大型水轮机座环土法吊装技术
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2020年第8期2020Number8水电与新能源HYDROPOWERANDNEWENERGY第34卷Vol.34DOI:10.13622/j.cnki.cn42-1800/tv.1671-3354.2020.08.016收稿日期:2019-12-28作者简介:马志忠,男,工程师,从事水电站机电设备安装与调试项目管理方面的工作。
大型水轮发电机上机架和汇流环整体吊装的工艺分析马志忠(三峡机电工程技术有限公司,四川成都 610040)摘要:为能较快完成大型水轮发电机定子铁芯和线棒的更换,增加发电机发电时间,提高机组有效利用小时,可采用一种上机架与汇流环整体吊装的工艺,其中整体吊装专用工具的安装是该工艺的关键。
在溪洛渡水电站7号、8号和9号机组定子铁芯和线棒更换中,该工艺的应用极大提升了机组检修的效率,而且安全可靠、质量优良、节约资源。
关键词:水轮发电机;上机架;汇流环;整体吊装中图分类号:TM312 文献标志码:A 文章编号:1671-3354(2020)08-0068-03IntegralHoistingoftheUpperBracketandtheSlipRinginLarge scaleHydro turbineGeneratorMAZhizhong(ChinaThreeGorgesMechanicalandElectricalEngineeringCo.,Ltd.,Chengdu610040,China)Abstract:Tofacilitatethereplacementprocessofstatorcoreandbarsinlarge scalehydro turbinegeneratorsandin creasethepowergenerationtimeandtheeffectiveutilizationhours,anintegralhoistingtechniqueoftheupperbracketandtheslipringisdeveloped,inwhichtheinstallationofaspecialintegralhoistingtoolisthekey.Practicalapplicationofthetechniqueinthereplacementofstatorcoresandbarsinthe7#,8#and9#unitsinXiluoduHydropowerStationshowsthatitgreatlyimprovestheunitmaintenanceefficiencyandisofadvantagessuchasgreatsafety,reliability,highqualityandresourcessaving.Keywords:hydro turbinegenerator;upperbracket;slipring;integralhoisting 溪洛渡水电站左、右两岸地下厂房各安装9台770MW水轮发电机组,电站总装机13860MW[1-2],年平均发电量超过600亿kW·h,在电网系统中起到调峰、调频的关键作用。
水电站座环、蜗壳安装技术措施1、概述座环在厂内加工,分半到货,现场组装座环,安装调整后,与基础环螺栓连接,基础环与锥管进行现场焊接;蜗壳共分为21节,一块舌板,其中小头的19、20、21、三节及舌板在厂内与座环及相互之间焊接,蜗壳其余各节(除补偿节外)在厂内预装,其中6、13节为凑合节,加固后分节运至工地进行挂装。
蜗壳上半部装设弹性层,外侧中心线装设槽钢排水沟;蜗壳现场不做水压试验,不进行保压砼浇筑。
2、主要技术参数座环:最大外形尺寸4820×1593;总重量:约21t;蜗壳:单节最大外形尺寸φ3600×2070;总重量:约28t;座环上法兰面安装高程:▽1754。
878m;蜗壳中心线安装高程:▽1754。
05m;3、座环、蜗壳安装3.1、安装程序熟悉图纸设备清点及尺寸检查安装基准线放置基础埋设基础环吊装座环吊装座环中心、高程、水平调整座环加固蜗壳挂装、焊接蜗壳焊缝探伤座环、蜗壳中心、高程、水平复查整体加固砼浇筑。
3。
2、安装前的准备工作3。
2.1、熟悉厂家的图纸、资料,并作好技术交底工作,在施工中严格按照图纸及有关的规范进行安装;3.2.2、按照图纸及到货清单,清点到货的零部件,检查零部件的数量、规格、尺寸是否符合图纸的要求;3.2.3、按图纸进行安装基准线的放置,然后进行座环、蜗壳支墩基础埋设.4、座环及蜗壳瓦块吊装方案座环单件吊装重量约为11t,根据现场条件,采用25t汽车吊进行座环的吊装就位;蜗壳瓦块也采用汽车吊进行挂装。
5、起重场地布置根据现场通道的实际情况,25t汽车吊先布置在安装间侧交通道位置,将座环第一半吊入安装间底板位置,进行座环的第一次倒运,然后将吊车布置在▽1756.95水轮机层,进行座环的吊装至座环支墩,进行临时加固,再以同样方法吊装第二半,在座环支墩上进行座环组合,就位及蜗壳瓦片的挂装。
为此,要求安装间靠水轮机层立柱钢筋进行放倒,以便吊车可以布置及吊装作业。
6.2 水轮机及其附属设备安装技术措施 6.2.1.概述1.水轮机埋设部件由尾水管里衬、转轮室、座环、机坑里衬、接力器坑衬等设备组成。
2.导水机构由底环、导叶、顶环、支持盖、拐臂、连杆、调速环、接力器等设备组成。
3.转轮与主轴联接含转轮(转轮盖)、主轴、联轴螺栓、操作油管、泄水锥等设备的安装。
4.水导轴承采用稀油润滑的巴氏合金瓦衬的自润滑轴承,由轴承座、轴瓦、转动油盆等设备组成。
5.主轴密封由工作密封和检修密封组成。
6.2.2.水轮机安装流程图水轮机安装流程见图6-1 水轮机安装流程图图6-1 水轮机安装流程图6.2.3.主要设备施工技术措施6.2.3.1.转轮室、座环安装技术措施1.工作内容:a. 施工前的准备:场地清理、支墩预埋垫板高程测量、基准点放置、水平梁和拉紧螺栓制作。
b. 设备开箱清点、领用、清扫、检查机组中心标记和组合面,及组合面的修整,楔形板配对检查和处理。
c. 座环组装,组合缝封焊。
d. 转轮室组装。
e. 座环与转轮室组装。
f. 座环与转轮室吊入机坑安装:中心、标高找正,上法兰面水平度调整,加固。
2.安装流程图图6-2 转轮室、座环安装流程图3重要工序的施工方法和要求a. 座环组装:在安装间布置好组装支墩,每个支墩上置一对楔子板,调整楔子板的标高。
将分块座环吊于支墩上,检查组合面应无毛剌、高点,将座环组装成整体。
检查组合面的间隙用0.05mm的塞尺检查不应通过,局部间隙充许0.10mm,但深度不应超过组合面宽度的1/3,总长不超过组合面高度的20%。
检查座环法兰面的水平度、平面度,镗口的圆度、直径,组合缝的错牙,其组合缝处的安装面错牙一般不超过0.10mm。
组合缝封焊。
组合缝焊接应采用对称分段退步跳焊法,以减少焊接变形。
焊接完后,应进行焊缝无损探伤检查,焊缝质量应符合要求。
b. 转轮室组装:转轮室在安装间支墩上组装,其组装要求同座环组装相同。
c. 座环与转轮室组装:将转轮室与座环的组合法兰面清扫干净,无毛剌、高点。
关于水轮机座环基础环安装技术探讨【摘要】水轮机座环的安装现已形成标准的工程施工技术方案,本文通过对某电站发电机座环安装方案的成功实施的生产流程进行分析研究,可以给同类型的水轮机座环安装技术方案提供一定的技术支持。
【关键词】施工前期准备;施工方案;安装工序;安全质量控制。
1引言项目部机组安装的合同范围为1~3#机。
水轮发电机的座环由上过渡板、上环板,上导流板、固定导叶(24块)、下导流板、下环板、下过渡板、立圈、底板等组成。
座环上部同机坑里衬连接,下部与基础环相连,安装中心高程为EL.1124.00m。
上、下环板板厚170mm,内径(加工前)9.01m,环板材质采用ASTM A516M Gr485-Z25,过渡板材质采用B610CF,座环立圈及底板材质采用Q345C。
单台机的座环总重176.8 t,外形尺寸: 10.54m(直径)×3.74m(高),其中底板至上环板垂直高度为2.715m;固定导叶高度为2.035m;座环分成四瓣供货,各瓣在工地把合与焊接后再进行整体吊装。
基础环分两瓣供货,单重8.018t,总重16.036t;基础环环板上表面(加工面)安装高程为IL.1121.2m,与上口水平面的距离为1192.5㎜;基础环围板内径为7275㎜, 环板内径为6921.8㎜,最大外径为7435mm;基础环围板材质采用0C18Ni9,下环板采用Q345C材质。
2施工准备2.1技术准备(1)相关图纸及资料准备施工前技术人员首先认真仔细熟悉有关图纸、资料,重点关注图中各注意事项;编制施工组织设计、焊接工艺方案并报批;建立并下发“安装工艺卡”;完成开工申报。
(2)技术交底技术人员根据施工措施向施工作业人员进行详细技术交底。
施工前将“工艺卡”贴在显眼的位置,确保每位施工作业人员都清楚。
(3)质量要求质量交底时,技术或质检人员向施工人员交待清楚质量要求。
严格控制测量放样程序,样点放置程序为:图纸审核→样点计算→样点审核→测量放样→监理、业主测量审核、确认→样点返回应用。
电站水轮机座环运输、吊装作业指导书一、概述水电站单台机座环分四瓣制造,采用现场安装场组合、焊接后整体起吊安装和机坑分瓣吊装组合方式。
座环外径φ11460mm,高3800mm。
单台套座环重约243.5吨,单瓣最重约80吨,其余为53.575吨。
我项目部承担电站三台机组的安装,其中6#机座环为东方电机厂负责供货,5#、7#机座环为上海希科供货。
根据目前座环到货情况,两家供货厂商均在座环上布设了吊耳板(包括上环板顶部、下环板边侧),均可满足现场二次运输装车及厂房内起吊卸车和座环抬吊翻立作业及组拼的吊装需要。
东方厂到货的座环在上环板经向布设的吊耳板可满足座环在安装场组拼后的整体吊装需要。
希科厂布设吊耳板由于未按座环径向方向布设(安装场部位起吊高度限制,吊装绳之间夹角较大),在上基础环板上环向布设的吊耳板不能满足安装场直接起吊安装的需要。
因此在安装场组拼座环时,对希科到货的上基础环板部位布设的吊耳板应按径向方向,重新在四个组合缝部位的环板平面上,按径向方向,重新布设四组(八个)吊耳板。
二、编制依据2、1 合同文件(合同编号LT/JA—0204)2、2 《龙滩水电站机电安装设备安装工程Ⅰ标Ⅱ包投标文件》2、3 国电公司中南勘测设计院水轮机埋件图纸2、4 设备制造厂有关图纸与相关资料2、5 国家G B8564—2003《水轮机发电机组安装技术规范》2、6 设备供货厂现场到货(座环)2、7 《水利水电建设安全规程》2、8 公司18000职工健康、环保、安全有关文件三、座环组装场地3、1 安装场组装3、1、1 在安装间上游侧2#桥机可起吊位置,按φ9400mm直径布置12个钢支墩(每瓣座环下放置3个)。
3、1、2 座环运至安装场后在下游侧卸车并利用桥机上下游小车的2吊钩进行空中翻立(卧放运输的三节,应将桥机上游吊钩为主吊点)至安装立面,然后由主吊钩起吊就位组拼。
3、2 机坑位置组装座环运至安装场并进行卸车、翻立后,按单瓣依次转吊至机坑进行组拼。
文章编号:1006 2610(2019)02 0063 04草街水电站水轮机座环吊装方案及实施郭小鹏(黄河万家寨水利枢纽有限公司,太原 030000)摘 要:草街水电站座环是水轮发电机组埋件施工中单件重量最大的部件,也是尺寸最大㊁体型不规则的部件㊂在主厂房安装间尚未形成㊁厂房桥式起重机尚未安装以及现场布置的起吊设备无法满足吊装要求的情况下,对草街水电站座环安装时现场的施工环境进行研究,分析了现场吊装的各种制约因素,合理优化空间,选用履带吊并采用双机抬吊法实施吊装㊂方案简单㊁经济,也为后续工作提供了有利平台㊂关键词:草街水电站;座环;履带吊;吊装;双机抬吊中图分类号:TV734.1 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2019.02.016Lifting Scheme and Implementation of Turbine Seat Ring of Caojie Hydropower StationGUO Xiaopeng(Yellow River Wanjiazhai Water Multi-purpose Dam Project Co.,Ltd.,Taiyuan 030000,China )Abstract :The seat ring of Caojie Hydropower Station is the largest single embedded component in the construction of the hydroelectric generating unit ,and it is also the largest irregular component.Under the condition that the erection bay in the powerhouse is not availa⁃ble ,the powerhouse bridge crane has not been installed ,and the lifting equipment on site is unable to meet the lifting requirements ,the site construction environment for installation of the seat ring of Caojie Hydropower Station is studied ,and all restrictive factors of on-sitelifting are analyzed.Through reasonable optimization of space ,deployment of crawler cranes and the use of double crane lifting ,the sim⁃ple and economical lifting scheme is proposed and implemented ,which also provides a favorable platform for follow-up work.Key words :Caojie Hydropower Station ;seat ring ;crawler crane ;lifting ;double crane lifting 收稿日期:2018-11-20 作者简介:郭小鹏(1983-),男,青海省海东市乐都区人,工程师,主要从事水电站机械设备的安装与检修工作.1 工程概述草街航电枢纽工程位于重庆合川市境内草街镇附近的嘉陵江河段上,是嘉陵江干流合川至河口段自上而下渠化梯级开发的第2个梯级㊂是一个以航运为主,兼顾发电㊁并具有拦沙减淤㊁改善灌溉条件等效益的水资源综合利用工程,是2005年西部十大工程之一[1]㊂枢纽电站设计4台轴流转浆式水轮发电机组,设计水头20m,总装机容量500MW(4×125MW),多年平均年发电量19.96亿kWh[2]㊂机组水轮机成套设备全部由上海福伊特西门子水电设备有限公司(简称VSS)制造㊂葛洲坝机电建设有限公司承担4台水轮发电机组的机电安装任务,水电八局承担厂房土建施工任务㊂2 座环结构特点及主要尺寸座环结构由上㊁下环板㊁24个固定导叶以及24个安装支脚焊接为一体[3]㊂上环板板厚δ100mm,内径为12460mm;下环板厚δ20mm,内径12370mm;高度4728mm㊂分4瓣运抵工地,单瓣最大重量为50.28t,单瓣尺寸为10.540m ×4.728m ×3.830m,组合后最大外径尺寸约16.3m,总重176.064t㊂座环基础安装螺栓共96颗(M56×2045),每4颗1组,共24组㊂固定导叶安装支脚与已预埋的24组96颗M56螺栓相连㊂为座环基础螺栓准确定位预埋,厂家提供12块专用基础定位模板㊂每2组基础共用一块模板,按固定导叶编号方向依次编号为1~12㊂模板之间,用连接螺栓把合㊂根据每颗螺栓相对于机组中心坐标值进行准确预埋㊂36西北水电㊃2019年㊃第2期===============================================3 现场环境及施工布置由于座环安装时主厂房安装间㊁桥机尚未形成,同时现场已布置的土建门塔机不能满足座环吊装要求㊂分瓣座环必须通过机组进水口流道运输至安装工位,在机坑内完成卸车㊁翻身㊁吊装就位[4]㊂座环安装时进水流道及蜗壳流道底板已形成,蜗壳左侧墙钢衬已安装至162.41m 高程,钢衬外侧1区混凝土面随蜗壳钢衬安装浇至162.40m 高程,2区混凝土面浇至高程162.41m 高程㊂因蜗壳流道尺寸不能满足水轮机埋件的运输㊁吊装要求,采取将蜗壳已形成的流道㊁左边墙1区㊁右边墙2区混凝土表面通过回填土填至同一高程,形成吊装作业平台㊂座环的吊装在162.41m 高程进行㊂在蜗壳进水口前端(162.41m)与流道(163.05m)之间缓坡处理,见图1所示㊂图1 吊装平台布置图 单位:m图2 双机抬吊工况模拟图 单位:m4 吊装机械选型4.1 吊装设备选型及方案确定根据座环单瓣最大重量(50.28t)㊁进水口流道宽度(6.928m)以及吊装作业平台尺寸,选用履带吊车㊂履带吊具有起重能力强㊁接地比压小㊁防滑性能好㊁转弯半径小㊁对路面要求低㊁爬坡能力大㊁不需支腿㊁带载行驶㊁作业稳定性好的优点[5-8]㊂制约设备选型的因素主要有以下几点㊂(1)进车通道:流道进水口宽度为6.928m,最大可选择150t 履带吊车通行,150t 履带吊车的外形尺寸为8.2m×6.8m(长×宽)㊂(2)吊车站位:受机组间土建钢筋网的布置和下游混凝土墙的限制,吊车站位只能在平台第Ⅱ㊁Ⅲ㊁Ⅳ象限㊂座环-Y 向基础至下游边墙距离为5.5m㊂不能满足尺寸超过5m 的履带吊车通过㊂(3)工作半径:根据吊车站位条件,满足分瓣座环1号就位的作业半径为17.5m㊂根据150t 履带吊车起重量特性表,在工作半径为18m 工况下,最大起重量为32.6t㊂综上所述,鉴于现场进车通道㊁吊车占位㊁工作半径等因素的制约[9-11],单选1台150t 履带吊车无法满足分瓣座环1㊁2号的吊装要求㊂根据上述限制性因素,按比列绘制成现场图,通过计算机模拟最终决定选用150t 履带吊车1台,臂长27.5m,50t 履带吊车1台,臂长25m㊂对分瓣座环1㊁2号实行双机抬吊[12]㊁分瓣座环3㊁4号实行150t 单机吊装就位方案㊂履带吊车性能参数见表1㊂4.2 双机抬吊工况校核根据履带吊车现场站位㊁座环本体高度,满足分瓣座环就位需要的腾空高度模拟抬吊过程中两车的运行工况,如图2所示㊂通过模拟工况,校核两车在抬吊过程中没有卡杆现象;150t /50t 履带吊车在相应工况下,各自性能均满足双机抬吊时分配给单机的重量不得超过单机允许起重量的80%㊁构件总重量不得高于两起重机额定起重46郭小鹏.草街水电站水轮机座环吊装方案及实施===============================================量之和的75%的安全要求[13]㊂抬吊过程中双车对应工况的性能参数见表2㊂表1 选用履带吊车性能参数表表2 抬吊过程中双机对应工况的性能参数表5 吊装方案分瓣座环3㊁4号的吊装采用150t 履带吊车单机吊装,分瓣座环1㊁2号的就位采用150t 和50t 履带吊车双机抬吊㊂吊装顺序由难到易为1号➝2号➝4号➝3号㊂5.1 分瓣座环1号吊装方案150t 履带吊车㊁50t 履带吊车先后进入机坑在图3 分瓣座环1号卸车、翻身布置图 单位:m图3所示位置站位,平板拖车运输分瓣座环1号至上游门机平台后倒车进入机坑,利用150t 履带吊车卸车㊂待平板车退出后,50t 履带吊车在图示位置站位,2台吊车在上下游方向对座环进行翻身㊂分瓣座环1号翻身后,50t 履带吊车退回(靠近)+Y 方位,150t 履带吊车将分瓣座环1号吊于座环安装基础平台,利用预埋地角螺栓对座环临时固定后摘钩㊂摘钩后,150t 履带吊车退回进水口流道腾出通道,50t 履带吊车绕过座环基础在-Y 向定位准备抬吊㊂150t 履带吊车再次进入机坑图示位置站位,双车抬吊对座环1号就位(见图4㊁5)㊂图4 分瓣座环1号第1次吊装图 单位:m图5 分瓣座环1号双机抬吊图 单位:m5.2 分瓣座环2号吊装方案分瓣座环2号吊装时分瓣座环1号已吊装就位㊂150t 履带吊车㊁50t 履带吊车先后进入机坑站位,60t 平板拖车运输分瓣座环2号至上游门机平台后倒车进入机坑,同分瓣座环1一样,150t 履带吊车单完成卸车,双车配合完成翻身㊂分瓣座环2号翻身后,50t 履带吊车退回(靠近)+Y 方位,150t 履带吊车将分瓣座环2号吊于座56西北水电㊃2019年㊃第2期===============================================环安装基础平台,利用预埋地角螺栓对座环临时固定后摘钩㊂摘钩后,150t 履带吊车退回进水流道腾出通道,50t 履带吊车绕过座环基础在-X 向站位准备抬吊㊂150t 履带吊车再次进入机坑在图6所示位置定位,2台吊车抬吊分瓣座环2号就位㊂5.3 分瓣座环3号和4号吊装方案以相同的方法依序运输分瓣座环4号和3号进入基坑,完成卸车㊁翻身后由150t 履带吊车一次性完成就位㊂6 实施效果在1号机座环安装中,仅用了1d 时间就完成了分瓣座环的精确就位㊂2~4号机座环安装因机组段桥机主梁混凝土浇筑未形成也采用了相同的方案㊂方案的现场布置简单㊁经济,运用流道回填的方式形成了吊装平台㊂与厂房土建标的施工衔接紧凑,没有影响厂房土建标段的施工,回填平台在座环吊装完成后,土建标段利用平台进行了机坑内蜗壳外边墙及座环基础二期混凝土的浇筑工作,平台得到了最大限度的重复利用,为整个厂房的施工节约了施工投入[14-15]㊂7 结 语吊装工作贯穿整个机电设备安装工程的始终,吊装手段受限也是制约整个工期的重要因素㊂在水电站机电设备安装过程中,尤其是在前期主厂房桥机尚未形成,吊装场地受其他施工因素制约的情况下,制定安全可行的吊装方案,经济合理地选择吊装机械㊁合理的吊装手段显得尤为重要㊂草街水电站在座环吊装时充分考虑了现场的制约因素,合理优化了现场空间,选用施工过程中的一种经常采用且十分重要的双机抬吊法,成功实施了座环的吊装任务㊂可为其他大型水电站前期水轮机埋件的安装施工提供借鉴㊂参考文献:[1] 杨德超.草街航电枢纽工程简介[J].水电站设计,2011,27(02):120.[2] 白昭鹏,黄修山,张扬,张可.嘉陵江草街航电枢纽工程建设的特点与经验[J].中国港湾建设,2015,35(02):109-112.[3] 胡晓东,大型水轮机座环土法吊装技术[J].四川水力发电,2012(1):42-44.[4] 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