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摘 要：火力发电厂中，发电机是三大主机设备之一，也是汽机房内单体起重量最大的设备，如何能安全、经济、快捷的将发电机定子吊装就位，使用扁担梁进行吊装是一种较好的安装方法，依据吊装机械的工况，对扁担梁进行正确合理的负荷分配和强度校核，在保证安全的前提下，从经济方面进行分析，设计制作出可多次重复使用的扁担梁，从而满足多个重型号设备安装的需要。
关键词：发电机定子 安装 扁担梁 应用
中图分类号：TK-9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（a）-00-02
发电机定子是火力发电厂汽机房内单体起重量最大的设备之一。由于各个火电厂厂房、行车的结构和额定起重量的不同，以及布置方式的不同，定子的吊装方法也很多，具体用什么方法，是在保证吊装装置必须满足安全强度要求的前提下，从经济分析的角度认真分析确定。
1 情况简介
在火电厂中，发电机定子的重量一般都超过汽机房行车的额定起重量，因而发电机定子的安装从设计、安装等，都是需要特别重视的问题，定子的吊装同样涉及汽机房平台、梁的强度要求，定子的吊装通常在机房安装完成之后，因此用专用的吊装梁是一种经济可行的方法。下面用武乡电厂定子的吊装为例，来说明定子的扁担梁吊装方案。
武乡电厂发电机为哈尔滨电机厂制造的QFSN-600-2YHG型汽轮发电机。发电机静子重量310T，外形尺寸φ4000×10350 mm，布置在汽机房13.65 m平台，距其中心线2530 mm处，设计有可拆卸吊攀。根据现有机械，拟采用CKE4000C履带吊卸车，将静子从运输铁路吊运至主厂房扩建端。用7250履带吊和CKE4000C履带吊双车抬吊，将静子起升至扩建端外的临时支撑平台上，再用液压推力千斤顶将定子平移至基座位置。最后，用行车和230T门型吊车双车抬吊，将临时装置拆除，使定子就位。
2 梁负荷分配计算
吊装梁采用制作的箱型梁，外形尺寸见图，长7500 mm，定子前吊点距梁前端500 mm，两吊点间距5060 mm，400T履带吊（230T门型吊车）吊点距定子前吊点1008 mm，7250履带吊（汽机房行车）吊点距定子后吊点1440 mm。以G1为支点，可得：
F2×6500+F1×1008=G3×3250+G2×5060 G梁=10T G1=155T G2=155T
可知F1=230T F2=90T
3 梁强度计算
3.1 计算说明
计算中涉及到的尺寸数据和位置如图2；h：表示梁整体高度1000 mm；h0：表示腹板高度940 mm；b：表示两腹板间净距离450 mm；b1：表示翼缘宽度550 mm；b2：表示翼缘外边伸出腹板长度30 mm；δ：表示腹板厚度20 mm；t1：表示上翼缘厚度30 mm；t2：表示下翼缘厚度30 mm；l：表示梁计算长度7500 mm；a表示梁内部横向加劲板间距500 mm；
3.2 梁强度校核
強度计算包括：抗弯强度、抗剪强度、刚度、梁折算应力、腹板局部挤压强度、腹板折算应力和翼缘板折算应力。
3.2.1 抗弯强度校核
最大弯矩计算：
对梁上各受力点进行弯矩合成得出各受力点弯矩如下。
MG1=0，MF1=155×104×1008=156240×104N·mm
MG3=230×1042242-155×104×3250=11910×1044N·mm
MG2=90×104×1440=129600×104N·mm
MF2=0，Mmax= MF1=156240×104N·mm
Mmax为最大弯矩；W为净面积抵抗矩；
梁惯性矩Ix=2×20×9403/12+550×30×4852×2=10.531×109 mm4
则W= 2Ix/ h =2.1×107 mm3
σ=Mmax/W=156240×104/2.1×107=74.4 MPa ≤140 MPa，满足要求。
3.2.2 抗剪强度校核
τ=Qmax .S/I.δ≤[τ]
Qmax：最大剪力；S：验算处半面积矩（即中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩）；I：验算处的截面惯性矩（因本梁仅承受垂直剪力，I=Ix）；
S=w30×550×485+2×20×470×235=12.42×106
τ=Qmax.S/I.δ=155×104×12.42×（10.531×109×40）=45.7 mpa<80 Mpa
满足要求
3.2.3 梁折算应力校核
σzs=（σ2+3τ2）1/2≤1.1f=（74.42+3×45.72）1/2=108.63 mPa≤1.1f=258 mPa
σzs为折算应力；σ为截面弯曲应力；τ为截面剪切应力；
3.3 梁整体稳定性验算
计算长度L=5500；翼缘宽度b1=550 mm则L/ b1=5500/550=10<13
整体稳定性满足要求。
3.4 梁局部稳定性验算
b/t=275/30=9.2<15；h0/δ=940/20=47<80 局部稳定性满足要求
3.5 梁吊耳计算
3.5.1 90 t吊耳计算
90吨吊耳采用30 mm钢板制作，具体尺寸见上图，2只吊耳各承受45 t剪力。
剪力τ=N/A=45×104/（200×30）=75 MPa<80 MPa，满足要求
3.5.2 230 t吊耳计算 230 t吊耳采用30 mm钢板制作，两侧加20 mm厚加强圈，计算厚度70 mm，具体尺寸见上图，2只吊耳各承受115吨剪力。
剪力τ=N/A=115×104/（250×70）=66 MPa<80 MPa，满足要求
3.6 梁吊攀计算
3.6.1 90 t吊攀计算
90 t吊攀采用φ325×16钢管内加20 mm横向加固肋制成，两端各承受45 t拉力。
抗剪计算
τ=2Q/πtD=2×45×104/（3.14×16×325）=55 mPa<80 mPa
抗弯计算
W=π（D4-d4）/（32D）+20×2903/（12×145）=1.423×106
M=FL=45×104×300=13500×104
σ=M/W=13500×104/1.423×106=95 MPa<140 mPa
折算应力
σzs=（σ2+3τ2）1/2≤1.1f=（952+3×552）1/2=135 mPa≤1.1f=258 mPa，满足要求
3.6.2 230 t吊攀计算
230 t吊攀采用箱型梁形式，下部与钢丝绳接触点包φ325×16的管皮，两端各承受115 t拉力，箱型梁截面特性：
I=30×3003×2/12+30×300×1652×2=6.25×108
W=6.25×108/180=3.47×106
S=150×30×75×2+30×300×165=2.16×106
抗剪强度
τ=QS/Iδ=115×104×2.16×106/（6.25×108×60）=67 mPa<80 mPa
抗彎强度
M=FL=115×104×300=34500×104
σ=M/W=34500×104/3.47×106=100 MPa<140 mPa
折算应力
σzs=（σ2+3τ2）1/2≤1.1f=（1002+3×672）1/2=154 mPa≤1.1f=258 mPa，满足要求
4 结语
电厂定子吊装方案要周密合理，即要保证吊装安全，又要经济合理，通过技术经济分析，从诸多备选方案中确定一个优化方案，即使用吊装梁，通过力学分析，强度、刚度分析，保证安装的安全，实践证明，此方案安全、可靠、易行，可在其他类似单位进行参照使用。
参考文献
[1] 结构力学与钢结构[M].水利电力出版社.
关键词：发电机定子 安装 扁担梁 应用
中图分类号：TK-9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（a）-00-02
发电机定子是火力发电厂汽机房内单体起重量最大的设备之一。由于各个火电厂厂房、行车的结构和额定起重量的不同，以及布置方式的不同，定子的吊装方法也很多，具体用什么方法，是在保证吊装装置必须满足安全强度要求的前提下，从经济分析的角度认真分析确定。
1 情况简介
在火电厂中，发电机定子的重量一般都超过汽机房行车的额定起重量，因而发电机定子的安装从设计、安装等，都是需要特别重视的问题，定子的吊装同样涉及汽机房平台、梁的强度要求，定子的吊装通常在机房安装完成之后，因此用专用的吊装梁是一种经济可行的方法。下面用武乡电厂定子的吊装为例，来说明定子的扁担梁吊装方案。
武乡电厂发电机为哈尔滨电机厂制造的QFSN-600-2YHG型汽轮发电机。发电机静子重量310T，外形尺寸φ4000×10350 mm，布置在汽机房13.65 m平台，距其中心线2530 mm处，设计有可拆卸吊攀。根据现有机械，拟采用CKE4000C履带吊卸车，将静子从运输铁路吊运至主厂房扩建端。用7250履带吊和CKE4000C履带吊双车抬吊，将静子起升至扩建端外的临时支撑平台上，再用液压推力千斤顶将定子平移至基座位置。最后，用行车和230T门型吊车双车抬吊，将临时装置拆除，使定子就位。
2 梁负荷分配计算
吊装梁采用制作的箱型梁，外形尺寸见图，长7500 mm，定子前吊点距梁前端500 mm，两吊点间距5060 mm，400T履带吊（230T门型吊车）吊点距定子前吊点1008 mm，7250履带吊（汽机房行车）吊点距定子后吊点1440 mm。以G1为支点，可得：
F2×6500+F1×1008=G3×3250+G2×5060 G梁=10T G1=155T G2=155T
可知F1=230T F2=90T
3 梁强度计算
3.1 计算说明
计算中涉及到的尺寸数据和位置如图2；h：表示梁整体高度1000 mm；h0：表示腹板高度940 mm；b：表示两腹板间净距离450 mm；b1：表示翼缘宽度550 mm；b2：表示翼缘外边伸出腹板长度30 mm；δ：表示腹板厚度20 mm；t1：表示上翼缘厚度30 mm；t2：表示下翼缘厚度30 mm；l：表示梁计算长度7500 mm；a表示梁内部横向加劲板间距500 mm；
3.2 梁强度校核
強度计算包括：抗弯强度、抗剪强度、刚度、梁折算应力、腹板局部挤压强度、腹板折算应力和翼缘板折算应力。
3.2.1 抗弯强度校核
最大弯矩计算：
对梁上各受力点进行弯矩合成得出各受力点弯矩如下。
MG1=0，MF1=155×104×1008=156240×104N·mm
MG3=230×1042242-155×104×3250=11910×1044N·mm
MG2=90×104×1440=129600×104N·mm
MF2=0，Mmax= MF1=156240×104N·mm
Mmax为最大弯矩；W为净面积抵抗矩；
梁惯性矩Ix=2×20×9403/12+550×30×4852×2=10.531×109 mm4
则W= 2Ix/ h =2.1×107 mm3
σ=Mmax/W=156240×104/2.1×107=74.4 MPa ≤140 MPa，满足要求。
3.2.2 抗剪强度校核
τ=Qmax .S/I.δ≤[τ]
Qmax：最大剪力；S：验算处半面积矩（即中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩）；I：验算处的截面惯性矩（因本梁仅承受垂直剪力，I=Ix）；
S=w30×550×485+2×20×470×235=12.42×106
τ=Qmax.S/I.δ=155×104×12.42×（10.531×109×40）=45.7 mpa<80 Mpa
满足要求
3.2.3 梁折算应力校核
σzs=（σ2+3τ2）1/2≤1.1f=（74.42+3×45.72）1/2=108.63 mPa≤1.1f=258 mPa
σzs为折算应力；σ为截面弯曲应力；τ为截面剪切应力；
3.3 梁整体稳定性验算
计算长度L=5500；翼缘宽度b1=550 mm则L/ b1=5500/550=10<13
整体稳定性满足要求。
3.4 梁局部稳定性验算
b/t=275/30=9.2<15；h0/δ=940/20=47<80 局部稳定性满足要求
3.5 梁吊耳计算
3.5.1 90 t吊耳计算
90吨吊耳采用30 mm钢板制作，具体尺寸见上图，2只吊耳各承受45 t剪力。
剪力τ=N/A=45×104/（200×30）=75 MPa<80 MPa，满足要求
3.5.2 230 t吊耳计算 230 t吊耳采用30 mm钢板制作，两侧加20 mm厚加强圈，计算厚度70 mm，具体尺寸见上图，2只吊耳各承受115吨剪力。
剪力τ=N/A=115×104/（250×70）=66 MPa<80 MPa，满足要求
3.6 梁吊攀计算
3.6.1 90 t吊攀计算
90 t吊攀采用φ325×16钢管内加20 mm横向加固肋制成，两端各承受45 t拉力。
抗剪计算
τ=2Q/πtD=2×45×104/（3.14×16×325）=55 mPa<80 mPa
抗弯计算
W=π（D4-d4）/（32D）+20×2903/（12×145）=1.423×106
M=FL=45×104×300=13500×104
σ=M/W=13500×104/1.423×106=95 MPa<140 mPa
折算应力
σzs=（σ2+3τ2）1/2≤1.1f=（952+3×552）1/2=135 mPa≤1.1f=258 mPa，满足要求
3.6.2 230 t吊攀计算
230 t吊攀采用箱型梁形式，下部与钢丝绳接触点包φ325×16的管皮，两端各承受115 t拉力，箱型梁截面特性：
I=30×3003×2/12+30×300×1652×2=6.25×108
W=6.25×108/180=3.47×106
S=150×30×75×2+30×300×165=2.16×106
抗剪强度
τ=QS/Iδ=115×104×2.16×106/（6.25×108×60）=67 mPa<80 mPa
抗彎强度
M=FL=115×104×300=34500×104
σ=M/W=34500×104/3.47×106=100 MPa<140 mPa
折算应力
σzs=（σ2+3τ2）1/2≤1.1f=（1002+3×672）1/2=154 mPa≤1.1f=258 mPa，满足要求
4 结语
电厂定子吊装方案要周密合理，即要保证吊装安全，又要经济合理，通过技术经济分析，从诸多备选方案中确定一个优化方案，即使用吊装梁，通过力学分析，强度、刚度分析，保证安装的安全，实践证明，此方案安全、可靠、易行，可在其他类似单位进行参照使用。
参考文献
[1] 结构力学与钢结构[M].水利电力出版社.