火电机组发电机定子吊装结构优化及应用分析

火电机组发电机定子吊装结构优化及应用分析

马瑞强

中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司，河北 石家庄 050000

摘要：本文介绍了火电机组发电机定子吊装的常用方案，在有限的特定条件下，通过优化结构受力，充分利用有限条件，采取经济、安全、可靠的吊装方案。结合山东某实际工程，对发电机定子吊装技术方案进行了理论分析和结构优化，为以后工程提供参考借鉴作用。

关键词：发电机定子；吊装方案；结构优化

引言

发电机定子是火电厂重要大件设备之一，一般采用整体一次吊装就位的方法进行安装，具有外形尺寸大、重量大、就位标高较高等特点，其吊装就位历来是火电工程建设中的重点和难点，关系到整个工程建设的成败。

1.发电机定子常用吊装工艺介绍

目前发电机定子吊装工艺主要有：厂房内行车吊装工艺、大型履带起重机吊装工艺、以及两者结合的吊装工艺。由于厂房内行车吊装工艺具有过程简单，受力明确，能够充分利用厂房内行车的先天优势，本文结合山东某实际工程重点分析该吊装工艺。

2.工程概况

山东某工程为2×350MW燃煤发电机组新建工程，两机组并列布置，设两个并列布置的汽机房，每个汽机房内设一台135/32t桥式起重机。发电机定子外形尺寸为9000×4400×3920mm，运输重量为204t，定子到现场后吊装前需安装吊攀，安装吊攀后重量为205t。由于发电机定子重量远大于行车起重量，因此必须采取其它措施满足吊装需求。

3.吊装方案的基本设想

由于每台行车最大起重量为135t，因1#、2#机汽机房并列布置不在同一轴线，且每个汽机房内只设1台行车，如果不采取其他措施，无法满足吊装需求。

总体思路是在不增加其他起吊设备，通过合理优化及计算分析，找出仅利用汽机房内行车进行起吊的方案。

设想将两台吊车在两汽机房内互相拆借，在吊装1#发电机定子时，将2#汽机房内行车拆卸，安装在1#汽机房内，两台行车同时运行作业（如图1）。在吊装2#发电机定子时，使用相同方法实施。

图1：两行车吊装扁担梁示意图

4.结构受力优化分析

汽机房行车在使用过程中，当起吊达到最大起重量，小车位于行车一端极限位置时，其对应侧的轮压达到最大，而另一侧轮压相对小很多。由于发电机定子一般都位于汽机房横向中间区域，在发电机定子吊装过程中，荷载基本位于行车跨中间区域，行车两侧轮压分布较为均匀，这种情况下能够较大程度上将荷载分布两侧，如果使行车两侧轮压都达到最大或接近最大，同时行车两侧吊车梁承载力能够满足，这样行车的起重量将大大提高。

小车居中时，行车梁弯矩达到最大，这时如果行车梁承载力不满足需求，可以将小车进行改造，通过增大小车轮间距，使小车荷载尽可能向两侧分布，从而能够减小行车梁的弯矩。

由于此山东某工程发电机定子重量为205t，单台行车最大起重量为135t，利用两台行车起吊，单台行车起重未超过最大起重量，因此行车梁可不用复核，仅需要复核柱间吊车梁截面的各项指标是否满足规范要求。

5.计算分析

5.1 行车轮压计算

发电机定子起吊重量 ，吊装钢丝绳重量 ，350t吊钩 ，350t吊钩与吊装扁担梁缠绕钢丝绳 ，吊装扁担梁重量 ，主钩与吊装扁担梁捆绑钢丝绳重量 ，行车总重 。

单台行车负荷：

综上可知：

行车A侧实际轮压：La=Ra/4=26387.5kg=258.8kN；

行车B侧实际轮压：Lb=Rb/4=24052.5kg=235.9kN。

5.2 吊车梁截面复核

由于柱间吊车梁截面设计时，仅考虑单台吊车运行，前期并未考虑吊装定子工况，因此需要重新复核其承载力。

图2 吊车梁最大弯矩计算简图

图3 吊车梁最大剪力计算简图

上翼缘最大应力σu = 242.441 ≤ [σu] = 295；下翼缘最大应力σd = 112.686 ≤ [σd] = 295；平板支座时的剪应力τ = 62.015 ≤ [τ] = 175；突缘支座时的剪应力τ1 = 68.949 ≤ [τ1] = 175；吊车最大轮压作用下的局部挤压应力σc = 66.150 ≤ [σc] = 305；整体稳定应力σstab = 249.741 ≤ [σstab] = 295；挠跨比Vt/L = 1/2745.219 ≤ 1/750

通过计算，吊车梁截面各项指标都满足规范要求。

结语

根据以上计算分析，通过结构受力优化，在特定条件下，将行车局部改造或加固，能够很大程度上挖掘行车起吊潜力，从而能够满足发电机定子吊装的结构受力要求。根据山东某工程的吊装方案的成功实施，验证了以上分析的正确性，达到了预期目的，为以后的工程提供借鉴作用。

参考文献：

［1］电力建设安全工作规程: 第 1 部分 火力发电: DL 5009. 1-2014［S］．

[2]张质文，虞和谦，王金诺，等．起重机设计手册［M］．北京: 中国铁道出版社，1997: 520-530, 550-560．

[3]新钢结构设计手册［M］．北京: 中国计划出版社，2018.