摘要：發電機定子作為火力發電廠的大件設備之一，其吊裝方案的可行性關系到人身和設備的重大安全。本文結合工程實例，分析火力發電廠發電機定子吊裝的方法。
　　關鍵詞：火力發電廠；大型設備吊裝；發電機定子；吊裝方法
　　為適應我國國民經濟發展對電力的需求，裝機容量逐年快速增加，單機容量也大幅提高，目前我國已有許多單機容量600MW、800MW、1000MW的超大型火電機組大規模建設。大容量機組的本體結構發生了較大的變化，設備的外形尺寸和零部件重量大幅度增加，這些變化對工程建設而言都是新的挑戰，特別是超高、超長、超重大型設備的吊裝，已成為超大容量機組工程建設施工中的難點、重點。發電機定子是火力發電廠三大特重件之一，其安裝成功與否直接關系到火力發電廠建設的成敗，安裝發電機定子的原則必須滿足安全、經濟、工期短和施工方便的要求。下文結合工程實例闡述了大型設備發電機定子吊裝的方法，但愿對類似工作會有所幫助。
　　一、發電機定子吊裝方法介紹
　　1行車吊裝法
　　本方法就是用運輸機械將發電機定子拖運到汽機房吊裝孔后,利用汽機房內的行車直接把發電機定子吊起,驅動行車大車行走機構或者小車行走機構,把定子吊至就位位置就位。此方案適用于行車軌道梁強度足夠,且行車主梁強度足夠或者經過主梁加固措施后強度足夠的情況。本法根據機組大小和行車起重能力又分為單機吊裝法,雙機抬吊法等多種吊裝方式。本方法能充分利用現有吊裝設備,不需額外增加起重機械,經濟性較好；本法在國內應用比較成熟,600MW及以下機組定子吊裝大多使用該技術,我公司參建的大多數工程均采用這種方法。本法對汽機房行車的起吊能力要求較高,并且對行車梁的加固計算要求較高。
　　2履帶吊直接吊裝法
　　本方法就是在汽輪發電機基礎施工完成后、主廠房上部結構尚未施工之前,把發電機定子拖運至發電機基礎附近,利用大型履帶吊直接把定子吊裝至就位位置。該方法具有吊裝簡單方便,臨時措施少等優點。所需要的條件是:需要大噸位的履帶吊車;定子到場時間早;汽輪發電機基礎與廠房結構施工工序安排合理。
　　3液壓提升架吊裝定子法
　　液壓提升架吊裝發電機定子主要用于600MW---1000MW及以下火電發電機組發電機定子吊裝作業。其吊裝過程是先在主廠房A排墻外正對發電機橫向中心線或發電機基礎縱向中心線處組裝提升架,利用移運架上的液壓提升裝置提升發電機定子至運轉層,再通過卷揚機或千斤頂沿拖運軌道將發電機定子拖運至發電機基礎上就位。該方案安全性能好,自動化程度高,負荷穩定性好,沖擊和震動小,帶載升降或停留的隨時轉換性能可靠,本法受起重重量和場地限制較小。
　　二、實例分析
　　1、工程概況
　　本工程為新建工程，一期建設規模2×600MW，采用亞臨界空冷燃煤發電機組，同期建設煙氣脫硫。鍋爐為SG2093／17.5型亞臨界型控制循環汽包爐，一次中間再熱、單爐膛、四角切圓燃燒方式、燃燒器擺動調溫、平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構布置的燃煤鍋爐。
　　汽輪機為600—16.67／538／538型亞臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機，汽輪機具有七級非調整回熱抽汽，額定轉速為3000r/min。發電機為QFSN-600.2型三相交流隱極式同步發電機，其額定功率為600MW，采用整體全封閉、水氫氫冷卻方式。
　　發電機沿廠房縱向順列布置，中心線距A軸為14.5m，距B軸為12.5m。2汽輪發電機基座位于(11)～(13)軸之間。
　　2、主要技術參數
　　(一)定子有關參數如下：定子起吊重量：320t(包括吊攀)；定子外形尺寸(長×寬×高)：10350mmx4000mmx4277mm；同側二吊耳間距：5060mm：兩側二吊耳間距：4000mm。
　　(二)有關參數：汽機房檢修空間寬度：1l000mm；兩臺行車聯接距離：l0000mm。
　　3、吊裝工藝
　　(一)方案簡介
　　發電機定子吊裝采用汽機房2臺QD80t／20t-25.5橋式起重機和GYT-200C型鋼索式液壓提升裝置卸車、吊裝、就位。將2臺行車的小車停到靠近B排柱處。在行車大梁上安裝4根箱形梁I固定4臺GYT-200C型鋼索式液壓提升裝置，下部設2根箱形粱Ⅱ用鋼索與液壓提升裝置連接，箱形梁Ⅱ上部安裝箱形扁擔Ⅲ與450t吊鉤(600t履帶式起重機吊鉤)纏繞連接后吊裝定子并就位。
　　表1箱型梁I、Ⅱ及扁擔Ⅲ有關參數
　　序號 部件名稱 單位 數量 外形尺寸（長×寬×高）（mm） 單重（kg） 總重（kg）
　　１ 箱型梁I 根 ４ 6600×680×700 4200 16800
　　２ 箱型梁Ⅱ 根 ２ 10600×900×1200 11000 22000
　　３ 箱形扁擔Ⅲ 根 １ 5000×600×1100 5000 5000
　　４ 450t吊鉤 套 １  11000 11000
　　５ 吊裝鋼絲繩 根 ４ φ52×24000 300 1200
　　６ 纏繞鋼絲繩 根 １ φ34．5×24000 840 840
　　由于汽機房檢修空間寬度比發電機定子僅寬出650mm，發電機定子對角長度大于汽機房檢修空間寬度，因此在地面上無法實現發電機定子轉向(發電機定子運輸進汽機房時的位置與就位位置成900角)，利用450t吊鉤就是為了解決此問題。發電機定子運輸進汽機房后，直接吊裝起升，提升高度超過汽機房13.7m平臺，開動行車大車，將發電機定子移至13．7m平臺上，將發電機定子按照就位方向轉90０，再次開動行車大車，將發電機定子吊至就位位置(見圖1)。
　　兩臺行車行走時采用1臺行車驅動，2臺行車的固定方法為拆卸兩臺行車內側的緩沖裝置，用兩根長600mm的無縫鋼管（φ108x6mm)采用螺栓將兩臺行車固定在一起，并在兩臺行車間用兩個5t倒鏈進行連接。無縫鋼管的作用是1臺行車在行走時，推動另1臺行車行走：倒鏈的作用是1臺行車在停止時，拉住另l臺行車。
　　
　　圖１
　　(二)相關計算
　　1、箱形梁I校核
　　箱形粱受力150t計算，截面如圖1所示，其截面系數計算如下：
　　Jx=(BH３一bh３)／12=672584(cm４)
　　Wmax–Jx／Y。=19216.7(cm３)
　　M自重=qL2／8=286363.64(kg•cm)
　　M=Mmax+M自重=22786363.64(kg•cm)
　　Ll梁彎曲應力值：=M／Wmax=ll86(kg／cm２)<1400(kg／cm２)
　　L1梁撓度：
　　F=PL3／48EJ=0．48(cm)<L／700=0.86(cm)
　　2、箱形梁II校核
　　箱形梁受力210t。截面如圖2所示，截面系數計算如下：Jx(BH3-bh3)/12=2891349.3(cm4)
　　
　　圖２
　　Wmax=Jx/Y0=48189(cm3)
　　箱形梁兩端受力的距離為10m，計算如下
　　M自重=qL2／8=1297l69．8(kg•cm)
　　Mmax=PL=52500000(kg•cm)
　　M=Mmax+M自重=53797169．8（kg•cm）
　　L2梁彎曲應力值：
　　=M／Wmax=I116．4(kg／cm２)<1400(Kg／cm2)
　　L2梁撓度：
　　F=PL3／48EJ=0．72(cm)<L／700=1．43(cm)
　　箱形梁在實際制作時，外形如圖3所示。
　　
　　圖３
　　Mmax=PL=31500(kg•cm)
　　在端梁處截面系數計算如下：
　　Jx=(BH３一bh３)／12=406536(cm４)
　　Wmax＝Jx／Y0=16261．44(cm3)
　　在端梁處最大彎曲應力值：
　　=M／Wmax=2(kg／cm2)
　　通過計算可知，在端梁處，彎矩值非常小，根據彎矩圖可知加工的箱形梁是安全的。
　　3、箱形扁擔Ⅲ校核
　　箱形梁受力350t。截面如圖4所示，截面系數計算如下：
　　
　　圖４
　　Jx=(BH３-bh３)／12=1879564(cm4)
　　Wmax=Jx/Y0=34174(cm3)
　　箱形梁兩端受力的距離為4m，計算如下：
　　Mmax=PL=3．5×l07（kg•cm)
　　M自重=qL2／8=2x105(kg•cm)
　　M=Mmax+M自重=3．52×l07(kg•cm)
　　L3梁彎曲應力值：
　　=M/Wmax=1030(kg／cm2)<1400(kg／cm2)
　　L3粱撓度：
　　F=PL3／48EJ=0.1l(cm)<L／700=0.57(cm)
　　4、箱形扁擔Ⅲ扭矩計算
　　箱形梁Ⅲ的扭矩主要是分布在兩邊股鋼繩30最邊上兩股之間形成的扭矩，經計算，每股鋼繩受力為11.3t，校核按12t計算，根據閉口截面扭轉計算公式得：。
　　式中：——作用在計算截面上的扭矩；——截面中的最小壁厚；=2bh截面輪廓中線所圍成面積的兩倍。
　　5、80／20t—25.5m吊鉤式橋式起重機(行車)大梁受力計算
　　根據廠家提供的起重機大梁有關數據設計計如下：
　　(1) 按簡支梁集中載荷驗算單根主梁的靜剛及強度，工作級別A3。
　　許用靜剛度:[]=L／700=3.64(cm)
　　靜剛度計算：F=80000kgE=2.1×106(kg／cm2)L=2550(cm)
　　80／20t—25.5m吊鉤式橋式起重機(行車)大梁受力計算
　　箱形梁截面系數計算：5.36×10(cm4)
　　；＜[]靜剛度滿足設計要求
　　起重機設計中，[]=1400(kg／cm2)
　　單根主梁自重qL=18856(kg)，單根主梁受力為F=80000／2kg=4000（kg）
　　單根主梁強度計算：；
　　
　　＜[]強度滿足設計要求
　　(2) 單根主粱所能承受的最大靜載荷的計算。
　　
　　
　　
　　在滿足剛度及強度的條件下起重機單根主梁最大載重量為105.5t，單臺起重機大梁載荷可達211t。行車實際受力計算如下：定子重量為320t，提升裝置總成重量為68t，合計重量為388t，共計8點受力，每點的受力為48.5t，實際計算時按照50t計算，小車重量為25t，每個單梁受力為12.5t，因此在每根單梁上受力。
　　根據力矩平衡可知:1=56.86(t)R2=55.64(t)
　　由圖可知行車單梁最大彎矩在F2處，大小為：M=29432500(kg.cm)
　　前面己由廠家提供慣性矩為：J=5.36×10(cm)
　　因此單梁彎應力計算如下:=562.3(kg／cm2)<[a]=140O(kg／cm2)
　　根據廠家提供的數據和實際計算,兩臺行車完全滿足定子吊裝的要求。
　　6、QD80／20t-25.5m吊鉤式橋式起重機(行車)大車輪壓計算
　　根據QD80／20t-25.5m吊鉤式橋式起重機(行車)資料得知，行車大車的最大輪壓許用值為310kN，即31.6t。
　　每臺行車的每個大梁由兩個行走輪支撐，由上面計算可知，每個大梁的最大支撐力為：R1=56.86(t)。
　　因此每個行走輪所受的壓力為：56.86／2=28.43(t)<31.6(t)說明行車的
　　輪壓能滿足定子吊裝要求。
　　三、效果
　　①電廠汽輪發電機組發電機定子吊裝就位，整個吊裝過程約4h。
　　②利用兩臺QD80／20t-25.5m橋式起重機吊裝320t發電機定子取得成功，為以后建設類似的工程積累了經驗。
　　③利用450t吊鉤吊裝，省掉了發電機定子在地面轉向的繁重工作，同時轉向工作可在13.7m平臺上進行。
　　④采用此種吊裝方案有效利用了汽機房行車，達到了省時、省力、省機械，對電建單位比較適用，很有推廣意義。
　　⑤吊裝前做負荷試驗，測量行車大梁、自制吊梁的撓度值，未發現有超標和永久變形的情況。
　　⑥吊裝后對行車大梁、自制吊梁進行檢查，未發現有永久變形的情況。
　　⑦利用此種方法吊裝發電機定子的經濟效益也是非常可觀的。
　　參考文獻
　　[1]魏黎明．發電機定子吊裝架及其運用分析[J]．中國科技博覽，2010，(4)．
　　[2]任希，周文江．600MW機組及以上火電廠發電機定子吊裝探討[J]．機電信息，2009，(36)．