肖素梅 袁晨

【摘 ?要】燈泡貫流式機(jī)組吊裝是一難點(diǎn)，主要為空間小，翻身多，以三明市竹洲水電站3#機(jī)組A級(jí)檢修為例，詳細(xì)的介紹了主軸吊裝安全措施及方法，這些安全技術(shù)措施應(yīng)用確保了檢修的順利完成。

【關(guān)鍵詞】燈泡貫流式機(jī)組;主軸;吊裝;安全

前言

竹洲水電站是福建省重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，位于福建省三明市，沙溪流域永安至沙溪口河段水電梯級(jí)開發(fā)的第二級(jí)，是7級(jí)電站中最大的一座。下游距三明市約14KM，為日調(diào)節(jié)水庫(kù)，河床式電站地面廠房?jī)?nèi)裝有3臺(tái)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)型號(hào)為GZ（B14）-WP-495，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SFWG18-52/5300，單機(jī)容量18MW，總裝機(jī)容量為54MW。根據(jù)機(jī)組A級(jí)檢修周期，本次檢修為A級(jí)檢修。本次檢修計(jì)劃工期為2019年10月10日至2020年01月08日，共計(jì)90天。本次檢修嚴(yán)格按照國(guó)網(wǎng)公司、竹洲水電有限公司等有關(guān)檢修作業(yè)管理要求執(zhí)行，認(rèn)真開展“修前六落實(shí)、修中五把關(guān)、修后四個(gè)環(huán)節(jié)、開工前三個(gè)固化流程”，強(qiáng)化檢修全過(guò)程安全風(fēng)險(xiǎn)管控，做到“應(yīng)修必修、修必修精”，安全、優(yōu)質(zhì)、高效地完成本次檢修工作。

一、檢修階段吊裝作業(yè)情況

吊裝作業(yè)貫穿于整個(gè)A級(jí)檢修全過(guò)程，是整個(gè)檢修工作的一項(xiàng)重點(diǎn)長(zhǎng)期工作。保障吊裝作業(yè)安全，關(guān)系到整個(gè)檢修項(xiàng)目的安全;特別是流道蓋板、燈泡頭、定子、轉(zhuǎn)子、主軸、轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)等重、大件構(gòu)件的吊裝作業(yè)，是整個(gè)吊裝作業(yè)安全的重要控制點(diǎn)，也是重要風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn)。其中轉(zhuǎn)子最重，起吊重量64t;導(dǎo)水機(jī)構(gòu)最大，直徑7.25米，起吊重量60t;主軸吊裝最為復(fù)雜，需要水平移動(dòng)，再沿上游流道蓋板孔口斜對(duì)角吊出。這些構(gòu)件的吊裝都需要編制專項(xiàng)吊裝施工方案，做好各項(xiàng)安全措施，確保吊裝安全順利進(jìn)行。

二、主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)共用1根主軸，主軸兩端承載約200噸的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，水導(dǎo)軸承位于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪側(cè)，發(fā)導(dǎo)軸承位于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)，主軸的安裝質(zhì)量直接影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

燈泡貫流式機(jī)組檢修中唯一一件大件吊裝不需要翻身的是主軸，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，采用不同的吊裝方法，如班竹溪水電站的主軸吊裝，是在主軸的中心點(diǎn)位置安裝一個(gè)專用吊具，只有一個(gè)吊點(diǎn)，在這不做詳細(xì)說(shuō)明。本文主要介紹竹洲電站的主軸吊裝。竹洲電站的主軸吊裝為雙吊點(diǎn)吊裝。

三、吊具的選用

竹洲電站主軸重約45噸，軸長(zhǎng)6050mm，根據(jù)吊物重量需要選用合理的鋼絲繩、卸扣、手拉葫蘆等。

1、吊索選用

根據(jù)GB/T 20118-2006《一般用途鋼絲繩》鋼絲繩選用6*37規(guī)格，作吊索安全系數(shù)選6倍，見(jiàn)表1。

鋼絲繩的安全系數(shù) ?表1

1）每個(gè)吊點(diǎn)的拉力及最小破斷拉力計(jì)算

主軸吊裝采用雙吊點(diǎn)起吊，在聯(lián)接主軸與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子法蘭面安裝一個(gè)吊耳，吊索與鉛垂線夾角成30度，如圖1根據(jù)三角形余弦定理計(jì)算得出索具長(zhǎng)度（mm）。

索具1長(zhǎng)度=5114/COS30=5114/0.866=5905.312（mm）;

索具2長(zhǎng)度=5114/COS8=5114/0.990=5165.66（mm）

因吊索長(zhǎng)度不相同，計(jì)算吊索受力時(shí)要考慮吊索與鉛垂線夾角，則每根吊索受力為：S=（Q/n）*（1/cosθ）

式中S—每根吊索受到的力，KN;

Q—起吊物體的重力，KN;n—吊索根數(shù);θ—吊索與鉛垂線的夾角;K—隨夾角變化的系數(shù)，見(jiàn)表2。

根根據(jù)上式可得出靠發(fā)電機(jī)側(cè)法蘭面吊耳的吊索受力為S1=（Q/n）*（1/cosθ）=（450/4）*（1/cos30）=112.5*（1/0.866）=129.91（KN），破斷拉力F=SK=129.91*6=779.45KN;

S2=（Q/n）*（1/cosθ=（450/2/2）*（1/cos8）=112.5*（1/0.99）=113.64（KN），破斷拉力F=SK=113.64*6=681.82KN;

2）吊索直徑

選用公稱抗拉強(qiáng)度為1770MPa的纖維芯鋼絲繩，根據(jù)下表3，分別選用鋼絲繩公稱直徑為40mm，38mm;最小破斷拉力為835KN，754KN。

2、另外還需準(zhǔn)備20噸的導(dǎo)鏈2臺(tái)，55噸的卸扣1個(gè)，2噸的導(dǎo)鏈2臺(tái)，5噸的導(dǎo)鏈2臺(tái)，16mm的短頭鋼絲繩4根，24的短頭鋼絲繩2根。

四、吊裝

1、吊裝前準(zhǔn)備工作

1）電站安裝有1臺(tái)64/32T的橋式起重機(jī)，專門用于機(jī)組安裝與檢修，吊裝前先要對(duì)橋機(jī)的所有機(jī)械部份、電氣部份、連接部件、各種保護(hù)裝置及潤(rùn)滑系統(tǒng)等進(jìn)行全面檢查，確保橋機(jī)的運(yùn)行工況良好，吊裝前先空載運(yùn)轉(zhuǎn)起升機(jī)構(gòu)分別上、下往返3次并檢查電氣和機(jī)械部份及抱閘工作情況。安排專人負(fù)責(zé)橋機(jī)電源檢查及監(jiān)護(hù)，并做好橋機(jī)起吊抱閘的監(jiān)視。

2）將吊耳安裝在發(fā)電機(jī)與主軸聯(lián)接的法蘭上，在距離水輪機(jī)法蘭2.67米處安裝專用移動(dòng)臺(tái)車，軸身吊架安裝于距臺(tái)車（兩中心）0.35米處;

3）在下游側(cè)靠轉(zhuǎn)輪處管型座內(nèi)左右兩邊各安裝一個(gè)吊耳，準(zhǔn)備5噸的導(dǎo)鏈2臺(tái)，用于主軸的水平移動(dòng)。清除臺(tái)車軌道上的雜物。在上游側(cè)流道內(nèi)導(dǎo)流錐兩旁搭設(shè)好腳手架供作業(yè)人員站位，搭設(shè)應(yīng)滿足《腳手架規(guī)范》JGJ130中相關(guān)安全技術(shù)要求。

4）上游吊點(diǎn)鋼絲繩為φ40的麻芯鋼絲繩（6*37，公稱抗拉強(qiáng)度1770MPA下同），總長(zhǎng)為11m，1彎2股，55噸卸扣2個(gè)，聯(lián)接上游吊耳和橋機(jī)大鉤一側(cè)（64T雙鉤），吊索與鉛垂線夾角成30度。下游吊點(diǎn)鋼絲繩選擇φ38，2股并齊纏繞在主軸上做捆綁繩，兩端4股并攏后掛在2臺(tái)20噸導(dǎo)鏈上，導(dǎo)鏈另一端掛在大鉤另一側(cè)的φ40短頭鋼絲繩上，夾角成8度確定吊點(diǎn)中心，再用導(dǎo)鏈進(jìn)行調(diào)整。為避免鋼絲繩在軸上來(lái)回滑動(dòng)以及造成劃傷，需在吊點(diǎn)位置四周用1mm厚的橡皮板加襯墊，鋼絲繩捆綁在橡皮板上。另外在下游法蘭螺栓孔處左右兩邊加裝2根φ16mm的短頭鋼絲繩，用2噸導(dǎo)鏈與捆綁繩相連，拉緊導(dǎo)鏈，使捆繩起吊后不移動(dòng)。

5）在主軸法蘭兩邊各裝1條牽引繩，安裝位置相反，形成對(duì)拉模式。使主軸在吊裝過(guò)程中不來(lái)回晃動(dòng)，保持相對(duì)平穩(wěn)。在主軸上游側(cè)軸承支架的左右兩邊各安裝1條φ24mm的鋼絲繩，用作主軸在內(nèi)筒體內(nèi)的水平移動(dòng)牽引繩。

6）最后所用吊具安裝完好后，如圖1，在正式吊裝前先進(jìn)行試吊，試吊應(yīng)上下來(lái)回3次，檢查所有條件都滿足吊裝安全條件后正式進(jìn)行吊裝。

在所有的準(zhǔn)備工作全部完善后，由技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)所有參與作業(yè)的施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。交底應(yīng)明確到個(gè)人。

2、吊裝具體過(guò)程

1）吊起主軸，左右牽繩引人員注意拉好引繩，聽專業(yè)起重工指揮，把主軸吊至上游側(cè)流道蓋板孔上方，由于孔口尺寸與主軸長(zhǎng)度的間隙只剩200MM，因此需要把主軸沿孔口斜對(duì)角吊入流道內(nèi)，兩邊對(duì)角與主軸兩端只剩800MM，因此兩邊牽引繩人員一定要注意力集中，聽專業(yè)起重工指揮，避免主軸上游側(cè)軸承支架和下游側(cè)法蘭撞到孔口邊沿，應(yīng)緩慢平穩(wěn)的使主軸吊入流道內(nèi)，如圖3;吊入流道后，將主軸降到機(jī)組中心線附近時(shí)，調(diào)整主軸的方向使其與水流方向一致，如圖4。

2）緩慢的將主軸向下游側(cè)移動(dòng)，使主軸下游側(cè)落到管型座的臺(tái)車軌道上，將管型座下游側(cè)內(nèi)事先安裝好的2臺(tái)5噸導(dǎo)鏈與軸承支架上的2條鋼絲繩相連，檢查臺(tái)車與軌道，利用導(dǎo)鏈左右兩邊對(duì)稱使力拉動(dòng)導(dǎo)鏈?zhǔn)怪鬏S平移前進(jìn)，如圖5。

3）當(dāng)主軸進(jìn)到管型座內(nèi)到下游側(cè)吊點(diǎn)時(shí)，慢慢的松開下游側(cè)吊點(diǎn)上的20噸導(dǎo)鏈，取下捆綁繩，使主軸上的受力慢慢的轉(zhuǎn)移到上游側(cè)鋼絲繩上。在松開導(dǎo)鏈過(guò)程中，人員一定要做好防高墜安全措施，正確佩戴安全帶和防墜器。取下導(dǎo)鏈掛鉤需要緩慢進(jìn)行，先取下固定捆繩的2臺(tái)2噸導(dǎo)鏈，再一邊松20噸導(dǎo)鏈，一邊把捆繩向上游側(cè)移出，一邊繼續(xù)拉下游側(cè)2臺(tái)5噸導(dǎo)鏈，使主軸向轉(zhuǎn)輪方向移動(dòng)。當(dāng)捆繩移至推力頭旁邊后，再松開20噸導(dǎo)鏈掛鉤，避免導(dǎo)鏈的掛鉤由于力的作用打到推力頭和軸承支架。

4）繼續(xù)拉5噸導(dǎo)鏈，直到軸承支架與導(dǎo)流錐法蘭面相連，安裝主軸，調(diào)整軸承支架，上好定位銷，打緊螺栓，保證安全后進(jìn)行卸鉤。如圖6

五、結(jié)語(yǔ)

吊裝安全關(guān)系到機(jī)組安裝檢修的全過(guò)程，在貫流式機(jī)組中，起重吊裝是一項(xiàng)極為重要和危險(xiǎn)性較大的作業(yè)項(xiàng)目，特別是主軸的吊裝因?yàn)榭臻g有限，不能一次吊裝就位，增加了作業(yè)的難度和危險(xiǎn)，因此吊裝前做好各項(xiàng)安全技術(shù)措施是確保項(xiàng)目安全順利完成的關(guān)鍵因素。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T 20118-2006《一般用途鋼絲繩》

[2]福建三明竹洲水電有限公司3號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組A級(jí)檢修工程施工發(fā)包人要求

[3]百度詞條

（作者單位：中國(guó)水利水電第十六工程局有限公司機(jī)電制造安裝分公司）