汽轮发电机定子运输方式相关问题对比分析

曹凤波 詹志远

摘 要：分析了汽轮发电机定子采用铁路运输、公路运输以及水陆联运三种方式的运输安全性、操作便利性等相关问题，总结了不同运输方式对运输防护设计的要求。

关键词：发电机定子；水陆联运；运输防护

中图分类号：TM311 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）14-0053-02

Abstract： This paper analyzes the problems related to the safety and ease of operation of turbogenerator stator by railway， road and surface transportation， and summarizes the requirements of different transportation modes for transportation protection design.

Keywords： generator stator； water and land transport； transportation protection

前言

汽轮发电机定子电磁结构具有不可拆分性，必须整体运输到达现场。发电机的定子断面尺寸与发电机的容量密切相关[1]，发电机定子机座外径、长度以及重量都伴随着容量的上升而增大。大型汽轮发电机定子是超重超限长大货物，为适应沿途的道桥载荷及建筑限界的限制条件，长大货物运输车的结构设计不同于普通载重车辆，力求减轻重车断面结构尺寸、长度尺寸以及结构重量，尽量做到使运输通行过程减少临时拆除路边设施、上空设施以及桥梁临时加固作业。长大货物运输条件因地而异，汽轮发电机定子运输通常有铁路运输、公路运输以及水陆联运三种方式，运输安全性、操作便利性等相关问题有所不同；发电机采用的运输防护设计也有所不同。

1 铁路运输

大型汽轮发电机定子铁路运输方案一般采用凹底车运输以及钳夹车运输两种方式，钳夹车没有整体纵梁，只有两个钳夹梁，需要托钩或法兰形成连接结构，使钳夹梁、托钩或法兰、发电机定子组合成为车辆纵梁，发电机及托钩或法兰都要承受强大的钳夹载荷，所以采用钳夹车运输属于自承载运输[2-5]。发电机定子以及托钩或法兰运输过程作为车体考核，涉及运输安全问题。而凹底车运输为非承载运输方式，发电机仅需考虑运输装载加固，不存在结构高应力问题。

1.1 凹底车定子运输

在沿途限界允许情况下，平地板凹底车运输发电机定子装车相对简单，在交货现场不具备足够吨位吊车情况下，可以采用液压顶推进行卸车作业，目前350MW及以下容量等级通常采用该方式进行定子铁路运输。

凹底车的地板高度取决于承载面长度及承载吨位，承载面长度越长、承载吨位越大则地板高度尺寸越大，以满足对承载梁的刚度强度要求。虽然现代车辆采用焊接性能较好的高强度钢板制造，但承载吨位达到300t的凹底车地板高度也要达到1200mm，所以单机容量在600MW以上的发电机定子采用凹底车运输会造成顶部严重超限问题，隧道及电气化区段运行受到限制。

凹底车运输发电机需要考虑运输装载加固问题，按《铁路运输装载加固规范》要求，发电机与车地板之间要采用柔性连接，即发电机定子与车体之间需要用钢索拉紧，需要在发电机定子设置铰接接口。发电机地脚与车地板之间还要衬垫橡胶板，消除局部高应力点、增加摩擦系数。

1.2 凹底车内定子运输

发电机采用内定子设计，在相同容量情况下相对整体定子设计可以缩小外径以及减小重量，如国内某公司引进国外技术制造的1000MW汽轮发电机，铁路运输专用凹底车采用特殊设计，凹底车的地板不是传统的平面设计，而是与发电机内定子结构对应的圆弧承载面，以此达到增加断面惯性矩，满足重车静挠度要求，并降低定子装车中心高，避免顶部超限。

凹底车采用圆弧面鞍座支撑发电机内定子框架，具备较好的横向稳定性，只需考虑纵向限位问题。但这种特殊的圆弧承载面给现场卸车工作带来难度，不便于铺设滑移轨道及垫木，需要运用大吨位吊车配合液压顶推进行卸车作业，铁路专用线到厂房之间的转运过程的转运平板车还需要使用专用托架支撑发电机内定子。所以弧面地板的凹底车运输发电机内定子卸车操作存在较大难度。

發电机定子是超重超限货物，装车卸车过程都需要吊车以及专用吊具，在发电机制造厂装车可以利用厂内吊车吊具，但现场卸车常常不具备设备条件，大吨位吊车的租赁费用较高，也受到场地限制，一般采用液压顶推卸车作业，人力作业劳动强度高，受车地板高度以及铁路专用线路路基条件限制，需要用枕木垛辅助支撑作业，存在操作失误危险性。

1.3 钳夹车定子运输

发电机定子与托钩之间的联接是合车（钳夹车与货物连接）之前需要做好的工作，为保证发电机定子与钳夹车的正确连接关系，避免关键结构载荷异常，托钩与发电机定子的装配误差要求比较严格。如托钩耳板的中心与发电机轴线的横向相对尺寸，两个托钩耳板销孔的高度偏差与轴向偏差，都需要细心调整。由于空间相对尺寸测量困难以及调整结构设计等问题，该调整工作十分费时费力。

法兰联接钳夹车运输方式对联接螺栓及法兰配合面要求较高，按设计要求进行装配调整即可，装配质量容易保证；改进结构的运输法兰能够消除结构高应力点，有利于行车安全。利用钳夹车的液压提升机构，非常方便无大吨位吊车条件下的卸车过程，拆卸法兰过程也比较容易操作。

2 水陆联运

海洋运输的超限能力能够满足发电机的定子运输需求，运输费用经济实惠。但对于内陆制造厂以及内陆项目，往往不得不采用多种运输方式的组合实施发电机定子运输，如江、海、陆路联运。

陆路运输及内河港口的起重设施水平不一，往往需要在装卸过程花费大量时间及资金。内河运输还要受到河道枯水期的限制，重船航行或靠港都对航道水深有一定要求，受自然天象等因素限制。

3 陆路运输

陆路运输的主要限制因素是桥梁的活载荷限制条件；轴载限制及限界限制因素都可以通过合理选择专用车辆以及临时拆除路径设施的方法解决。

由于陆路、内河大件运输条件因地而异，差别迥异，不安全因素多，所以欧美发达国家的发电机定子运输都优选海运或铁路运输。但国内的陆路通行管理不够完善，利益驱使超载行现象十分严重，造成陆路运输不安全隐患。

4 运输防护

发电机定子不具备防护完整性，发电机定子运输过程必须做好防水防潮工作，避免影响绝缘性能或金属结构产生锈蚀。发电机定子端面需要用端罩封闭，检查孔也需要用盖板封闭，空冷发电机通常采用与基础共同形成风路的结构，一般需要设计运输底架结构，保证密封性能以及形成运输所需的运输承载面积。

4.1 铁路及陆路运输防护

铁路运输及陆路运输受限界及重量限制，运输防护通常要注意尽量减少由此带来的尺寸及运输重量的增加。且运输所需时间较短，对运输防护结构密闭性要求不十分严格，基本要求要做到防雨防潮，内部放置经过哄干处理的吸潮硅胶，避免机内潮气积聚。

发电机内定子由于缺乏保护壳体，运输防护更具设计难度，由于车体结构限制，防护罩与车体的结合与疏水是需要认真处理的问题，否则容易发生积水浸泡现象，使发电机结构产生锈蚀或绝缘性能下降问题。

4.2 海洋运输防护

由于海水及水雾的腐蚀性较强，加之海运花费时间较长，所以采用海运方式的发电机定子运输防护设计较铁路运输及陆路运输更复杂，除气密性要求更高以外，还需要充入干燥的氮气，使发电机内部相对外界产生微壓，避免温度变化产生呼吸效应，使腐蚀性气体进入机内。需要设置压力、湿度监控装置，设置气体补充接口，随时监控补充氮气，避免机内失压。

5 结束语

不同运输方式的安全性以及条件限制瓶颈点不同，装卸车操作方法也各有差异，要根据实际运输起始点及目的地，综合权衡上述问题，选择合适的运输路径及运输方式，达到保障运输安全、降低运输费用的目的。

运输防护的设计要充分权衡不同运输方式的限制条件，以保证运输安全为前提，尽量避免增大外廓尺寸及重量，避免造成通行困难问题。

参考文献：

[1]谢玉增，等.1000MW级汽轮发电机定子铁路运输研究总结[J].大电机技术，2013（1）.

[2]梁洪涛，等.600MW级发电机定子运输端盖装配调整研究[J].电站系统工程，2017（3）.

[3]梁洪涛，等.1000MW级汽轮发电机定子铁路整体运输方案研究[J].大电机技术，2008（3）.

[4]梁洪涛，等.660MW汽轮发电机定子运输相关设计改进[J].大电机技术，2017（2）.

[5]梁洪涛，等.改进型660MW发电机定子运输承载结构[J].电机技术，2017（3）.