三明市竹洲水电站3#机组A级检修主轴吊装

肖素梅 袁晨

【摘  要】灯泡贯流式机组吊装是一难点，主要为空间小，翻身多，以三明市竹洲水电站3#机组A级检修为例，详细的介绍了主轴吊装安全措施及方法，这些安全技术措施应用确保了检修的顺利完成。

【关键词】灯泡贯流式机组;主轴;吊装;安全

前言

竹洲水电站是福建省重点建设项目，位于福建省三明市，沙溪流域永安至沙溪口河段水电梯级开发的第二级，是7级电站中最大的一座。下游距三明市约14KM，为日调节水库，河床式电站地面厂房内装有3台灯泡贯流式水轮发电机组，水轮机型号为GZ（B14）-WP-495，发电机型号为SFWG18-52/5300，单机容量18MW，总装机容量为54MW。根据机组A级检修周期，本次检修为A级检修。本次检修计划工期为2019年10月10日至2020年01月08日，共计90天。本次检修严格按照国网公司、竹洲水电有限公司等有关检修作业管理要求执行，认真开展“修前六落实、修中五把关、修后四个环节、开工前三个固化流程”，强化检修全过程安全风险管控，做到“应修必修、修必修精”，安全、优质、高效地完成本次检修工作。

一、检修阶段吊装作业情况

吊装作业贯穿于整个A级检修全过程，是整个检修工作的一项重点长期工作。保障吊装作业安全，关系到整个检修项目的安全;特别是流道盖板、灯泡头、定子、转子、主轴、转轮、导水机构等重、大件构件的吊装作业，是整个吊装作业安全的重要控制点，也是重要风险控制点。其中转子最重，起吊重量64t;导水机构最大，直径7.25米，起吊重量60t;主轴吊装最为复杂，需要水平移动，再沿上游流道盖板孔口斜对角吊出。这些构件的吊装都需要编制专项吊装施工方案，做好各项安全措施，确保吊装安全顺利进行。

二、主轴的结构特点

水轮机和发电机共用1根主轴，主轴两端承载约200吨的转动部件，水导轴承位于水轮机转轮侧，发导轴承位于发电机转子侧，主轴的安装质量直接影响机组的安全稳定运行。

灯泡贯流式机组检修中唯一一件大件吊装不需要翻身的是主轴，根据不同结构特点和设计要求，采用不同的吊装方法，如班竹溪水电站的主轴吊装，是在主轴的中心点位置安装一个专用吊具，只有一个吊点，在这不做详细说明。本文主要介绍竹洲电站的主轴吊装。竹洲电站的主轴吊装为双吊点吊装。

三、吊具的选用

竹洲电站主轴重约45吨，轴长6050mm，根据吊物重量需要选用合理的钢丝绳、卸扣、手拉葫芦等。

1、吊索选用

根据GB/T 20118-2006《一般用途钢丝绳》钢丝绳选用6*37规格，作吊索安全系数选6倍，见表1。

钢丝绳的安全系数  表1

1）每个吊点的拉力及最小破断拉力计算

主轴吊装采用双吊点起吊，在联接主轴与发电机转子法兰面安装一个吊耳，吊索与铅垂线夹角成30度，如图1根据三角形余弦定理计算得出索具长度（mm）。

索具1长度=5114/COS30=5114/0.866=5905.312（mm）;

索具2长度=5114/COS8=5114/0.990=5165.66（mm）

因吊索长度不相同，计算吊索受力时要考虑吊索与铅垂线夹角，则每根吊索受力为：S=（Q/n）*（1/cosθ）

式中S—每根吊索受到的力，KN;

Q—起吊物体的重力，KN;n—吊索根数;θ—吊索与铅垂线的夹角;K—随夹角变化的系数，见表2。

根根据上式可得出靠发电机侧法兰面吊耳的吊索受力为S1=（Q/n）*（1/cosθ）=（450/4）*（1/cos30）=112.5*（1/0.866）=129.91（KN），破断拉力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），破断拉力F=SK=113.64*6=681.82KN;

2）吊索直径

选用公称抗拉强度为1770MPa的纤维芯钢丝绳，根据下表3，分别选用钢丝绳公称直径为40mm，38mm;最小破断拉力为835KN，754KN。

2、另外还需准备20吨的导链2台，55吨的卸扣1个，2吨的导链2台，5吨的导链2台，16mm的短头钢丝绳4根，24的短头钢丝绳2根。

四、吊装

1、吊装前准备工作

1）电站安装有1台64/32T的桥式起重机，专门用于机组安装与检修，吊装前先要对桥机的所有机械部份、电气部份、连接部件、各种保护装置及润滑系统等进行全面检查，确保桥机的运行工况良好，吊装前先空载运转起升机构分别上、下往返3次并检查电气和机械部份及抱闸工作情况。安排专人负责桥机电源检查及监护，并做好桥机起吊抱闸的监视。

2）将吊耳安装在发电机与主轴联接的法兰上，在距离水轮机法兰2.67米处安装专用移动台车，轴身吊架安装于距台车（两中心）0.35米处;

3）在下游侧靠转轮处管型座内左右两边各安装一个吊耳，准备5吨的导链2台，用于主轴的水平移动。清除台车轨道上的杂物。在上游侧流道内导流锥两旁搭设好脚手架供作业人员站位，搭设应满足《脚手架规范》JGJ130中相关安全技术要求。

4）上游吊点钢丝绳为φ40的麻芯钢丝绳（6*37，公称抗拉强度1770MPA下同），总长为11m，1弯2股，55噸卸扣2个，联接上游吊耳和桥机大钩一侧（64T双钩），吊索与铅垂线夹角成30度。下游吊点钢丝绳选择φ38，2股并齐缠绕在主轴上做捆绑绳，两端4股并拢后挂在2台20吨导链上，导链另一端挂在大钩另一侧的φ40短头钢丝绳上，夹角成8度确定吊点中心，再用导链进行调整。为避免钢丝绳在轴上来回滑动以及造成划伤，需在吊点位置四周用1mm厚的橡皮板加衬垫，钢丝绳捆绑在橡皮板上。另外在下游法兰螺栓孔处左右两边加装2根φ16mm的短头钢丝绳，用2吨导链与捆绑绳相连，拉紧导链，使捆绳起吊后不移动。

5）在主轴法兰两边各装1条牵引绳，安装位置相反，形成对拉模式。使主轴在吊装过程中不来回晃动，保持相对平稳。在主轴上游侧轴承支架的左右两边各安装1条φ24mm的钢丝绳，用作主轴在内筒体内的水平移动牵引绳。

6）最后所用吊具安装完好后，如图1，在正式吊装前先进行试吊，试吊应上下来回3次，检查所有条件都满足吊装安全条件后正式进行吊装。

在所有的准备工作全部完善后，由技术负责人对所有参与作业的施工人员进行安全技术交底。交底应明确到个人。

2、吊装具体过程

1）吊起主轴，左右牵绳引人员注意拉好引绳，听专业起重工指挥，把主轴吊至上游侧流道盖板孔上方，由于孔口尺寸与主轴长度的间隙只剩200MM，因此需要把主轴沿孔口斜对角吊入流道内，两边对角与主轴两端只剩800MM，因此两边牵引绳人员一定要注意力集中，听专业起重工指挥，避免主轴上游侧轴承支架和下游侧法兰撞到孔口边沿，应缓慢平稳的使主轴吊入流道内，如图3;吊入流道后，将主轴降到机组中心线附近时，调整主轴的方向使其与水流方向一致，如图4。

2）缓慢的将主轴向下游侧移动，使主轴下游侧落到管型座的台车轨道上，将管型座下游侧内事先安装好的2台5吨导链与轴承支架上的2条钢丝绳相连，检查台车与轨道，利用导链左右两边对称使力拉动导链使主轴平移前进，如图5。

3）当主轴进到管型座内到下游侧吊点时，慢慢的松开下游侧吊点上的20吨导链，取下捆绑绳，使主轴上的受力慢慢的转移到上游侧钢丝绳上。在松开导链过程中，人员一定要做好防高坠安全措施，正确佩戴安全带和防坠器。取下导链挂钩需要缓慢进行，先取下固定捆绳的2台2吨导链，再一边松20吨导链，一边把捆绳向上游侧移出，一边继续拉下游侧2台5吨导链，使主轴向转轮方向移动。当捆绳移至推力头旁边后，再松开20吨导链挂钩，避免导链的挂钩由于力的作用打到推力头和轴承支架。

4）继续拉5吨导链，直到轴承支架与导流锥法兰面相连，安装主轴，调整轴承支架，上好定位销，打紧螺栓，保证安全后进行卸钩。如图6

五、結语

吊装安全关系到机组安装检修的全过程，在贯流式机组中，起重吊装是一项极为重要和危险性较大的作业项目，特别是主轴的吊装因为空间有限，不能一次吊装就位，增加了作业的难度和危险，因此吊装前做好各项安全技术措施是确保项目安全顺利完成的关键因素。

参考文献：

[1]GB/T 20118-2006《一般用途钢丝绳》

[2]福建三明竹洲水电有限公司3号水轮发电机组A级检修工程施工发包人要求

[3]百度词条

（作者单位：中国水利水电第十六工程局有限公司机电制造安装分公司）