汽轮发电机基础
汽轮发电机基础（精选6篇）
汽轮发电机基础 第1篇
关键词：基础,动力特性,位移
汽轮发电机为发电厂的心脏,汽轮机制造厂家对支持汽轮机发电机的基础提出要求,设计院结构工程师根据厂家提供的包含荷载的大小、作用点、方向的荷载布置图(包括机器重,辅助设备及管道推力,机器的扰动力,转子重量,凝汽器真空吸力,短路力矩)和工艺专业根据管道布置初步确定的基础外形进行动力计算。动力计算时上部机器对基础产生影响的主要参数有:汽轮发电机的工作转速、临界转速、扰力分布。荷载布置图见图1。
汽轮发电机基础采用钢筋混凝土框架式基础,动力计算应按振动线位移控制,一般情况下,只需计算扰力作用点的竖向振动线位移,计算振动线位移时,应采用机器制造厂提供的扰力值,缺乏扰力资料时,可按《动力机器基础设计规范》5.2.2条规定取值计算,当基础承受n个不同频率的扰力作用时应分别计算各扰力对验算点所产生的振动速度,最大振动速度小于5.0mm/s。
1 设计输入数据
本工程为一台15MW凝气式汽轮发电机机组。汽轮机工作转速8 513r/min,发电机工作转速3 000r/min,发电机一阶临界转速1 336r/min,发电机二阶临界转速3 843r/min,发电机短路力矩倍数6.81,设备厂家要求汽轮发电机基础振动不大于0.03mm。荷载分配见表1。
汽轮机动态干扰力为汽轮机转子转动时产生的离心干扰力,它通过轴承座传到基础上,干扰力大小、方向、位置描述见表2。
kN
注:X方向为横轴方向,Y方向为纵轴方向,Z方向为垂直向上方向
2 基础设计过程
根据以往工程经验,对于15MW机组汽轮机基础,柱截面尺寸取600mm×600mm,动扰力作用处框架梁高取1 300mm,顶板600mm厚,混凝土强度等级C30,动力计算结果一般能满足要求。设计时与工艺专业核定外形尺寸后,进行试算,发现多处节点振幅超标,分析原因有两个方面:(1)本工程动扰力值较一般工程大1/3,设备厂家提供资料安全系数过高,经与厂家多次协调,动扰力值才由原来的19kN,降至11.5kN;(2)汽轮机与发电机工作转速不同,多数工程汽轮机和发电机工作转速相同,为3000r/min,而本例中汽轮机工作转速为8513r/min,发电机工作转速3000r/min,在工作中两部分相互影响,使得振幅及振动速度偏大。最后多方配合,进行了调整:柱截面尺寸改为800mm×800mm,(1)轴、(2)轴处4根框架柱改为1200mm×1200mm,框架梁高度增加到1800mm,混凝土强度等级改为C35。
3 计算结果
汽轮发电机基础采用钢筋混凝土框架结构形式,是一个空间无限自由度体系,简化计算可以作为一个多自由度空间杆系结构进行振动计算,将梁柱的质量堆集到节点上,每个节点有6个自由度,考虑每个杆件的拉压、扭转、两个方向的弯曲、剪切变形,强迫振动按振型分解法计算。
计算振幅时,取工作转速±25%的最大振幅为工作转速时的计算振幅,对0～0.75倍工作转速范围内的计算振幅应不大于1.5倍的容许振幅值。进行计算时低级按刚性考虑,采用《机器基础结构分析程序》MPSAP进行计算,(1)轴横梁位移最大,经调试A1、A2荷载作用处计算结果见图2、图3(速度频率曲线和振幅频率曲线)。最大振动速度小于5.0mm/s。
最大振动线位移小于0.02mm。
4 结语
1)《火力发电厂土建结构设计技术规定》5.1.24条规定对工作转速为3000r/min的汽机机组,对于机组功率W不大于125MW的汽轮发电机基础,中间框架纵梁Gi>6Ggi,边框架梁Gi>10Ggi,(Gi为集中到梁中或柱顶的重量,Ggi为机器转子重量)时不进行动力计算,一般情况下满足,仅需按构造规定确定底板、梁、柱、顶板等构件尺寸,按静力计算,再考虑构造配筋。但个别工程实例中,柱距不均匀,或在扰力作用位置处梁截面受工艺布置限制尺寸过小,使得该处框架梁中振幅过大,不能满足设备要求,在设计时尽可能进行动力计算。
2)不能仅凭机组大小来确定梁、柱截面尺寸,柱距较大或扰力较大时需加大梁截面,增加梁刚度,以便减小梁中振动位移。柱计算长度取值应从基础底板顶算起,柱长的取值对计算结果有很大影响,柱线刚度取值范围存在由弱刚度到合理弹性支座再到强刚度的变化范围,柱长一定时,梁中竖向线位移随柱尺寸由小到大变化呈现大→小→大的变化趋势,要根据工程经验结合试算选择合理的柱截面。设有中间平台时,建立力学模型时应按实际情况输入,不能做与实际受力不同的模型简化。
3)对于振动频率不同的扰力,应考虑各扰力对梁跨中的不同影响,注意扰力频率取值的不同。此时梁截面取值考虑振动位移和振动速度两方面因素,有时振动速度为控制参数,位移满足时振动速度过大,还需调整梁截面尺寸,本例就以振动速度为控制因素。
参考文献
[1]DL5022-1993火力发电厂土建结构设计技术规定[S].
汽轮发电机基础 第2篇
开封火电厂技改工程2＃汽轮发电机-1.700米以上机座框架（-1.700m以下基座底板已有施工方案，并已施工完毕）为C30砼整体现浇。框架基座由四榀横向框架和二榀纵向框架组成，框架梁顶面标高+9.00m（即汽机安装层标高），框架柱为大截面（柱截面有1200×1200mm，1200×1800mm）现浇柱。梁分为矩形及异形梁，最大梁宽为3040mm，最大梁高为2655mm。+9.00m汽机运转层宽为10.77m，长为21.93m。
该工程的特点是：现浇砼量大，预留螺栓孔及预埋件数量多，要求精确度高，框架梁的外形较复杂，支模难度大，施工质量要求高，更应引起重视的是：现浇框架梁砼体积大，又须连续浇筑砼，对支模架子的承载能力要有足够的安全度。2.施工前的准备工作
2.1 图纸到位后，认真阅读图纸，由项目总工组织相关人员进行图纸自审及图纸会审工作并作好记录。
2.2 根据工程实际制订施工方案，并将方案打印成册，发至相关部门及人员。2.3 每个分项工程施工前，施工员应采用书面及会议的形式对班组进行技术及安全交底。
2.4 做好施工现场和施工道路的安排及清理工作，做好夜间施工照明工作。
2.5 测量定位放线工作：即在已施工完的底板上，按设计图的尺寸，重新复核和弹出汽机和基础的中线和机座框架柱的纵横轴线及与厂房轴线的相互关系尺寸，底板面上-1.70m的标高亦应进行复核。
2.6 砼采用集中搅拌，配备两台750L砼搅拌机，两台配料机，另配一台350L砼搅拌机备用，砼的运输采用砼运输车运至施工现场，配备一台HBT50砼输送泵进行砼浇筑，另在B轴西侧(6’)~(7’)轴之间设一座QTG63型塔吊，辅助浇筑砼。
2.7 本工程-1.70m以上框架柱梁不允许留施工缝，一次浇筑完毕，砼量大，必须连续进行，施工前，必须做好认真的人员组织，确保砼浇筑过程中各工种人员按要求到位。砼的浇筑采用两班制，每班12小时，白班8:00~20:00，夜班20:00~次日8:00，浇筑砼前指挥部及各部门根据实际情况，排出值班表。
2.8 本工程砼必须连续浇筑，不得停歇，以免产生冷缝。每班工作12小时，劳动强度
大，行政后勤部门必须提供良好的后勤服务。
2.9 本工程实行交接班制度，每班交接时，下班人员到齐后，上班人员必须将工程进展情况、存在问题等交代清楚后方可离开。
2.10 本工程实行挂牌上岗制度，工程各部位由谁施工均应做好记录。3.主要分项工程施工方法 3.1 钢筋工程
3.1.1 框架梁钢筋采用闪光对焊接头，对焊接头要考虑到在构件上相互错开，即在同一截面接头面积受压区不得超过50％，受拉区不得超过25％。
3.1.2 框架梁钢筋，支好梁底模即行绑扎。钢筋绑扎完毕再行支梁侧模。
3.1.3 框架钢筋采用人工绑扎，先绑扎①-④框架，再绑扎(A1)、(B1)框架，框架梁钢筋按设计间距先安入多支式箍筋，然后穿过箍筋四角的纵向钢筋，使其成为一个钢筋骨架，再穿过各部位的纵向钢筋，最后沿梁长度从下到上绑扎各层横向钢筋。经过检查调整好钢筋的位置和间距后，即把埋管和埋件电焊固定在钢筋骨架上。
3.1.4 在绑扎钢筋过程中，应采用C30砼垫块来保证钢筋的设计位置，框架梁的上部钢筋可采用Φ25的钢筋支撑，以保证上部钢筋的稳定。3.1.5 柱在-1.70m处采用搭接绑扎，其它部位采用对焊接头。3.1.6 钢筋绑扎的质量要求符合电建规有关规定。3.2 模板工程
3.2.1 汽机基座框架采用18mm厚贴塑木胶合板。
3.2.2 机座框架柱采用钢管和扣件固定，支模时沿柱高每1000mm加对拉螺栓箍牢，柱子截面边长1.2m的于中间加一道对穿螺栓，边长1.8m的加两道对穿螺栓。3.2.3 框架柱支模时，侧模每隔2.5m~3.0m留设800mm高砼浇灌口，在柱模对称两侧留设。
3.2.4 框架柱扎筋支模之前先搭设纵长的不能侧移的钢管扣件支模架子，以保证柱子主筋和模板的竖直度，并在支模过程中要严格控制好模板侧面的垂直和柱顶中心线的偏移，模板支好后应用仪器复查。
3.2.5 汽机基座框架梁支模架子采用钢管扣件架子支模，严格控制架子的变形。框架梁模板的支设如下图所示：
100X100方木@***Φ18螺栓底模板100×100横向垫木@600横向间距350mm，纵向间距500mm.10003503503503.2.6 支模架子的竖撑必须支设在坚实、平整的地基上或砼面上，并应有足够的支撑面积，若素土回填必须夯实，下端应垫通长垫木，并设纵横扫地杆。
3.2.7 钢管支模架子纵排和横排竖撑均设剪刀撑，纵排不少于8道，横排不少于5道，在-1.70m~+9.00m高度之间尚须设置两道水平剪刀撑，以保证整个支模架子的稳定可靠性。
3.2.8 汽机基座框架梁的底模支模时应起拱，起拱为框架梁跨的1‰~3‰。
3.2.9 侧面和底面预埋铁件的固定，支模时安装位置和方向、标高必须正确牢固，要求准确，重要埋件可用两个到三个螺栓固定在模板上。梁面的埋件，可设钢筋支架，使其固定在支架及梁的上部钢筋上，保证定位准确牢固。
3.2.10 支模时安装预埋钢管，上下端必须定位准确，固定牢固，标高和垂直度必须保证正确。且钢管上端应略高出砼面。上口应用木塞封死，以免砼和泥浆落到管里。
钢管的上端可利用梁的钢筋骨架焊牢，固定及增加钢支撑相焊固定。下端采用螺栓固定。
3.2.11 汽机基座模板支设的允许偏差，不应大于如下的偏差值。3.2.11.1 汽机基座的中心线与厂房轴线位移≤5mm。
3.2.11.2 汽机基座框架柱、梁、墙中心线对基础中心线位移≤3mm。3.2.11.3 框架梁、柱截面尺寸偏差+4~-5mm。3.2.11.4 全高垂直偏差
≤8mm。3.2.11.5 模板拼缝高低差
≤1mm。3.2.11.6 模板表面平整度
≤3mm。3.2.11.7 模板接缝宽度
≤1.5mm。3.2.11.8平面外形（长、宽）尺寸偏差
+5~-8mm。3.2.11.9 预埋钢管中心位置
≤0.1d，且≤3mm。3.2.11.10 预埋钢管垂直度偏差
≤L/200，且≤5mm。3.2.11.11 预埋件、预留孔洞中心线位移≤5mm。3.2.11.12 预埋件、预留孔洞水平高差≤3mm。3.3 砼工程
3.3.1 本工程砼总量约400m3,砼强度等级C30，本工程为大型动力设备基础，不能留设施工缝，必须一次浇筑完毕，砼浇筑量大。
3.3.2 砼的搅拌采用集中搅拌，用砼运输车运至现场，再用HBT50砼输送泵泵送至浇筑部位，另配一台QTG63型塔吊。
3.3.3 砼在施工前，应先申请试配，由试验室根据原材料性能及对砼的技术要求进行计算，并经试验室试验试配及调整，然后定出满足设计和施工要求并较经济合理的砼配合比。
3.3.4 砼浇筑从东向西（①框架--④框架）退行浇筑，逐层逐段连续浇筑直至完毕。柱砼竖向分段浇筑，每段高度约3m左右，在浇筑与柱连成整体的梁和板时，应在柱浇筑完毕后，停歇1—1.5小时，使砼初步沉实后再继续浇筑砼。汽机基座框架纵梁浇灌砼采用分层分段斜面交错相结合的浇灌方法，使新浇筑砼在前一次浇灌的砼尚未达到初凝前覆盖。把整个梁截面高度分成8层，每层约0.4cm，用振动棒在每层每段上（分段长采用2000mm）连续浇捣。浇筑时要求上一层砼压过下一层砼接缝处200mm，使竖向接缝在每层施工段中成齿槽形结合。
框架横梁由框架纵梁边开始接缝向中间浇筑，要与纵梁浇筑时间配合好，每次与纵梁浇砼接缝时间不超过2小时，即不超过先浇筑砼的初凝时间为准。
3.3.5 从基础底板施工框架柱时，施工缝处理如下：先行清除表面的浮浆，凿成毛面，用压力水冲洗干净，在充分湿润的情况下，浇一层约15mm左右的与砼中水泥砂浆成分相同的水泥砂浆，随即浇筑上层砼。此层振捣时间应加长一些，使砼与砂浆层完全混为一体。
3.3.6 浇筑砼振捣上层砼时，振动棒应插入下层砼内约50mm左右，以消除上下层砼之间的接缝，振捣上层砼时要在下层砼初凝前进行。
3.3.7 汽轮机座浇筑砼前，应会同建设单位、设计单位、监理单位、安装单位人员检查核对预留孔洞、预埋管、预埋件、底脚螺栓等的中心线、位置、标高、固定情况等，符合设计要求后方可浇筑砼。
3.3.8 二次灌浆：二次灌浆采用UGM高强无收缩灌浆料，操作方法见《UGM高强无收缩灌浆料施工作业指导书》
3.3.9 本工程按清水砼施工，详细作法见《清水砼作业指导书》。3.4 大体积砼
本工程为大体积砼，砼内部与表面温差的控制及养护措施参见河南四建开电指挥部编制的大体积砼作业指导书。大体积砼测温孔布置在每道横梁两点，每道纵梁三点。共14个孔。3.5 沉降观测
3.5.1 根据设计要求，在基座每柱子的外侧0.23m标高处设置沉降观测点。3.5.2 沉降观测点作法见沉降观测方案。
3.5.3 在施工期间沉降观测应符合下列要求，在基础施工完毕后开始观测，施工期间中途停工，在停工之日，复工之时，均应进行观测。从建成到移交生产，每月观测一次，施工期间总观测次数不应少于6次。4.质量保证措施
4.1 组织相关人员认真学习有关规范、标准及施工方案，做到施工有方案、方案有落实。4.2 严把材料关，对汽机基座结构上的钢材及水泥必须有出厂合格证并取样复试合格后方准使用，对每批进场的砂、石也必须试验合格后方准使用。
4.3 实行逐级交底，首先，要从设计图、施工方法、质量措施到质量标准逐项落实交底，交底不清，理解不透不得进行施工。
4.4 钢筋的制作、运输、绑扎要严格执行图纸及规范规定。加工厂制作的成型钢筋不合格不得出厂，绑扎好的钢筋要认真检查，尺寸、形状、数量、位置、接头等项必须符
合要求，焊工必须持证上岗，并作好焊接质量的把关。
4.5 模板支好后，要严格检查其尺寸、标高、强度和刚度，尤其是钢管扣件支模架子要有指挥部总工程师参加，认真检查方案的执行情况。
4.6 砼浇灌前必须检查验收模板的轴线（或中线）位置、标高、截面尺寸、预埋钢管、预埋铁件、底脚螺栓等数量、位置、朝向、标高及其固定的可靠性。要组织业主、设计、安装、监理、土建五个单位共同验收。并对预埋螺栓、预埋铁件从制造、安装到拆模后进行专项检查。浇砼过程中设专人检查维护，如发现有变动，移位等现象，及时采取措施纠正。
4.7 砼搅拌要严格按配合比下料，认真按规定搅拌，每盘必须过磅，并且要有司磅记录。
4.8实行施工挂牌制度，对钢筋、砼、模板、焊接等重要工种，施工过程中实行挂牌，注明操作者、施工日期，并做相应的图文记录。
4.9 砼浇筑完毕，即开始测温，安排测温人员做好测温记录，若砼内外温差大于25℃时，及时报告技术负责人采取相应措施。5.安全保证措施
5.1 进入施工现场必须戴安全帽，并正确系好帽带。5.2 每个分项工程施工前，施工员必须进行安全技术交底。5.3 夜间照明，必须设置足够的照明设备。
5.4 非机电作业人员不准动用机电设备，机电设备的防护应齐全。操作人员穿绝缘鞋，戴绝缘手套。
5.5 各类架子搭设后必须由施工员及安全员、架子工及使用班长进行检查验收。符合安全要求方准移交使用。
5.6
+9.00m标高层钢管架子四周外围必须设安全栏杆，并满挂封闭安全网。5.7 特殊工种作业人员必须持证上岗，凡未经安全培训教育的施工人员不得上岗作业。
开封火电厂技改工程1×135MW机组
2#汽轮发电机基础-1.7000米以上机座框架
施工组织设计
YSJ/KJ1-KD2001-22
谈风力发电机基础施工控制 第3篇
在全球能源紧缺的大背景下, 清洁能源的发展越发繁荣, 在政策鼓励及市场推动下, 我国的风力发电工程发展迅速。风力发电场的风机作为一种大型的特殊工业构件, 电气工程复杂, 管线安装多, 因此对于风机基础的设计和施工要求更高, 其次大型风场的选址多为气候环境特殊地区, 山区河流众多, 气候环境复杂, 也对风机基础的施工质量提出了更加严格的要求。做好风机基础的施工管理控制工作, 严格把控施工质量, 才能确保风机及风场的安全平稳运行。
1 预埋构件吊装工程
风力发电机塔筒直接安装在基础之上, 风力发电机基础环是连接塔筒与基础的大型预埋构件, 而基础环也是风机的主要预埋构件。因此, 对于基础环的安装定位工作要求严格, 才能确保上部塔筒及其与构件的精准安装。
1.1 基础环吊装准备工作
首选根据风场总图确定风机塔筒中心位置, 进行基础开挖, 开挖至设计基础底标高, 开始浇筑素混凝土垫层, 强化养护, 待基础混凝土垫层强度达到80%后, 开始预置基础环钢件调节螺栓支架, 为保证调节支架刚度, 并且不发生位移, 支架须焊接在预埋钢板上。随后开始绑扎风机基础底部钢筋, 之后才能陆续开展基础环安装工作。
基础环属于工程预置大型钢构件, 在进场时, 需对基础环进行全面的质量检查, 应检查基础环上法兰面有无损伤, 根据预置工厂出具的质检报告及设计图纸核对基础环法兰尺寸和调节螺栓角度及尺寸是否符合要求。基础环安装前要清理表面污物, 安放位置准确, 安装牢固, 标高及水平度严格符合设计要求, 基础环表面涂层干净均匀, 没有漏喷鼓泡。确保以上基础环吊装准备工作方能进行基础环的安装。
1.2 基础环安装工作
对基础环进行检查后, 用25 t吊车将基础环安放在钢架支架上。之后, 对基础环进行绑扎前初步调平。在风机基础放射锚固筋绑扎完成之后, 进行最终调平, 无问题后, 将调节螺栓点焊上, 防止在浇筑过程中出现螺栓松动的情况, 影响基础环平整度。
2 钢筋及模板工程
2.1 钢筋绑扎工作
到场钢筋经监理及业主检查合格后, 开始进行钢筋绑扎。风机基础钢筋骨架成型采用现场人工绑扎, 任何钢筋 (包括穿孔钢筋) 都不应与基础环直接接触, 任何钢筋的重量都不应作用在基础环上, 而应该通过钢筋网自身或通过架立钢筋放置在垫层上。基础底板钢筋在铺放前按图纸钢筋间距要求在垫层上弹线, 并按线摆放钢筋;底板下部摆放混凝土预制垫块。
风机基础施工中钢筋要排列整齐, 分布均匀, 钢筋接头连接牢固, 接头位置除符合规范要求外要布置整齐, 预留管线布置要整齐牢固。
2.2 模板支护工作
风机基础的浇筑要求施工单位所用模板必须为预制钢模板, 优点在于不易变形、不易破坏、可重复利用、安拆简单、面积较大。
模板在使用前必须把板面、板边粘结的水泥浆清除干净, 保证接缝严密, 板面平整。在模板安装前, 模板内表面涂抹脱模剂, 以便后期拆模时, 不易损坏混凝土基础的边角。模板安装需严密、牢固, 与钢筋立面外围间距均匀, 钢筋保护层厚度要达到设计要求。上层模板架立必须安装架立筋, 防止模板直接压在放射筋上, 以防荷载不均, 影响基础环平整度。
在混凝土浇筑前, 业主会同设计及监理单位对基础仓面进行验收, 尤其注重钢筋的保护层厚度是否达到要求, 对于保护层厚度未达到要求者, 责令进行整改, 再次验收合格后, 方能进行浇筑。
3 混凝土工程
3.1 混凝土浇筑
1) 混凝土拌和。
采用在拌和楼统一拌制, 并运至施工现场。搅拌所用的原材料进场必须有出厂合格证及材质证明书, 且应提供计量及配料装置的标定证明书。为保证拌和用水符合JGJ 63—1989混凝土拌和用水标准的相关规定, 对于水泥、砂石骨料等原材料的质量控制要极为严格, 在每一批原材料进厂之后, 项目部会同监理单位会对每批次原材料进行抽检, 由专人送质检单位检验。
拌和站应采用全自动系统控制混凝土配合比, 将经专业部门出具的混凝土配合比通知单确定的配合比数值输入控制室电脑, 全程电脑自动选料、配料、出料。为进一步加强混凝土质量控制, 除在浇筑现场有监理、业主旁站外, 在混凝土拌和站控制室也有一名监理全程监督, 在混凝土搅拌过程中控制外加剂添加比例和混凝土配合比。
2) 混凝土的运输。
施工中混凝土采用混凝土罐车运输, 把控混凝土搅拌结束到浇筑持续时间符合规定。同时需要保证浇筑的连续性, 为避免因拌和站原因导致浇筑中断, 除施工单位所建的拌和站外, 项目部必须要求施工单位联系一家符合质量要求的备用拌和站, 确保拌和站出现问题后能够及时出料, 避免施工缝的出现。
3) 混凝土浇筑。
在风机基础浇筑之前, 要求施工单位拿高压水枪对仓面进行清洗, 将底板的杂物以及钢筋上遗留的杂质彻底清洗干净。混凝土开始浇筑前要做好浇筑准备工作, 确保水电供应, 防止出现中断, 做好应急预案;混凝土浇筑前, 再次核对基础环定位标高是否准确, 核查模板的支撑及其刚度, 核查外观尺寸是否符合要求。由于风场建设的特殊性, 要求业主单位会同监理方及施工方进行浇筑过程的指导和监督工作, 并做好浇筑记录;浇筑过程中严格执行浇筑工艺流程, 同时要做好试块的养护工作。由于建设地点的特殊性, 风机基础的养护工作尤为重要。正对浇筑及成型期间的场地环境, 针对性的做好基础养护工作, 确保其强度增长。
在风机及箱变基础混凝土的浇筑过程中全部使用商品混凝土及汽车泵进行混凝土浇筑。在浇筑过程中, 采用汽车泵送混凝土浇筑的方法进行施工, 从内圈到外圈逐层浇筑。在基础环内及基础外围设立2台振捣棒, 并有2台备用棒。采用逐层振捣的方式进行振捣, 尤其在靠近模板处, 不允许施工人员在施工过程中靠振动模板和钢筋来振捣。在浇筑过程中, 只有看到有“提浆”现象时, 方能认为已经振捣充分。对于浇筑过程中出现漏浆的情况, 要求暂停浇筑。在底层混凝土即将初凝时再进行混凝土的浇筑。同时通知拌和站调整拌和用水量, 减小坍落度。
3.2 混凝土浇筑过程监控
在风机基础混凝土浇筑施工过程中, 为保证基础环的平整度, 要求监理单位单独架设一部水准仪, 即在现场有2部水准仪同时进行水平观测。发现问题后及时进行调平、校核。为确保基础环的平整度。
在现场施工时, 业主及监理要不间断旁站, 首先可以监督施工单位, 控制浇筑质量;第二, 一旦发生紧急情况时, 可以及时处理。在浇筑过程中, 有时会因为拌和站、泵车故障等原因, 导致混凝土浇筑中断。在风机基础夜间浇筑过程中, 遇到过泵车突发故障, 导致浇筑中断, 在确定短时间内无法修复之后, 立刻联系吊车以及挖掘机, 进行二次倒运, 完成浇筑。浇筑完成后, 及时进行抹面压光, 保证外观质量。
3.3 混凝土基础养护
为防止温度应力导致温度裂缝, 应非常重视混凝土浇筑完毕后的养护措施, 现场采取三层保温措施, 一层为塑料薄膜, 二层为棉毡布, 三层覆盖5 cm~10 cm的土壤。并设有专人每天进行两次测温记录, 发现有基础内外温差达到25℃以上时, 立刻加强基础表面的保温措施。混凝土养护期不宜少于15 d, 15 d后, 经业主及监理验收合格后, 方可进行土方回填。混凝土拆模后不得留有非设计需要的螺栓、拉杆、铁钉等铁件, 若因施工需要而外露的铁件均应将外露铁件沿混凝土面割除, 然后抹环氧砂浆。
3.4 基础环及基础止水
因混凝土的干缩、风电机组塔筒的受力拉伸、压缩、振动等原因, 基础环与混凝土基础之间存在间隙, 雨水或地表水会沿着基础环与混凝土基础的间隙渗入, 将会严重腐蚀基础环和钢筋, 因此, 基础环与混凝土基础交界处必须进行严格的止水措施。
基础环与混凝土之间共有两道止水, 外侧接缝采用Cs111丙烯酸充填化合物, 侧面及底面设有10 cm宽的橡胶。内侧接缝采用涂刷CO81和BT26两层底漆和粘贴BT23两层密封条。
4 结语
通过从细节处阐述风机基础的施工步骤及要点, 对施工质量控制中易出现的问题进行分析, 明确相应的质量管控, 提出施工方法。对于核心质量管控要点, 如基础环吊装工作, 混凝土质量要求, 止水带施工工艺, 本文进行了详细的阐述。严格风机基础的施工工作, 促进风机和风场的健康运行, 势必会促进我国各地风力发电厂的平稳运行, 促进风电事业的健康发展。
参考文献
[1]夏徐龙.关于建设工程混凝土质量控制的监理工作探讨[J].房地产导刊, 2013 (22) :365.
[2]王桂林.探析施工过程中的混凝土质量管理[J].城市建设理论研究, 2014 (14) :141-144.
[3]曹立鹏.房屋建筑工程施工质量管理[J].山西建筑, 2011, 37 (3) :206-207.
汽轮发电机基础 第4篇
关键词：风力发电机基础,整体式配筋,三维有限元
风机基础是风电场建设的主要土建工程, 作为风机塔架的基础, 其所承受的荷载360°方向均有可能, 其中水平风荷载和倾覆力矩较大, 对整个基础影响较为明显。风力发电机基础为特种钢筋混凝土结构, 内部钢筋分布复杂, 主要针对底部钢筋网和基础环附近竖向钢筋, 建立有限元模型, 进行计算和分析。
1 工程概况
辉腾锡勒扩建30 MW风电项目位于内蒙古自治区乌兰察布市察右中旗境内, 紧邻原有风电场场区, 拟建东西两个场区, 两场区共布置22台风电机, 其中备选风电机两台。风力发电机基础的形式采用圆形扩展基础, 顶部台柱高度为1 m, 其内部的受力钢筋主要包括基础底部钢筋和基础环内外的竖向钢筋等。
本工程采用的是圆形扩展基础, 高度为3.20 m, 顶部台柱高度为1.0 m, 分为上下四节, 见图1。
设计院初设时底部主筋的分布形式采用形式1 (双向正交分布) , 见图2, 图3, 风机基础承受上部的水平风荷载和倾覆力矩较大, 360°风向均有可能[1], 形式1并不符合风机基础的受力特点。经过进一步分析研究得出另一种布置方式——形式2 (径向分布) , 见图4。
风机基础的主要受力钢筋, 除了基础底部钢筋, 还包括基础环内外, 风机基础台柱外侧的竖向钢筋。
2 计算原理
有限元模型模拟钢筋混凝土的方式主要包括:分离式, 整体式和组合式。这里采用的是整体式处理方法。把钢筋分布于整个单元之中, 认为混凝土与钢筋粘结的较好, 假设单元为连续均匀材料, 其特点是对混凝土和钢筋单元的刚度矩阵进行了综合。
计算完成后, 通过定义单元表可以查看钢筋的应力。钢筋混凝土单元采用Solid65单元进行模拟, 单元应力应变关系的总体刚度矩阵见式 (1) :
其中, Nr为钢筋的数目 (能够设置3种) ;V
3 有限元模型
根据设计院提供的资料, 选取极端荷载工况修正后荷载, 水平合力矩841.185 kN·m, 扭矩44 200 kN·m, 水平合力558.225 kN, 竖向力2 564 kN。风机基础顶部锥面施加由覆土产生的梯形荷载。
在基础环的顶部设置刚性区域, 荷载通过质量单元传递到基础环顶部。为符合工程实际, 在基础环内外壁与混凝土的交界处, 风机基础底部与地基的交界处, 均设置有接触单元。风机基础的有限元模型图见图5, 黑色单元为加筋单元, 风机基础有限元模型参数见表1。
有限元模型中, 在相同钢筋用量的前提下, 分别对形式1, 形式2两种不同的配筋形式进行分析和对比。
在风机基础作用于地基之前, 地基沉降已经完成, 所以地基重度取为0。
4 计算结果分析
当产生弯矩的风向平行于底部主筋, 底部主筋采用形式1分布, 钢筋应力见图 6, 图7。X方向钢筋的最大应力为67.15 MPa, Y方向钢筋的最大应力为4.175 MPa。
当风向与双向正交分布钢筋夹角均为45°, 底部主筋钢筋应力见图8, 图9。由于荷载中扭矩的影响, 两个方向的钢筋最大应力有着微小的差别, X方向顺时针旋转45°分布的钢筋最大应力为45.92 MPa, X方向逆时针旋转45°分布钢筋最大应力为46.082 MPa。
当底部主筋采用形式2分布, 钢筋应力见图 10, 图 11。径向分布的钢筋最大应力为39.44 MPa, 环向钢筋的最大应力为12.78 MPa。
在竖向钢筋当中, 基础环内外侧的竖向钢筋出现了较大拉应力, 底部主筋径向配置时, 竖向筋的最大钢筋应力达到了124.837 MPa。底部主筋为双向正交分布, 风向与底部主筋平行时, 竖向筋最大应力达到了126.468 MPa, 双向正交分布底部主筋与风向成45°夹角时, 竖向钢筋最大值达到了134.047 MPa。
5 结语
底部主筋采用以上两种形式分布时, 风机基础主要受力钢筋的应力均未达到屈服极限, 因而这两种配筋方案是合理的。风机基础底部主筋径向分布 (形式2) 要优于双向正交分布 (形式1) , 形式2分布不受风向改变的影响。当采用形式1时, 则影响较大, 风向改变时底部主筋的应力最大值相差达到50%。采用同样的配筋量, 在双向正交的情况下, 无论当风向平行于底部主筋还是与底部主筋成45°夹角, 钢筋应力均大于径向分布时钢筋的应力。
通常情况下, 风机基础底部配筋计算主要由极端荷载工况基础变台阶处抗弯控制, 但在有限元计算中, 钢筋应力最大处出现于基础环受压一侧正下方, 也正好在此处风机基础的下凹变形达到最大。关于底部配筋的控制断面的选取有待于进一步研究。
参考文献
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[2]王炽欣, 王浩, 梁瑞庆.风力发电机组桩基础的力学性能有限元分析[J].水电能源科学, 2010, 28 (4) :69-71.
[3]王民浩, 陈观福.我国风力发电机组地基基础设计[J].水力发电, 2008, 34 (11) :88-91.
[4]FD 0003-2007, 风电场机组地基基础设计规定 (试行) [S].
汽轮发电机基础 第5篇
电厂建设在施工过程中应进行支撑体系的设计和计算,实际施工过程中很多施工单位在编制作业指导书时并未进行支撑体系的设计和计算,而是按照技术工人的施工经验进行排架搭设和支撑布置。若技术工人的经验不够丰富,很容易出现支撑体系变形,从而造成质量事故;若技术工人过于保守,就造成支撑体系材料的大量浪费。所以支撑体系的设计和计算不管是从质量管理角度还是从成本、安全管理角度都是十分必要的。下面以笔者在滕州2×135MW电厂施工中的汽轮机支撑体系设计和计算为例,说明支撑体系设计和计算的主要内容。
2 工程实例概况
滕州发电厂1#、2#机组汽机基座上部结构分别位于汽机房(4)轴和(10)轴,与主厂房呈横向布置,共5榀框架,运转层标高9.00m,其中(3)号框架与(4)号框架之间中间夹层为4m中间层,(4)号框架与(5)号框架之间为5m中间夹层。
3 支撑体系设计和计算
该汽轮机上部结构较重的框架梁为(3)号框架和(4)号框架,梁高分别为3.4m和2.55m,这两榀框架都是要进行支撑体系验算的。
支撑体系的设计原则是根据工程经验进行假设选材,然后验算假设是否满足荷载要求和规范要求。若满足要求并与要求的数值比较接近,表明假设选材满足要求并且选材得到了充分利用,则该假设选材是合理的。
3.1 (3)号框架验算
3.1.1 (3)号框架梁立杆验算
单根立杆承受荷载(设立杆间距600mm×600mm):
混凝土自重力:25×0.6×0.6×3.4=30.6k N
钢筋重力:1.5×0.6×0.6×3.4=1.836k N
模板重力:0.5×0.6×0.6=0.18k N振动荷载:2.5×0.36=0.9k N
总竖向荷载:G=30.6+1.836+0.18+0.9=33.516k N。
查φ51×3脚手管的截面性能为I=13.08×104mm4,W=5.13×103mm3,i=17.0mm,A=4.52×102mm2
假定立杆步距为:h=1600mm,由于lb=600mm,故h/lb=2.67
查建筑施工手册,得脚手架单枝杆的计算长度系数为μ=1.323,则单枝杆的计算长度为l=1 600 mm×1.323=2116.8mm。
1)单枝脚手管的长细比为:λ=l/i=124.5<[λ]=150,满足要求。
2)整体稳定性验算
查截面特性得:φ=0.466
则G/φA=33516N/0.466×452mm2=159.2N/mm 2<f=205N/mm2,满足要求。
3.1.2 (3)号框架梁顶撑计算
混凝土自重力:25×0.6×3.4=51k N/m,
钢筋重力:1.5×0.6×3.4=3.06k N/m,
模板重力:0.5×0.6=0.3k N/m,
振动荷载:2.5×0.6=1.5k N/m,
总竖向荷载:q=51+3.06+0.3+1.5=55.86k N/m。
顶承间距布置如图1所示。
每根顶撑承受的荷载为:
按最不利荷载简化计算,横顶撑承受的最大弯距为:
横顶撑采用100mm×100mm方木。××××××××××××××××××××××××××××××××
查表得方木的截面特性为:×××××××××××××××××××××××××××
1)横顶撑的抗弯强度验算
f2=Mm a x/W2=2.514×106/1.67×105=15.1N/mm2<f=17N/mm2,满足要求。
2)横顶撑的挠度验算
w=5q2l24/384E2I=5×55860×0.64×109/384×1×104×8.33×106==1.13mm<[w]=1.5mm,符合要求。
3.1.3 钢模板验算
1)抗弯强度验算
查建筑施工手册得,P2015钢模板(钢板厚度为2.5mm)截面特性为:
钢模板的抗弯强度承载能力为:
2)挠度验算
3.2 (4)号框架验算
3.2.1 (4)号框架梁立杆验算
单根立杆承受荷载(设立杆间距600mm×775mm):
混凝土自重力:25×0.6×0.775×2.55=29.64k N
钢筋重力:1.5×0.6×0.775×2.55=1.78k N
模板重力:0.5×0.6×0.775=0.23k N
振动荷载:2.5×0.6×0.775=1.16k N
总竖向荷载:G=29.64+1.78+0.23+1.16=32.81k N
查φ51mm×3脚手管的截面性能为I=13.08×104mm4,W=5.13×103mm3,i=17.0mm,A=4.52×102mm2
假定立杆步距为:h=1600mm,由于lb=775mm,故h/lb=2.06
查建筑施工手册,得脚手架单枝杆的计算长度系数为μ=1.323,则单枝杆的计算长度为l=1600mm×1.323=2116.8mm。
1)单枝脚手管的长细比为:λ=l/i=124.5<[λ]=150,满足要求。
2)整体稳定性验算
查截面特性得:φ=0.466
则G/φA=32810N/0.466×452mm2=155.8N/mm2<f=205N/mm2,满足要求。
3.2.2 (4)号框架梁顶撑计算
混凝土自重力:25×0.775×2.55=49.41k N/m
钢筋重力:1.5×0.775×2.55=2.96k N/m
模板重力:0.5×0.775=0.39k N/m按最不利荷载简化计算,横顶撑承受的最大弯距为:
振动荷载:2.5×0.775=1.94k N/m
总竖向荷载:q=49.41+2.96+0.39+1.94=54.7k N/m
顶承间距布置如图2所示。
横顶撑采用100mm×100mm方木。
1)横顶撑的抗弯强度验算
f2=Mmax/W2=2.462×106/1.67×105=14.7N/mm2<f=17N/mm2,满足要求。
2)横顶撑的挠度验算
w=5q2l24/384E2I=5×0×0.64×109/384×1×104×8.33×106==1.28mm<[w]=1.5mm,符合要求。
3.2.3 钢模板验算
1)抗弯强度验算
混凝土自重力:25×0.6×.45=36.75k N/m
钢筋重力:1.5×0.6×2.45=2.21k N/m
模板重力:0.5×0.6=0.3k N/m
振动荷载:2.5×0.6=1.5k N/m
总竖向荷载:q=36.75+2.21+0.3+1.5=40.76k N/m
钢模板的抗弯强度承载能力为:
2)挠度验算。
脚手架搭设结合实际情况搭设如图3所示。
4 结语
通过以上计算,不仅使汽轮机上部结构施工时的支撑体系具有了技术保障,而且使支撑体系的材料得到了充分利用。实践证明,该加固体系是切实可行的。所以,电力施工企业在施工管理时一定要把技术管理做细,这样,不仅可以实现施工管理过程中质量和安全的“可控在控”,而且可以减少不必要的浪费,节约工程成本。
摘要：通过对滕州2×135MW发电厂汽轮机施工时的支撑体系的设计和计算,指出了当前电力建设在施工时的支撑体系设计的方法和必要性,对电力施工企业有一定的借鉴意义。
关键词：汽轮机基础,支撑体系,设计
参考文献
[1]建筑施工手册(第四版)[K].北京:中国建筑工业出版社,2003.
汽轮发电机基础 第6篇
正在建设风电场位于内蒙古自治区乌兰察布市察右前旗境内，该交通较为便利。风电场为二期200MW工程，100台2MW风力发动机组；一期已建成49.5MW。
该风电场区域地貌单元属于丘陵，地形起伏较大，各风机塔位处地面标高在1532.50m～1691.10m之间，场地内未发现不良地质现象。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），该场址地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.40s，对应地震基本烈度为Ⅵ度。距场址最近的行政区为集宁区。集宁区50a最大冻结深度为1.91m，最大冻深内粉土和全风化玄武岩具有弱冻胀性。
2 有限元原理
有限无法是求解数理方程的一种数值计算方法，是解决工程实际问题的一种有力的数值计算工具。最初这种方法被用来研究复杂的飞机结构中的应力，它是将弹性理论、计算数学和计算机软件有机地结合在一起的一种数值分析技术；后来由于这一方法的灵活快速和有效率，使其迅速发展成为求解各领域的数理方程的一种通用的近似计算方法，目前在许多数学科领域和实际工程问题中部得到广泛的应用。在求解工程实际问题时，建立基本方程和边界条件还是比较容易的。但是由于几何形状、材料特性和外部荷载的不规则性，求得解析解却是很闲难的，寻求近似解法就成了必由之路。经过多年的探索，近似算法有许多种，但常用的数值分析法就是差分法和有限元法。
3 设计依据
根据某公司提供的风机基础塔架及各工况荷载资料，风机轮毂中心高度78m，叶轮直径90m，ⅢA类风场。正常运行荷载工况和极端荷载工况下的荷载标准值如表1，岩土工程勘测数据如表2。
勘探期间，各风机塔位处勘探深度内均未见地下水，地下水对各风机基础及施工没有影响。
4 计算模型
设计要求回填土容重为回填土容重不小于18kN/m3。经过初算，基础设计成大体积圆形扩展基础，基础持力层为强风化玄武岩，承载力非常好，基础设计埋深3.5m，底板直径2R取19.0m，底板厚度根据FD 003—2007的要求取H1等于1.0m,H2等于1.40m,H3等于1.30m，基础高出自然地面0.20m，即Hb取0.20m，台柱直径2R1取6.50m，基础环直径为B3等于4039mm，基础混凝土采用P.O42.5硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，基础混凝土强度取C35。计算简图如图1；三维有限元计算模型如图2。
5 计算结果
5.1 基础正应力分析
基础顶面应力图形，当基础底板顶面出现最大拉应力时，此时对基础进行应力分析，进行三处切割，研究应力分布情况。从应力分布规律来看，1、2、3截面的最大应力依次减小，基础底板部分翘起，底板受力状态由受拉改变为受压时，从变化云图图3可以看出，1～3三个截面的应力从上到下受拉应力逐渐减小，受压应力逐渐增大，最大的拉应力，出现在界面上部中间，即台柱根部为2.63 N/mm2；反之，最大压应力出现在底面中间2.13 N/mm2，最大拉应力和最大压应力比为1.23。根据此图形的应力分布规律，配出基础顶面钢筋，钢筋配筋剖面见图4。
当基础没有翘起时候，图5中1～3位置分别与图3中平面上的1～3位置相对应。基础底板底面受拉应力云图见图5，当顶面受压时，我们再用相同的方法给出基础底面压力达到最大的时候的应力云图，从云图上我们可以看出，上部最大拉应力为10.8N/mm2，基础底板底面完全处于受压状态时，最大压应力出现在基础底板中间，压拉应力达到6.83N/mm2，拉应力与压应力比为1.58。相差不大，没有出现数量级的差。
5.2 基础抗剪验算
基础冲切面沿台柱45°冲切，因此这里分析选取图3中的1和3两个剖切位置进行分析。直观地讲，纯剪破坏时，如：素混凝土裂缝是斜方向的，首先梁中部首先出现。箍筋可以延缓该裂缝的扩展。计算模型则是把出现裂缝后的梁简化成桁架，箍筋作用表现为对桁架腹杆的加强。计算分析中剖面1的应力云图如图6所示；剖面3的应力云图如图7所示，抗剪安全系数为1.03满足计算要求。
6 结语
由于风力发电机组基础设计和计算的复杂性，空气动力学计算理论和模型假定也存在一定的误差和不确定性，因此掌握风能资源的特性，摸索风力发电机组基础的受力规律是风力发电机组基础设计及研究者的重要任务。
综合上面对基础的应力分析，最终基础的底板应力及裂缝的控制、台柱受弯承载力等配筋如图4。
文章只是对一个2MW风力发电机组基础进行分析，给出了基础主要的应力云图，对于风机基础的设计和研究人员提供了一定的参考方法。
摘要：节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。近几年来风电事业发展迅速,风力发电机单机容量由原来的750kW到目前研发的4.5MW。单机发电容量越来越大,这对于节约土地,提高风力发电效率有着重要的作用。风机基础的设计对风机运行的安全与否起着至关重要的作用。对目前应用较为广泛的2MW风机基础进行了有限元分析,通过应力云图的变化,得出了较为合理的配筋方法。
关键词：风力发电,基础设计,有限元,应力云图
参考文献
[1]GB50010—2010混凝土结构设计规范[S].
[2]D003—2007风电机组地基基础设计规范(试行)[S].
[3]栾茂田,金崇磐,林皋.非均质地基上浅基础的极限承载力[J].岩土工程学报,1988,10(4):14-27.
[4]王民浩,陈观福.我国风力发电机组地基基础设计[J].水力发电,1998,34(14):88-91.
[5]傅永华.有限元分析基础[M].武汉:武汉大学出版社,2003.
汽轮发电机基础
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