王少榕（潮州供水樞紐管理處，廣東 潮州 521011）

燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)主軸拆除吊裝方法

王少榕
（潮州供水樞紐管理處，廣東 潮州 521011）

結(jié)合潮州供水樞紐西溪2號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修情況，詳細(xì)介紹了大軸拆吊施工方法以及吊裝安全措施，這些方法和措施的使用，讓機(jī)組得以順利完成檢修工作。圖2幅。

水輪發(fā)電機(jī)組；A級(jí)檢修吊裝作業(yè)

1　概 述

潮州供水樞紐工程位于廣東省潮州市區(qū)南面4 km處，是以供水為主，結(jié)合發(fā)電、兼顧航運(yùn)及改善水環(huán)境的綜合利用的大 （1）型水利工程。樞紐發(fā)電廠分東、西溪2座電站，共安裝4臺(tái)燈泡貫流式機(jī)組，容量為西溪2臺(tái)14 MW；東溪2臺(tái)9 MW。機(jī)組由天津阿爾斯通公司制造，廣東源天公司安裝。首臺(tái)機(jī)組于2006年1月8日正式投入商業(yè)運(yùn)行，2006年11月實(shí)現(xiàn)4臺(tái)機(jī)組全部并網(wǎng)發(fā)電。

2　西溪2號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修情況

西溪2號(hào)機(jī)組于2006年5月正式投運(yùn)，已運(yùn)行8年多，截至目前累計(jì)發(fā)電32 395萬(wàn)kW·h，每年度均按規(guī)程規(guī)范要求進(jìn)行年度維護(hù)檢修 ，處理了大批發(fā)現(xiàn)的缺陷，并完成部分設(shè)備技術(shù)改造。但隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，西溪2號(hào)機(jī)組設(shè)備老化磨損日益嚴(yán)重，故障率逐步上升 ，尤其是存在發(fā)電機(jī)組合軸承漏油、轉(zhuǎn)輪接力器串油、導(dǎo)葉軸頭漏水、機(jī)組振動(dòng)擺度裝置測(cè)量數(shù)值漂移、定子測(cè)溫元件故障等幾個(gè)較大缺陷，影響機(jī)組安全運(yùn)行及發(fā)電效益，無(wú)法在日常維護(hù)檢修處理，需進(jìn)行A級(jí)檢修才能解決。

為保證西溪2號(hào)機(jī)組安全運(yùn)行，2014年4月16日，廣東省潮州供水樞紐安全運(yùn)行重大技術(shù)問(wèn)題研究專家組第三次會(huì)議認(rèn)為可按規(guī)程規(guī)范要求開(kāi)展西溪2號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修工作，目前西溪2號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修已進(jìn)入合同實(shí)施階段。

3　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)重要、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、大件物體的吊裝作業(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)。其中定子吊裝最重，吊裝總重量97.84 t；水導(dǎo)機(jī)構(gòu)最大，直徑約8 m；主軸吊裝最為復(fù)雜，需要水平移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)90°后再吊起。這些部件的吊裝都需要認(rèn)真編制吊裝施工方案，并做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

4　主軸拆吊施工方法

4.1起重機(jī)械檢查以及施工前期的工作準(zhǔn)備

4.1.1起重機(jī)械選擇

電站安裝有1臺(tái)型號(hào)為GDSQ100/32 t—18.5 m的橋式起重機(jī)，專門用于機(jī)組安裝檢修，所以整個(gè)A級(jí)檢修的吊裝機(jī)械都使用這臺(tái)廠房橋式起重機(jī)，無(wú)需再進(jìn)行起重機(jī)選用。

4.1.2起重機(jī)械檢查

（1）檢查橋機(jī)的所有機(jī)械部分、連接部件、各種保護(hù)裝置及潤(rùn)滑系統(tǒng)等的安裝、注油情況，其結(jié)果應(yīng)符合要求；并清除軌道兩側(cè)所有雜物；鋼絲繩端的固定應(yīng)牢固，在卷筒、滑輪中纏繞方向應(yīng)正確。

（2）檢查行走機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確 ，轉(zhuǎn)速是否同步及抱閘工作情況。

（3）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)械部分及抱閘工作情況。

（4）按照設(shè)計(jì)要求安裝起吊工具，并檢查其接觸面是否滿足要求，組合縫0.05mm不通過(guò)，允許局部0.1mm，深度不超過(guò)組合面1/3，組合螺栓周圍不得有間隙。

（5）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。

4.1.3工具器械準(zhǔn)備

準(zhǔn)備好鋼絲繩、葫蘆、卸扣、扳手、大錘、安全帶、安全繩、對(duì)講機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)照明、司索口哨、翻身工具、枕木等。

4.1.4主軸放置場(chǎng)地準(zhǔn)備

準(zhǔn)備好放置主軸場(chǎng)地，主軸系統(tǒng)支架放置就位。

4.1.5起吊前的準(zhǔn)備工作

（1）測(cè)量記錄主軸組合軸承上下游油盆蓋間隙，并拆除油盆蓋。

（2）測(cè)量記錄檢修前發(fā)導(dǎo)軸承及水導(dǎo)軸承的間隙。

（3）機(jī)座法蘭面焊接好施工平臺(tái)。

（4）安裝主軸臨時(shí)支撐，拆除吊出主軸機(jī)架，安裝起吊架及起吊螺栓4個(gè)，安裝吊架裝配（3 000×260×5橡膠板），安裝小車裝配，安裝卡環(huán)裝配，安裝號(hào)40 a工字鋼2.74 m及等邊角鋼等。

（5）安裝好吊具、軌道及小車。

4.2繩索吊具安裝檢查及障礙物清除

（1）主軸上游側(cè)安裝好吊具，橋機(jī)主鉤上掛好繩索、葫蘆、卸扣等。

（2）檢查好小車、軌道及吊具安裝是否牢固可靠。

（3）計(jì)算橋機(jī)起升高度 ，檢查鋼絲繩和葫蘆的長(zhǎng)度是否能夠起吊主軸至安裝間。

（4）清除橋機(jī)行走路線內(nèi)影響主軸起吊的障礙物。4.3 鋼絲繩校核

主軸裝配重量39.36 t，主軸尺寸 φ1 900× 7 055mm，推導(dǎo)組合軸承23.6 t，推導(dǎo)組合軸承尺寸φ2 800×2 650mm，吊具重2.626 t，總重量65.59 t，吊裝總體重量約66 t。

根據(jù)主軸的起吊重量，選用鋼絲繩1對(duì) φ43× 10 m（繞鋼絲繩繞2股），2個(gè)55 t卸扣掛主鉤上游側(cè)；主鉤下游側(cè)選用1對(duì) φ32×4 m，1對(duì) φ32× 12 m，20 t×5 m葫蘆2個(gè)串掛至主軸吊具吊點(diǎn)，回主鉤下游側(cè)作為調(diào)節(jié)水平，受力作為下游測(cè)吊點(diǎn)，其中每條 φ32×12 m麻芯鋼絲繩 （每條鋼絲繩繞2股，共4股），各掛1個(gè)20 t手拉葫蘆，1個(gè) φ32× 4 m （繞2股）；選用1對(duì)φ52×14 m掛小鉤繞2股，2個(gè)卸扣35 t配合走小車受力。主軸下游管形座內(nèi)左右對(duì)稱掛2個(gè)手拉葫蘆5 t，大軸向上游退出使防止大軸沖出軌道。另2個(gè)手拉葫蘆5 t，防止回走下游的小車，推動(dòng)主軸進(jìn)去。

上游側(cè)：橋機(jī)主鉤掛φ43麻芯鋼絲繩1對(duì)，破斷力128.5 t，帶2個(gè)卸扣55 t。

每個(gè)吊點(diǎn)受力約：66 t/2=33 t。

鋼絲繩斜邊長(zhǎng)度約5 m。

上游側(cè)每股 φ43鋼絲繩受力：33/2/2/cos11.5° =8.42 t。

128.5t/8.42 t=15.26（一般機(jī)動(dòng)起重設(shè)備安全系數(shù)為6）。

下游側(cè)：橋機(jī)主鉤掛φ32麻芯鋼絲繩1對(duì)繞2股，串掛20 t的葫蘆2個(gè)，串掛1對(duì) φ32鋼絲繩繩頭掛主鉤，串掛1對(duì) φ32×4 m繞2股掛主鉤，φ32麻芯鋼絲繩破斷力72.5 t。

每個(gè)吊點(diǎn)受力：66 t/2=33 t，斜邊估計(jì)長(zhǎng)度約5.7 m。

每股 φ32鋼絲繩頭受力 ：33/4/cos30.7°= 9.59 t。

安全系數(shù)：72.5 t/9.59 t=7.56（一般機(jī)動(dòng)起重設(shè)備安全系數(shù)為6）。

下游測(cè)葫蘆側(cè)受力：33 t/2/cos30.7°=19.19 t ＜20 t×2滿足條件。

下游測(cè)每個(gè)葫蘆側(cè)受力：19.19 t/2=9.60＜20 t滿足條件。

下游側(cè)每股 φ32鋼絲繩受力：33/2/4/cos30.7°=4.78 t。

橋機(jī)小鉤掛1對(duì) φ52鋼絲繩，配合大鉤走出來(lái)掛鉤后，調(diào)整吊裝角度，小車走下游側(cè)走到組合軸承中心點(diǎn)附近。盡量調(diào)整到2條φ43鋼絲繩，下游32鋼絲繩及2個(gè)20 t的葫蘆受力均勻。

符合吊裝要求 （一般機(jī)動(dòng)起重設(shè)備安全系數(shù)為6）。4.4 主軸拆吊步驟及措施

（1）拆卸軸承外圍部件：管路、電器元件、擋油板、甩油環(huán)、主軸密封 （見(jiàn)圖1）。

（2）根據(jù)主軸吊裝圖安裝好移動(dòng)小車 （見(jiàn)圖2），安裝好主軸吊裝工具。將鋼絲繩掛裝好以后起鉤稍稍受力。

（3）拆除銷釘 （組合軸承與管型座，銷釘8—φ50）及部分連接螺栓 （38—M48×3×195）。先將扇形板和軸承支架上銷釘拔出，再將螺栓松出。軸承兩側(cè)卡環(huán)與軸承接觸處墊5mm厚橡膠板并與軸承壓緊，防止軸承在吊裝過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)。

（4）利用橋機(jī)向上游走小車 （行走距離按圖要求，使吊具具備掛鉤條件即可），主軸下游管形座內(nèi)左右對(duì)稱掛2個(gè)手拉葫蘆5 t，大軸向上游退出，防止大軸沖出軌道。另2個(gè)手拉葫蘆5 t，防止回走下游的小車，推動(dòng)主軸進(jìn)去。

（5）當(dāng)大軸向上游退到一定位置按照?qǐng)D2要求，行走約2 195mm時(shí)將大軸安裝吊裝下游吊點(diǎn)，由鋼絲繩與手拉葫蘆串聯(lián)受力，大軸上用鋼絲繩捆綁死，并做好防滑措施，即鋼絲繩與大軸接觸中間用木板或橡膠墊。調(diào)整串繩葫蘆側(cè)受力均勻后 ，觀察無(wú)異常后，平穩(wěn)吊出。

（6）利用手拉葫蘆和橋機(jī)吊鉤高度來(lái)調(diào)整大軸吊裝水平，調(diào)整水平后再向上游移動(dòng)。

（7）用麻繩將大軸旋轉(zhuǎn)90°后，平穩(wěn)向上起升至安裝間，操作時(shí)注意上下游法蘭面吊出機(jī)坑時(shí)防止磕碰到建筑物或其他預(yù)埋件。

圖1　吊裝示意

圖2　主軸及軸承總體吊裝工具

4.5 安全措施

（1）對(duì)參與此項(xiàng)工作的人員進(jìn)行安全技術(shù)交底；現(xiàn)場(chǎng)施工人員要進(jìn)行安全意識(shí)的防范教育，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)需佩戴安全帽及穿戴勞保鞋 ，交叉作業(yè)時(shí)應(yīng)進(jìn)行合理安全并有專人監(jiān)護(hù)。

（2）在起重機(jī)械起吊之前做好拆卸工具的準(zhǔn)備，檢查好鋼絲繩、卸扣、麻繩是否具備起吊條件。

（3）司索指揮由具有相應(yīng)特種作業(yè)資格人員擔(dān)任，起吊前要與橋機(jī)司機(jī)統(tǒng)一指揮手勢(shì)、旗號(hào)，降低安全事故系數(shù)。

（4）在施工過(guò)程中一定要注意安全，設(shè)備起吊及下降應(yīng)緩慢進(jìn)行，信號(hào)應(yīng)清晰，拆吊及牽引應(yīng)由專人統(tǒng)一指揮。

（5）專人全程對(duì)橋機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視、維護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)指揮，并采取措施處理。

（6）嚴(yán)格執(zhí)行各種操作規(guī)程，在工作區(qū)域作明顯標(biāo)示，非施工人員未經(jīng)許可，不能進(jìn)入；凡參加此項(xiàng)工作的施工人員，要嚴(yán)格遵守現(xiàn)場(chǎng)紀(jì)律 ，嚴(yán)禁酒后作業(yè)。

（7）安全監(jiān)督人員在現(xiàn)場(chǎng)全程監(jiān)督，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)提出并解決問(wèn)題，防止發(fā)生任何安全事故，消除安全隱患。拆除螺栓時(shí)，所有工具應(yīng)用繩綁吊牢，以防工具落下傷人，安裝吊具為高空作業(yè)應(yīng)系安全帶并按有關(guān)高空作業(yè)安全規(guī)定執(zhí)行。

（8）凡施工人員必須認(rèn)真按方案執(zhí)行 ，服從分配、調(diào)動(dòng)，確保該項(xiàng)工程安全、順利完成。

（9）施工人員在使用工器具時(shí)，必須按照有關(guān)的安全規(guī)程和操作說(shuō)明進(jìn)行；照明使用36 V行燈，嚴(yán)禁在作業(yè)時(shí)使用明火及吸煙等。

（10）主軸設(shè)備吊裝過(guò)程中，中止一切檢修或維護(hù)作業(yè)。設(shè)備吊裝過(guò)程中，禁止無(wú)關(guān)人員 （如參觀游覽人員、外來(lái)學(xué)習(xí)人員等）進(jìn)入起重作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，與作業(yè)沒(méi)有直接關(guān)系的人員必須撤離現(xiàn)場(chǎng) ，不得逗留圍觀。

（11）吊裝作業(yè)的任一階段，如發(fā)現(xiàn)有異常及不安全現(xiàn)象，危及人身、設(shè)備安全時(shí)，按如下程序處理：

①橋機(jī)司機(jī)立即將操作把手板回零位，并將總電源開(kāi)關(guān)撥到分?jǐn)辔恢谩?/p>

②地面指揮下令停止作業(yè)。

③地面指揮立即向總指揮匯報(bào)異常及不安全現(xiàn)象情況。

④由總指揮視情況下達(dá)相應(yīng)指令，由應(yīng)急處理人員投入搶修、緊急疏散人員，防止事態(tài)擴(kuò)大，并啟動(dòng)應(yīng)急救援響應(yīng)。

5　結(jié) 語(yǔ)

在機(jī)電設(shè)備安裝工程中，起重技術(shù)是一項(xiàng)極為重要的技術(shù)，設(shè)備吊裝的重量越重、高度越高，難度就越大。一個(gè)大型設(shè)備的吊裝，往往是制約工程進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)和安全的關(guān)鍵，因此應(yīng)加倍小心，確保工作順利完成。

責(zé)任編輯 吳 昊

2016-05-16

王少榕 （1982-），男，工程師，主要從事水電站生產(chǎn)技術(shù)與安全管理工作。

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