定子吊装系统的结构设计及使用

张永良

（天津蓝巢特种吊装工程有限公司，天津市，300308）

0 引言

鉴于国内火电机组容量向大型化发展[1-4]，发电机定子作为火电厂单件最重的设备，其吊装工具及吊装方案备受关注。自主研制了一套发电机定子专用吊装系统，该系统已在10多台300～1 000MW机组中成功应用。

1 吊装系统结构

1.1 设计思想

（1）借用汽机房天车主梁结构强度和大车行走机构，用天车主梁承担发电机定子和吊装系统全部重量，借用天车大车行走机构使天车载着吊装系统和发电机定子沿轨道行走，使定子到达就位位置。

（2）使用吊挂式液压提升装置提升载荷。

（3）液压提升装置可以绕吊挂轴旋转一定角度，实现液压提升装置倾斜起吊。

（4）对厂房浇筑、设备安装影响小，仅使用机组间的检修跨即可完成作业，对整体工期影响小。

（5）能满足300、600（按320 t考虑）和1 000MW（按450 t考虑）主流机组发电机定子吊装。

1.2 结构设计

1.2.1 吊挂系统结构设计

吊挂系统属于吊装系统的固定部分，用以实现液压提升装置和天车主梁间的载荷传递。吊挂系统由2部分组成，分别为吊挂梁和支撑梁。

吊挂梁为“T”型结构（图1），下端挂液压提升装置，上部的双肩搭在支撑梁上，实现提升装置和支撑梁间的载荷传递。提升装置既可以挂在吊挂梁下端，特定条件下也可以在吊挂梁上部使用。

支撑梁为1组双梁结构（图2），支撑梁两端搭在天车主梁的小车轨道上，双梁上摆放吊挂梁，用以将载荷从吊挂梁传递到天车主梁。支撑梁长约6.6m，是根据1 000MW机组所配置天车的小车轨距确定的。主结构为双拼H型钢（HN 600mm×200mm，截面尺寸600mm×200mm×11mm×17mm），顶面和底面铺设20mm钢板。

液压提升装置、吊挂梁、支撑梁连接示意如图3。

1.2.2 扁担系统结构设计

扁担系统在整个吊装系统中属移动部分，随发电机定子一同起升，用以将液压提升装置的提升力传递到载荷上。扁担系统由2根扁担梁和1根主梁构成，扁担梁两端与液压提升装置的下锚头吊架相连，2根扁担梁的中间部位抬1主梁。

扁担梁为箱型结构（图4），两端设置与液压提升装置下锚头吊架相连的耳板结构，中间顶部设置球形凹面，用以和主梁配合。扁担梁两端下锚头吊架连接点间距取8.7m，此间距不小于常规600MW机组2天车并车后的吊钩间距，可保证液压提升装置的竖直作业。

主梁也为箱型结构（图5），两端支撑在扁担梁上，中间设置连接耳板，用以挂DEMAG CC2800履带吊600 t吊钩。

主梁两端的凸形球面与扁担梁中间的凹形球面配合，便于保证接触点和接触面积，还可消除扁担梁不水平造成的箱体扭转变形。吊钩与主梁通过销轴连接，可借助吊钩的推力轴承实现吊物的360°旋转，如图6所示。

2 使用方法及特点

2.1 常规600MW发电机定子吊装方案

用此系统进行600MW发电机定吊装时，一般应保证以下几点：

（1）2台天车并车后中心间距不大于8.7m。

（2）每台天车承担定子重量的一半，另加40 t吊装系统的重量，天车、轨道梁、轨道梁牛腿及汽机房架构能否满足要求需请设计单位落实。在为600MW发电机定子专设支撑梁时，每台天车上分配的吊装系统质量可降至32 t。

（3）定子吊装孔宽度不小于9.4m。

吊装系统示意图如图7。

2.2 常规1000MW发电机定子吊装方案

用此系统进行1 000MW发电机定吊装时，一般应保证以下几点：

（1）每台天车承担定子重量的一半，另加40 t吊装系统的重量，天车、轨道梁、轨道梁牛腿及汽机房架构能否满足要求需请设计单位落实。

（2）定子吊装孔宽度不小于9.4m。

（3）1 000MW火电机组汽机房配置的天车中心距一般在9.8～11m之间，大于扁担梁8.7m的有效长度，在吊装过程中液压提升装置和钢绞线将处于倾斜状态，且倾斜角度会随着定子提升高度的增加而增大。为了避免将钢绞线的水平分力传递给天车主梁，需根据水平分力的大小在支撑梁端面加装支撑，以平衡水平分力。同时还需将吊挂梁固定在支撑梁上，确保吊挂梁的空间位置。钢绞线与竖直方向最大夹角发生在玉环电厂4号机定子吊装中，达到12.5°。

吊装系统示意图如图8。

2.3 施工注意事项

（1）2天车间要刚性连接，保证天车开档。

（2）吊装过程中应保证扁担梁的水平。

（3）吊挂梁摆放要严格对称于就位轴向中心线。

（4）吊挂梁要摆放在小车轨道中心线上，保证液压提升装置的载荷由天车主梁均分。

（5）液压提升装置倾斜吊装时，必须在支撑梁端面加装水平支撑且要将吊挂梁固定在支撑梁上。

2.4 吊装系统特点

（1）1套系统能实现300、600和1 000MW定子吊装，应用范围广，本吊装系统已完成10余台定子吊装。

（2）吊具借用CC2800履带吊的600 t吊钩，可实现吊物的水平旋转，吊装前对吊物无方向要求。

（3）结构简洁，思路清晰。

（4）施工周期短，从准备到吊装，约需5个工作日。

（5）使用吊挂式液压提升装置可实现倾斜作业。

（6）扁担梁和主梁利用球面配合，可有效消除扁担梁不水平而带来的结构扭转和受力不均问题。

（7）能最大限度地增大吊装系统的起升高度，必要时主梁可提升入2台天车大梁间的空间。

3 结语

发电机定子作为火电机组单件最重的设备，施工方法很多。本文将天车的承载力和液压提升装置相结合，借助天车大车行走机构，实现定子的垂直和水平移动，使定子从汽机房吊装孔直接卸车、起吊，避免了定子卸车、拖运的问题，节省了时间，降低了劳动强度。

[1]徐灏.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，1991.

[2]李维荣.五金手册[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3]李鹏亮.华能玉环电厂1 000MW机组发电机定子劳辛格-天车组合吊装工艺[J].电力建设2007，30（9）：54-56.

[4]张志文.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，1998.