利用高低腿提升架吊装410吨燃气轮机的实践

利用高低腿提升架吊装410吨燃气轮机的实践

王彬岐

王彬岐

（中国能源建设集团江苏省电力建设第一工程有限公司）

摘要：本文通过总结广东中山嘉明电力有限公司两台410t燃气轮机的吊装方案的选择与实施，全面阐明了利用本次利用自主设计改造的高低腿提升架吊装410t燃气轮机的安全可靠性和经济合理性，用事实说明：“一项好的技术方案不仅可以优质安全高效地完成施工任务而且可以极大地节约成本”。

关键词：高低腿；提升架；吊装；燃气轮机

一、概述

广东中山嘉明电力有限公司3×390MW蒸汽—燃气联合循环冷热电联产工程三期工程为双轴联合循环发电机组。每套机组包括一台低NOx燃气轮机、一台燃机发电机、一台蒸汽轮机、一台汽机发电机及相关辅助设备。

本工程机组采用东方电气生产的M701F4重型燃机，燃机本体运输吊装重量为410吨，为本工程中最大、最重的设备。

本公司施工的7#（9#）机组燃机本体布置在16~17轴（25~26轴）间的运转层平台上。燃机本体就位基础标高为10.515米，燃机本体纵向中心线离17轴、26轴中心距离为7.5米。燃机本体燃气机支柱中心线离A排距离为34.488米，离B排中心线距离为10.512米。

主厂房跨度为45米，安装2台120吨行车。汽机房结构及行车均未进行加固，不满足利用两台行车吊装燃机的需求。

二、同类型燃机吊装典型方案的比较

通过大量收资，确认东方电气生产的M701F4重型燃机可行的吊装方案主要有以下三种：

方案1：山东电建三公司在5#机组燃机本体吊装采用的是主体附加-载荷分布法进行吊装，即先利用加固两台行车将燃机本体吊至汽机平台，然后利用一套多功能液压提升装置龙门架进行二次就位。

方案1的优点：

（1）自有液压提升装置，节约装置购置费；

（2）多次应用，方案成熟

方案1的不足：

（1）行车轮压超负荷。理论轮压超过设计参数，存在超载安全隐患，多次专家评审未通过，技术风险较高。

（2）准备工作量大。提升装置安装准备及吊装耗费大量人工和时间，从安装开始到吊装结束，约1个月。

方案2：广东火电公司在珠海高栏港热电联产同类型工程采用的是液压顶升塔及劳辛格吊装方法。吊装过程中，燃机主厂房G排外布置4个12米高筒身立柱，在立柱上铺设轨道梁，轨道梁上布置850美吨液压顶升塔和GYT200液压提升装置合成系统进行吊装；车板将燃机倒入吊装系统下方，液压提升装置将燃机起吊离车板约300毫米，车板开走，将燃机旋转90度与其就位方向一致，再将燃机下降至地面临时存放，重新调整的位置，再通过液压提升装置将燃机起吊提升至其底面超过13米平台，顶升塔行走将燃机平移至就位基础上方，最后通过液压提升装置将燃机下降就位。

方案2的优点

（1）装置结构结实，安全性极高

（2）方案受限少，利于在各种条件下运用

方案2的不足：

（1）该方法中液压顶升塔一次性购入成本高，且在厂房外布置的高筒身立柱需打桩，施工成本高。

（2）采用液压顶升塔和劳辛格组合式吊装方法，且需要用大钩头进行转向，工序复杂，施工时间长。

方案3：利用公司自有的450吨级定子专用提升装置，进行燃机本体吊装就位。该专用提升装置为长短腿结构，采用卷扬机驱动，已先后完成过张家港电厂和华能金陵电厂9F级燃机的吊装。分两阶段吊装。第一阶段，专用提升装置布置在燃机侧方，长腿立于零米地面，短腿立于13米运转平台，将载有燃机的平板车引导至专用提升装置下，利用专用提升装置将燃机提升放置于运转层上。第二阶段，移动专用提升装置横跨于燃机安装就位位置上方。此时，装置长腿仍立于零米地面，紧贴运转平台；短腿（需加装调整段）立于10.5米燃机平台。然后，利用专用提升装置将燃机提升安放就位。

方案3的优点

（1）装置结构简单，操作方便。

（2）方案成熟可靠，多次应用，安全可靠。

（3）准备时间短，有利于现场组织和进度安排。

（4）装置自有，改造成本适中，经济性较好。

方案3的不足：

（１）此方案完成吊装的燃机重量均小于350t，比本工程需吊装的燃机轻，需全面进行强度核算。

（２）由于受本工程运转平台标高及主厂房屋顶标高限制，需对吊装装置进行改造。

公司组织专家进行方案论证及初步校核，认为方案3较为安全可靠且经济性也较好，决定采用方案3。

三：实施方案3需解决的问题

（1）需对原350吨提升装置主梁、支腿、滑轮组等构件进行强度、刚度核算。

（2）需重新设计制造提升装置小跑滑轮组。

（3）需重新设计制造吊钩滑轮组。

（4）需对原刚性腿设计制造加长支腿。

（5）需解决在厂房内狭小空间进行提升装置的安装、拆除、移位工作。

（6）需解决燃机本体在地面进行横向、纵向的平移。

（7）需解决小跑滑轮组在桥架上的平移工作。

（8）需解决大直径钢丝绳的长度和强度选择。

（9）需解决大功率卷扬机的布置和钢丝绳的穿绕导向问题。

四、现场采取的针对性措施

公司组织相关专业人员，针对上述问题进行逐条分析，最终拟定并实施了下列应对措施：

1．350吨定子提升装置是在华润常熟3×650MW工程中设计制造的。机械化公司组织技术人员对主梁强度、刚度进行了初步核算，在施工现场又一次进行校核计算，跨中应力为1760kg/cm2，满足吊装要求，确定吊装的初步可行性。

我们将计算书请郑机所进行有限元分析，并建立力学模型进行校核计算，得出的结果是1714kg/cm2，满足吊装要求，在吊装时进行应力测试，最大值为170MPa，与计算结果相符。

2.对原有提升装置卷扬机钢丝绳进行计算校核，重新设计了小跑滑轮组。技术人员设计了小跑滑轮组结构图，交由郑机所进行了加工制作图的细化并进行制造。

3.根据现场需求，对吊钩滑轮组的结构进行了重新设计，交由郑机所进行了加工图的细化和制造生产。

4.根据现场实际情况，对刚性腿加长支腿的结构进行了设计，交郑机所进行了加工图的细化和制造。

5.主厂房内装有2台120吨行车，在7#机组进行施工时，利用两台行车进行提升装置的安装，快捷方便，几乎不存在难度，在整体平移时在主梁两端设计了两对吊耳进行整体移位。在9#机组施工时，由于受到一台行车工作极限位置的限制，在安装移位及拆除过程中，在主梁上进行吊点的计算，并焊接了活动吊耳，解决了该问题。

6.受到吊装通道宽度和平板运输车宽度的影响，在450吨提升装置安装好后，平板车不能一次性倒入。吊装时采用了一次卸车、2次平移的方法。在卸车位置安装好提升装置，平板车倒入，将燃机卸至地面路基板上的平移轨道上。利用提升装置先进行一次横向平移1.8米，然后利用2台100吨千斤顶进行纵向平移2.6米至吊装位置，最后将提升装置进行纵向和横向平移至吊装位置后进行燃机吊装。

在平移过程中，燃机的后滑动支座根据东方电气要求不能偏移，所以在轨道上铺设两块路基板，并将路基板刚性连接，整体平移，为保证平稳性和平移速度，提前加工好加长短梁，逐步加长。

7.小跑滑轮组在桥架上是通过4只120吨重物移运器放置在桥架上的槽钢轨道中，利用一套30吨的液压推进器进行平移。在7#机组平移过程中，由于槽钢使用多次，中间有压痕，对推移速度和水平推力增加很大，利用的2只10吨葫芦进行纠偏。在9#机组中，对槽钢轨道进行了更换，使推移工作平稳快速，且可以利用两只推进器油缸进行纠偏。

8.燃机本体的吊装受到空间及高度的限制，钢丝绳的选择难度很大。一方面要保证足够的高度，使吊钩滑轮组的底部和燃机上部保证足够的距离，同时又有考虑燃机的有效起吊高度，还要保证有足够的夹角，钢丝绳不能勒住燃机外壳，燃机的前后吊点高度不一致。我们采用下列方法来解决钢丝绳选择难度大的问题：

（1）通过设计吊钩滑轮组的吊耳方式，使吊耳外扩，增大夹角，采用环形无极钢丝绳，使挂钩和脱钩方便。

（2）通过CAD立体模型计算出前后钢丝绳的长度，保证吊物的平衡。

9.利用合理布置导向开口解决了大功率卷扬机的布置和钢丝绳的穿绕导向问题。

五、结论

根据上述技术方案，我们分别于2013年12月24日、2014年6月18日完成了广东中山嘉明电力有限公司三期双轴9F级联合循环机组7#、9#燃机本体的吊装就位。此次燃机吊装的实践表明：一项好的技术方案不仅可以优质安全高效地完成施工任务，而且可以极大地节约成本。由此可见，技术方案对于项目成本的影响是巨大的。如何选择安全可靠且经济性优良的技术方案，不仅是各级技术人员应学习掌握的技能，也是项目管理人员应掌握的一项重要技能。

参考文献：

[1]曾乐生，边长浩，徐贡全，特殊厂房汽轮发电机组定子吊装技术，《安装》2015年第2期

[2]贾永，牛玉飞，李纪新，600MW机组发电机定子吊装工艺，《电力建设》2007第1期

[3]张崇阳，徐建伟，陈树义，1000MW机组发电机定子液压提升吊装工艺，《科技与企业》2014第18期

[4]王岩冰，600MW火电机组发电机定子吊装方案的选择，《华北电力技术》2009第1期

[5]赵耀煌，曹国东，火力发电厂发电机定子非常规吊装方案探讨，《安装》2012年第9期

[6]李力强，600MW火电机组发电机定子搬运与吊装，《建筑机械化》2012年第3期