车开到检修间上方，拆除连接槽钢，用汽车吊拆除液压提升装置及扁担梁、吊钩等吊装用具；恢复行车机构原状。

本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

用于机组发电机定子吊装的专用吊装机构，包括两台80吨行车机构，所述行车机构包括两条行车轨道和两台原配小车，其结构特点是：还包括辅梁框架结构和液压提升装置，辅梁框架结构包括若干上横梁、若干下横梁、若干纵向梁和至少一根扁担梁；每一行车轨道至少横置二根上横梁，所述上横梁通过若干根竖吊杆连接若干根下横梁构成框架，该框架通过纵向梁连接成刚性框架体，液压提升装置设置在辅梁框架结构的刚性框架体上，所述液压提升装置的伸/缩轴分别通过一构件夹持器连接扁担梁的两端，扁担梁的底面中间位置设有吊钩。

实际使用时，扁担梁下侧的挂钩通过提升绞索与被吊装的发电机定子连接。

本发明的目的第二个目的，还可以通过以下技术方案实现：

实现本发明第二个目的的一个具体实施方式是：将两台原配小车分别开至行车轨道的一端，辅梁框架结构的上横梁、下横梁安装的位置利用经纬仪将发电机的纵向中心线引至两台行车的大梁上的位置为基准。

实现本发明第二个目的的一个具体实施方式是：上横梁、下横梁和纵向梁之三之间通过螺栓连接；上横梁的两端分别搁置在每台行车轨道的两根大梁上，与行车轨道之间为活动接触；在纵向梁上布置液压提升装置。该液压提升装置是本发明吊装定子的主要提升动力装置。

实现本发明第二个目的的一个具体实施方式是：拆除两台行车机构中任一台的缓冲装置，利用三条槽钢将两台行车机构刚性拼接，两台行车机构中心距离为恒定；两台行车机构由一套电气设备控制，构成电气联控结构。

实现本发明第二个目的的一个具体实施方式是：液压提升装置由GYT200钢索式液压提升设备构成，包括GYT200液压千斤顶、液压泵站及电气控制柜三部分。

实现本发明第二个目的的一个具体实施方式是：液压泵站布置在汽机运转层平台上；液压提升装置穿绕钢绞索，通过构件夹持器、钢绞索将纵向梁与扁担梁连接；每个提液压提升装置穿绕十四根钢绞索，左、右捻向各七根。

布置好液压提升装置后，需要对液压提升系统进行调试验收，验收证明液压提升装置一切正常时，才能进行下一步操作。所述吊钩设置在吊物孔0m层，将扁担梁和吊钩组合，改吊钩为400t吊钩。吊钩上挂起吊千斤绳前，可以先启动液压提升装置，将吊钩提升至+7.5m的位置后，再挂起吊千斤绳。

本发明具有的有益效果如下：

1、本发明由于是在原有两台80吨行车机构的基础增设辅梁框架结构，通过辅梁框架结构分散起吊受力点，使行车轨道的受力点增加，即行车轨道从集中一点受力变成分散多点受力或区间受力，使行车轨道的抗弯能力提高至少一倍，因此，本发明无需额外的布置吊装架，且行车大梁不需重新加固，行车小车无需拆除，就可以适用于国内所有300MW火力发电机组发电机定子的安装作业及定子检修起吊作业；具有布置简单，作业工期短；且主厂房结构无需缓装，吊装作业安全、快捷的有益效果。

2、本发明特别适用于主厂房布置两台80t行车，跨距为25m的机组，经计算可起吊的定子最大重量为260.5t；目前该工法分别在三河、梅州以及顺德得到应用，共成功吊装了6台发电机定子，其中最重件为202t，充分的证明了该工法的可行性和先进性。

附图说明

图1是本发明对电厂发电机组的定子吊装的结构主视图。

图2是本发明所述专用吊装机构组的结构俯视图。

图3是本发明对电厂发电机组的定子吊装的结构立体图。

图4a、图4b是行车轨道受力状态示意图。

图5a是行车额定载荷下P1点受力简图；图5b是行车额定载荷下P1点弯矩曲线。

图6a是行车额定载荷下P2点受力简图；图6b是行车额定载荷下P2点弯矩曲线。

图7是行车额定载荷下P1点、P2点最大弯矩曲线图。

图8a是行车A受力简图；图8b是行车B受力简图；图8c是行车A和B的弯矩曲线图。

具体实施例

具体实施例1

如图1、图2和图3所示，用于机组发电机定子吊装的专用吊装机构，主要包括在主厂房两台80吨行车机构1的基础上加设辅梁框架结构2和液压提升装置3，其中行车机构1包括两条行车轨道1-1和两台原配小车1-2；辅梁框架结构2包括若干上横梁2-1、若干下横梁2-2、若干纵向梁2-3和至少一根扁担梁2-4；将两台原配小车1-2分别开至行车轨道1-1的一端，利用经纬仪将发电机的纵向中心线引至两台行车的大梁上，以这个位置为准，在每一行车轨道1-1上横置二根上横梁2-1，上横梁2-1的两端分别搁置在每台行车轨道1-1的两根大梁上，与行车轨道1-1之间为活动接触；上横梁2-1通过若干根竖吊杆2-5连接下横梁2-2构成框架，该框架通过纵向梁2-3连接成刚性框架体，上横梁2-1、下横梁2-2和纵向梁2-3之三之间通过螺栓连接；在纵向梁2-3上布置液压提升装置3，液压提升装置3的伸/缩轴分别通过一构件夹持器6连接扁担梁2-4的两端，扁担梁2-4的底面中间位置设有吊钩7。

拆除两台行车机构1中任一台的缓冲装置1-3，利用三条槽钢9将两台行车机构1刚性拼接，行车机构1中心距离保持恒定；两台行车机构1由一套电气设备控制，构成电气联控结构。液压提升装置3由GYT200钢索式液压提升设备构成，包括GYT200液压千斤顶、液压泵站及电气控制柜三部分；液压泵站布置在汽机运转层平台上；液压提升装置3穿绕钢绞索，通过构件夹持器6、钢绞索将纵向梁2-3与扁担梁2-4连接；每个提液压提升装置穿绕十四根钢绞索，左、右捻向各七根。

布置好液压提升装置3后，需要对液压提升系统进行调试验收，验收证明液压提升装置一切正常时，才能进行下一步操作。所述吊钩7设置在吊物孔0m层，将扁担梁2-4和吊钩7组合，该吊钩为400t吊钩7。吊钩7上挂起吊千斤绳前，可以先启动液压提升装置3，将吊钩7提升至+7.5m的位置后，再挂起吊千斤绳。

采用上述吊装机构对机组发电机定子进行吊装的工法，主要包括如下步骤：

1)安装上述吊装机构，使液压提升装置3吊起发电机定子的受力通过辅梁框架结构2传递给行车轨道1-1，行车轨道1-1的受力点增加，即行车轨道1-1从集中一点受力变成分散多点受力或区间受力，使行车轨道1-1的抗弯能力提高至少一倍；

2)采用横向为三组十二轴结构的型号为QGZH480/400t的液压全挂平板车把被吊装的发电机定子4运输到预定位置，并使该定子中心正对发电机组的汽轮机中心线；

3)将起吊千斤绳5挂好在被吊装发电机定子4的吊点上，试吊检查安全后开动液压提升装置3垂直提升定子，当该定子超过其基础地脚螺栓高度时，停止提升；解除液压提升装置3与泵站和主控台的连接；开动行车大跑，移动所述发电机定子，当发电机定子4处于就位位置上方时停止；恢复液压提升装置3与泵站和主控台的连接；旋转调整发电机定子4使其与就位方向一致时，将发电机定子4降下，放置到台板上就位。

其中，若主厂房检修间横梁高度较矮仅为5400mm，平板车载发电机定子进入主厂房前，可以将临时存放梁取出，平板车降低到最低高度(总高度约5300mm)，方便进入。步骤3)中试吊检查方法：分别将定子提升及下降200mm各三次，并将其悬挂10分钟；检查吊索受力情况、液压提升装置3、油泵等工作状况；测量两行车挠度并作好记录；试吊检查吊装结构工作正常时，再垂直提升定子。完成步骤3)后，拆除吊装结构，主要包括将行车开到检修间上方，拆除连接槽钢，用汽车吊拆除液压提升装置3及扁担梁2-4、吊钩7等吊装用具；恢复行车机构1原状。

本发明的工作原理：

如图4a、4b所示，梁AB与行车梁类似，图4a、4b中间所受力P大小相等，不同的是图4b利用一条辅助梁CD将力P分散到C点及D点，使图4b中AB梁的最大弯矩仅为图4a中AB梁最大弯矩的一半，因此通过将集中力分散到梁的两端可以有效的提高粱的承载能力。

本实施例中定子吊装载荷情况如表1所示。对本实施例的定子吊装进行校核计算，具体如下：

1、液压提升装置GYT200负荷率计算

定子吊装重量按202t计算，扁担梁、液压提升装置、吊钩、千斤绳等重约18.3t，每组液压提升装置穿14根钢绞索，额定负荷为140t，则平均负荷率：

η₁＝1.1×228.3/(140×2)×100％＝89.69％，表明液压提升装置能够满足负荷要求。

2、行车梁强度校核

由于无该行车的具体主梁截面图，因此以下关于主梁的力学性能校核采用类比法，即将定子吊装时行车的各力学数据与行车在额定载荷下的各数据相类比，如果相关数值小于额定载荷(80t)下的数值，则认为该行车主梁力学性能满足定子吊装要求。另因起重机在设计阶段已考虑动载系数，因此以下关于行车的强度校核计算中均不重复考虑动载系数。

2.1行车梁抗弯强度校核

如图5a、图5b、图6a、图6b所示，行车在额定载荷状态时：

行车跨距25300mm，单轨上小车轮距2600mm每台行车两条大梁按一整体看待，则P1、P2为2倍额定载荷下小车轮压(每台小车4个轮)。

P1＝P2＝((80t(额定荷载)+23.77t(小车重))×g)/2＝508.47kN

由于行车梁在额定状况下只承受小车轮压载荷P1、P2，因此小车在任一位置时行车梁的最大弯矩总出现在P1点或P2点。

P1点弯矩函数为：

$M_{P1}\left(x\right)=(P1+P2)\×\frac{L-(x+1.3)}{L}\×x$

其中1.3≤X≤22.7

P2点弯矩函数为：

$M_{P2}\left(x\right)=(P1+P2)\×\frac{x-1.3}{L}\×(L-x)$

其中2.6≤X≤24

根据P1、P2点的弯矩曲线及弯矩的连续性，可得出行车粱在额定状况下各点的最大弯矩图如图7所示，其中曲线1是P1点的弯矩曲线；曲线2是P2点的弯矩曲线；曲线3是额定荷载下行车最大弯矩曲线。

定子吊装时，同样每台行车(行车A、行车B)两条大梁按一整体看待，行车A受力简图如图8a所示，行车B受力简图如图8b所示，行车A、行车B弯矩曲线图见图8c，其中，行车A弯矩曲线图如图8c中的曲线1、行车B弯矩曲线图如图8c中的曲线2，弯矩曲线3是额定载荷下行车最大弯矩曲线。

P1、P2为2倍小车空载轮压，P1＝P2＝23.77×9.8/2＝116.473kN

P3、P4为定子、临时结构传递给行车的压力，P3＝P4＝559.335kN

由图8c看出，行车在定子吊装时，行车各点上的弯矩均小于该点在额定载荷下的最大弯矩，因此行车梁抗弯强度满足定子吊装要求。

2.2行车梁抗剪强度校核

将每台行车两条大梁按一整体看待，行车在额定载荷状况下，当小车靠近两端时，行车剪力将达到最大值：V额定max＝912.43kN

定子吊装时，行车最大剪力值：V吊装max＝704.23kN＜V额定max＝912.43kN，因此行车梁抗剪强度满足定子吊装要求。

具体实施例2

本实施例的特点是：某电厂利用本发明的用于机组发电机定子吊装的专用吊装机构和吊装方法，成功对定子外形尺寸为9.32m×3.64m×4m，重量为196t进行吊装；汽机房布置两台80t行车，行车跨距为25.3m；定子就位于汽机运转层12.47m平台。

表1定子吊装载荷清单

Claims (9)

1.用于机组发电机定子的吊装工法，其特征在于包括如下步骤： 

1)在主厂房两台80吨行车机构(1)的基础上加设辅梁框架结构(2)和液压提升装置(3)，即在原行车机构(1)的二条行车轨道(1-1)上架接辅梁框架结构(2)，液压顶升装置(3)设置在辅梁框架结构(2)上； 

2)辅梁框架结构(2)包括若干上横梁(2-1)、若干下横梁(2-2)、若干纵向梁(2-3)和至少一根扁担梁(2-4)；上横梁(2-1)通过若干根竖杆(2-5)连接下横梁(2-2)构成框架，该框架通过纵向梁(2-3)连接成刚性框架体，所述刚性框架体有二个，这二个刚性框架体通过扁担梁(2-4)连接成辅梁框架结构(2)； 

3)采用液压全挂平板车把需要吊装的发电机定子(4)运输到预定位置，并使该定子(4)中心正对发电机组的汽轮机中心线； 

4)将起吊千斤绳(5)挂好在被吊装发电机定子(4)的吊点上，开动液压顶升装置(3)垂直提升定子，当该定子超过其基础地脚螺栓高度时，停止提升；解除液压提升装置(3)与泵站和主控台的连接；开动行车大跑，移动所述发电机定子，当发电机定子(4)处于就位位置上方时停止；恢复液压提升装置(3)与泵站和主控台的连接；旋转调整发电机定子(4)使其与就位方向一致时，将发电机定子(4)降下，放置到台板上就位。 

2.根据权利要求1所述的用于机组发电机定子的吊装工法，其特征是：将液压全挂平板车临时存放梁取出后，再运输发电机定子(4)到预定位置。 

3.根据权利要求1所述的用于机组发电机定子的吊装工法，其特征是：步骤3)起吊千斤绳(5)挂好在发电机定子(4)的吊点上后，先试吊检查：分别将发电机定子(4)提升及下降200mm各三次，并将其悬挂10分钟；检查吊索受力情况、液压提升装置(3)、油泵工作状况；测量两行车挠度并作好记录；试吊检查吊装结构工作正常后，再垂直提升定子。 

4.用于机组发电机定子吊装的专用吊装机构，包括两台80吨行车机构(1)，所述行车机构(1)包括两条行车轨道(1-1)和两台原配小车(1-2)，其特征是： 

1)还包括辅梁框架结构(2)和液压顶升装置(3)，辅梁框架结构(2)包括若干上横梁(2-1)、若干下横梁(2-2)、若干纵向梁(2-3)和至少一根扁担梁(24)；每一行车轨道(1-1)上至少横置二根上横梁(2-1)，所述上横梁(2-1)通过若干根竖吊杆(2-5)连接若干根下横梁(2-2)构成框架，该框架通过纵向梁(2-3)连接成刚性框架体，所述刚性框架体有二个，即刚性框架体之一、刚性框架体之二，这二个刚性框架体通过扁担梁(2-4)连接成辅梁框架结构(2)； 

2)液压顶升装置(3)设置在辅梁框架结构(2)的刚性框架体上，所述液压顶升装置(3)的伸/缩轴分别通过一构件夹持器(6)连接扁担梁(2-4)的两端，扁担梁(2-4)的底面中间位置设有吊钩(7)。 

5.根据权利要求4所述的用于机组发电机定子吊装的专用吊装机构，其特征是：吊钩(7)通过提升绞索(8)与被吊装的发电机定子(4)连接。 

6.根据权利要求4所述的用于机组发电机定子吊装的专用吊装机构，其特征是：将两台原配小车(1-2)分别开至行车轨道(1-1)的一端，梁框架结构(2)的上横梁(2-1)、下横梁(2-2)安装的位置利用经纬仪将发电机的纵向中心线引至两台行车的大梁上的位置为基准。 

7.根据权利要求4所述的用于机组发电机定子吊装的专用吊装机构，其特征是：上横梁(2-1)、下横梁(2-2)和纵向梁(2-3)之间通过螺栓连接；上横梁(2-1)的两端分别搁置在每台行车轨道(1-1)的两根大梁上，与行车轨道(1-1)之间为活动接触；在纵向梁(2-3)上布置液压提升装置(3)。 

8.根据权利要求4所述的用于机组发电机定子吊装的专用吊装机构，其特征是：拆除两台行车机构(1)中任一台的缓冲装置(1-3)，利用三条槽钢(9)将两台行车机构(1)刚性拼接；两台行车机构(1)由一套电气设备控制，构成电气联控结构。 

9.根据权利要求4所述的用于机组发电机定子吊装的专用吊装机构，其特征是：液压提升装置(3)由GYT200钢索式液压提升设备构成，包括GYT200液压千斤顶、液压泵站及电气控制柜三部分。 

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