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大型火力发电厂发电机定子吊装方法研究

2024-10-18 来源:威能网
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第1卷 第2期 JOURNAL0FGUANCZHOUUNrcgP广州大学学报(自然科学版) ̄sn'Y(Natural  Sc Edition) .1 N0.2 2OO2拄 3月 Mar.2002 文章螭号:l67l (∞02)02.0o 06 大型火力发电厂发电机定子吊装方法研究 庄秀忠 (广东火电工程总公司,广东广I州510730) 摘要:利用卷扬机、滑轮组、提升承重槊和行车将发电机定子吊装就位是既经济合理.卫方便的吊蓑方法,其 关键是保证吊装装王安全可靠.本文以莱电厂发电机定子吊装为啻{.搠逑这一方法. 关键词:卷扬机;吊装;发电机定子 中圈分类号:TM 621 文献标识码:A 发电机定子是火力发电厂三大特重件之一,其 由于各个火力发电厂的厂房、行车的结构和承载能 安装成功与否直接关系到火力发电厂建设的成败. 力、以及机组的布置方式等因素不同,发电机定子 安装发电机定子的原则必须满足安全、经济、工期 的吊装方法也有差异. 短和施工方便的要求.安全是指整个发电机定子安 发电机定子的吊装方法有多种:用吊机直接吊 装必须满足安全可靠的要求,吊装装置必须满足强 装就位;用汽机房里的行车直接吊装就位;用吊机 度要求,否则会发生机毁人亡的重大事故;经济是 和行车联合抬吊就位;用专用的吊装架吊装就位; 指安装发电机定子所付出的经济代价要尽可能小。 也可通过更换汽机房里行车的起吊装置而利用其 要充分利用原有设施;工期短和施工方便是指安装 大梁将定子吊装就位.具体采用哪种方法,需要通 施工的准备到安装完成工期要短,施工要方便.有 过技术经济分析确定. 利于电厂按时投产. 用吊机直接吊装定子时,所用吊机机型比较庞 因此,发电机定子安装要进行技术经济分析和 大,吊机自身安装需要占用较大的场地和较长的时 安全分析.根据原有施工条件,选择最优安装方案. 间,而且需要缓浇机房里部分砼平台、砼梁、砼柱. 本文以沙角A电厂二期工程#4、#5号发电机定 因此,其工程费用大,施工安装工期拖长.如果用汽 子吊装方法研究为例.加以说明. 机房里的行车直接吊装定子,则必须选购起重量足 沙角A电厂二期工程2 x 300 MW机组,汽轮 够大的行车,与之相配的汽机房结构高度将傲相应 发电机为上海电机厂制造,发电机定子重量为 修改,其费用也相当大,造成不必要的浪费. 2 508.8 kN.外形尺寸为9.288 m x 3.810 m x 用吊机和行车联合抬吊定子同样涉及机房里 3.932 m.经过充分的安全和技术经济分析.与珠江 部分砼平台、砼梁、砼柱缓浇,施工安装工期拖后. 电厂一期工程2 x 300 MW机组汽轮发电机定子一 用专用的吊装架吊装定子,需设计、制造专用的吊 样,#4、#5发电机定子采用汽机房2台735 kN行 装架,在人力、物力上消耗比较大,成本显著增加, 车抬吊的方法分别吊装就位. 优点是吊装架可多次使用.如果能够通过更换汽机 房里行车的起吊装置而利用其大梁将定子吊装就 1技术经济分析和吊装方案选择 位,则定子的吊装费用是最低的,工期也是最短的。 消耗的人力、物力是最少的.沙角A电厂二期工程 发电机定子的重量一般都超过汽机房内为检 2×300MW机组和珠江电厂一期工程2 x 300MW 修所配置的行车的额定起重量.因此,在每个火力 机组发电机定子均采用这种安装方法. 发电厂安装工程中,发电机定子的吊装从设计、施 下面以沙角A电厂二期工程为例,说明发电 工准备到施工,都是工作人员应特别重视的同题. 机定子吊装方案. 收稿日期:2OOl—lO—lO;恬订日期:2oo2一Ol一05 作者简介:庄秀患(1966一),男,工程师;主要研究方向:大型设备吊装与运输 维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期 庄秀忠:大型火力发电厂发电机定子吊装方法研究 83 由于汽机房里735 kN行车的起吊装置的额定 起重量为735 kN,2台行车最大只能抬吊1 470 kN, 其起吊能力远不能满足定子重量2 508.8 k.N的起 吊要求,拟采用提升承重架和滑轮组(每组滑轮组 的起吊能力为1 225 kN)替换行车起吊装置的方法 进行定子吊装. 的提升承重架吊着2根长10 m的扁担两端,通过4 根帖2 n】Tn环形钢丝绳将扁担与发电机定子4只吊 攀连接起来. 4台卷扬机同时提升,发电机定子底面超过需 跨越的汽轮机下缸法兰面标高时停止提升.操纵2 台行车大跑向就位方向4—5轴线(#5机为l5— 16轴线)移动,发电机定子到达就位位置后停止大 取走2台735 k.N行车的起吊装置(每台行车 的起吊装置白重为36 t),用型钢将2台行车连成 跑行驶,并将定子降下就位. 发电机定子吊装方案如图1所示,采用这种吊 装方案施工方便可行、经济台理、施工安装工期短. 其安全可靠性下面给予证明. 整体,将2台行车太跑改装为1台驱动,单台操作. 2台行车停靠在9一ll轴线处,在2台行车中部各 布置一提升承重架,行车两端各布置1台147 k.N 卷扬机.通过钢丝绳和滑轮组的连接,2台行车上 ++ 毕 幽. .I 三 口口 图1发电机定子吊装总图 1 H0 Ilg wiIIg 0f slal0r 发电机定子(1十);2.扁担(2副);3.精轮组(2组);4.735 KN行车(2台) 5.147 KN卷扬机(4台);6.提升承重架(2羽);7.千斤绳(4根) 39.2 k.N,4套滑轮组重63.7 k.N,单个提升承重架 2吊装机具组成结构和强度分析 由于应用了提升承重架和滑轮组替换行车起 重量56.84 k.N,动载系数取1.05,提升承重架和行 车主梁材料许用应力为[d】=170 h . (2)扁担受力及应力计算 图6所示为扁担受力简图. P=2 508.8 x1.05÷4=658.56 kN: 吊装置,行车进行了重新组台,因此,必须对自行设 计的提升承重架、行车梁及其有关装置的强度进行 验算以确保起吊安装安全可靠. 2.1吊装机具组成结构 (1)提升承重架结构见图2. (2)承重架主梁结构见图3. (3)承重架平衡轮支撑粱结构见图4 (4)扁担结构见图5. 2.2强度分析 扁担最大负荷弯矩: Mt=658.56x 2.15=1 415.9 kin・In; 扁担最大自重弯矩: 1 :百x x93:44.1 kN 扁担中部最大弯矩: , =MI+M2=1 46O kN・m; (1)计算负荷 扁担的截面特性: ,=l 142 025 calrl4, =17 844 cⅡ ; 发电机定子吊装重量2 508.8 kN,单根扁担重 扁担的弯曲应力: 维普资讯 http://www.cqvip.com

84 广州大学学报(自然科学版) 第1卷 d:_L 17 844:81.8 xlO6 Pa:81×10一o ’ ‘ .8MPa d<[d]=170MPa. (3)承重架主粱受力及应力计算 图7所示为承重架主梁受力简图. 主梁受到的负荷如下: …T F=(2 508.8+2 X 39.2+63.7)X1.05 4-4= 695_8lcN. 主梁最大弯矩(忽略承重架自重产生的弯矩)为 ~=÷×659.8×4.50=742.3 kN・m. \~L   ; } 主粱的截面系数为 — ,=395 852 em4. =9 896 c . \ y 主梁的弯曲应力: {I 1 l ~~一9 :丛 :75×106 Pa:75 MPa896 x 10一 … …“’, 图2提升承重架 d眦 <loJ=170MPa. rls-2 Beadnghamfor ng 1.导向轮(2个)2.导向轮支座(2个)3.承重架主桀(2报)4.工宇 锕Ima(5报)5.工宇钢l 20 ̄(2根)6.平衡轮支撑粱(2报)7.工宇 锕I 32 ̄(2报)8.平衡轮(2个)9.平新轮支座(2个)1D.卡轨器(4套) A— A一 Z50 l l2 ,s ^L-  图3承重架主架结构 Fig.3 Stmetureofmain be ng beam 厂] l 闩 j I Lj一 1 40 5 l {00 f 392.5 . I ,0 一 — 1185 I 图4平衡轮支撑梁结构 Fig.4 Structttre 0f balance",daeel supportin ̄beam a?. 作用在平衡轮上的钢丝绳张力 力计算 一 = 塑! ±2 1 1 1 :! 2 : 4 承重架下滑轮组的钢丝绳有教股数n=12,钢 1.0211 ̄ ×l_02=65.0 kN. 丝绳从动滑轮组出来后经一导向轮进人卷扬机,则 式中1.02为滑轮轴与滑轮套(滚动轴承)的综 作用在平衡轮上的钢丝绳张力为 合摩擦系数. 维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期 庄秀忠:大型火力发电厂发电机定子吊装方法研究 图5扁担结构 Fig.5 cuⅡe of c日吡yi“g v,le 口 P I 1 { l 口 L .I. ! .1一 1 Q. i l1I 1I 1J 图6扁担受力简图 图7承重架主粱受力简图 Fig.6 BeaIiI.g sketch 0f earrying p0Je 一 F .7 Be I.g sketchofmain be ng beam b.平衡轮支撑粱受力及应力计算 受力简图如图9所示,经计算 0一 l一 图8所示为平衡轮支撑粱受力简图,在粱B R3=41.0 kN,R4=24 kN. 点处作用着竖向载荷和横向载荷. 梁受到的最大弯矩为 粱端竖向受力为R1=48.2 kN.R2:16.8 kN. ~=41×0.875=35.9 kN・/113. 粱的竖向弯矩和横向弯矩为 : 该粱为№.32 a工字钢,其截面系数 = M =M =48.2×0.31=14.94 kN’m. 692.2 . 粱的应力为 d=35.9×103/(692.2×10一 )= 51.9×l0bPa=51.9 MPa. <【 J=170 MPa. 图8平衡轮支撑受力简图 .8 Be耐Ilg sketch of balance'.died supixn'ifng beam 支撑梁采用22a双槽钢拼接而成,其截面几何 』 性质如下: , L=19 522 c , =1 501 cmj, 图9平衡轮支撑粱的支撑粱受力简图 L=20052 em4, =1 145 cⅡr|. Fig.9 Beating ske' ̄h 0f supposing beam 0f balance wIled 梁B点处的应力: supposingbeam O-I=14.94×103/(1 501×10一 ): (5)行车主梁受力及应力计算 10.0×10 ̄Pa=10MPa每台行车有2根主粱.则单根主梁受力如图 . =14.94×103/(1 145×10一 )= 10所示. l3.0×10 ̄Pa=13MPa图10中:q——行车主梁白重产生的均布载 . 总应力d=d + :23 MPa. 荷;q=237.02,/25.5:9.3 kN-m_。;P广一卷扬机 d<I dl=170MPa. 及行车大跑驱动装置重量对主粱产生的作用力. c.平衡轮支撑梁之支撑粱受力及应力计算 Pl=8.25 kN;P2——发电机定子、扁担、滑轮组、 维普资讯 http://www.cqvip.com

广州大学学报(自然科学版) 第1卷 承重架及连接部件重量对梁产生的作用力,P2= 362.6 kN. 1 2845 l 3810I 8.8“ 2 5{00‘ 图10行车主梁受力示意图 g 10 Be IIg di gramform beam of b d crane 经计算,主梁支反力为 RA:506.9 kN. RB=620.5 kN. 行车每根主梁端部由2车轮支承,行车轮压为 R~=620.5/2=310.3 kN. 行车设计最大轮压[R]=307 4 kN, 等_l_009 [警 .1. 行车轮压在安全范围之内. 主梁一m截面处的弯矩(接近于最大弯矩): 肼=4 855.4 kN・nl 主梁 m横截面如图11所示. 截面惯性矩:,=5 335 764 , 截面系数: :52 005.5 . 主梁弯曲应力: d: :93.4×lo6 Pa: 52 005.5x10 93.4 MPa. d<【dJ=170[VlPa (6)行车主梁挠度值计算 计算行车主梁挠度值时可将主梁受到的各力 逐一分析,之后进行叠加,下面计算 m截面(距 A端12 845 mm)处的挠度值. ;q 蠲 _{ 图l1主粱截面 F .11 Main be s d ①主梁受自重作用(参见图12) 挠度方程为 =24~E/(L 一2 + ). ’l 叨]==[ 【. ! . Il L—— 』 j 图12主粱自重作用圈 f 12 Weighted diagram 0fm n beam 将 =12.845 m代人 Vz=O.466×10~m. ②主粱受P2作用(参见图l3). 图13 作用图 Fig.13 A幽姆m 0f 挠度方程为 :面P2bx L, 22一 —6 )(0≤ ≤Ⅱ). A.当 =n=12.845m,6=12.655m时, =1.141×10~m. B.当 =12.845m,Ⅱ:12.655 nl,6=8.845 nl 时, =0.998x10~111. ③主梁受Pl作用(参见图l4) 『 2 5 5 00 图14 P】作用图 Fig.14 Action diagram P A.当Ⅱ<6时.挠度方程为 = [詈( sm -62) ] (Ⅱ≤ ≤6), 将Ⅱ=2.1 m,6=23.4m, =12.845 m代人,得 =0 063×10~m. B.当Ⅱ>6时,挠度方程为 P  ̄b t= L,2%2--6 )(O≤ ≤a). 将Ⅱ=23.4m,6=2.1 nl, =12.845m值代 人,得 =0.064×10~m. 行车主粱/n-/n截面处的挠度值为 维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期 庄秀忠:大型火力发电厂发电机定子吊装方法研究 87 =i;】 ∑ =(0.466+1.141+0.998+0.063+ O.064)×10一=2.73 x10~m. 3结语 如果不计主梁自重产生的变形,则主粱挠度 :2.27×10—2m. 大型火力发电厂发电机定子安装是关键工序. 发电机定子是特大、特重型设备,其吊装方案一定 V=0.022 7 m<l V J=25.5÷1 000 =要周密合理,既确保吊装安全,又经挤台理、施工方 便、缩短工期.通过技术经济分析,从诸多备选方案 中确定一个最优方案,即通过更换汽机房行车的起 0.025 5 m. 在#4发电机定子吊装过程中,对行车主梁挠 度进行测量.测得一m截面处下挠0 021 m,与计 吊装置,利用原有行车大梁,将2台行车重新组台, 算结果(行车主梁一m截面处挠度值0.022 7 m) 相接近由于事先对上述有关装置进行了强度验算 连成一体平行驱动的方案吊装,不需要用其它设 施,工期最短,成本最低,施工最简便 通过力学分 并在安全方面留有充分余地,吊装过程平稳顺利, 析,强度、刚度留有充分余地,确保了其安全性.吊 一次就位. 装实践证明,该方案确实安全可靠、简便易行.这种 吊装方案值得其它相似安装工程借鉴推广. 参考文献: [1]孙训方,方孝淑,关来泰 材料力学(上册)(第二版)[M] 北京:高等教育出版杜出版,1987 SUN Xun—h ,FANG Xiao-shu.GUAN I ̄-tai Mechanie ̄ofmatmials(the ifrst ̄aume)(the second出 帆)[M]Be :哺g & IPress,1987. [2]上海电力建i ̄/k.=1编.起重与运输(第二版)[M].北京:水利电力出版杜出版.1985. By ShanghaiElectric Pdwer BuildingCorporation.H幛l and曲n p0It 叽(the second edition)[M]Beijign:Hydro-powerElecuic Press.1985. Research on Hoisting Method of Generator Stator in a Large Power Station ZHUANGXiu一 ong (cIl Powerb咖ee 唱Co1]; ̄ratiml,Guangzhou 510703,China) Abstract:It is all econ ̄nical,reasonable and convenient hoisting method to use crab,pulley block and b d crsl ̄to hoist the generator stator to the locati ̄ The key is to assure the safety and relibaility of hoisting equipment.The fol— lowing is arI example to show the geAlei ̄.[or stator hoisting at a power station Keywords:crab;hoisting;the generator stator 【责任编辑:刘少华】 

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