1000MW機(jī)組塔式鍋爐鋼架機(jī)械配備及安裝方法淺析

宗曉暉

摘要：近年來(lái)，隨著電廠從600MW 燃煤機(jī)組到1000MW 機(jī)組，機(jī)組發(fā)電容量不斷增大，鍋爐本體的結(jié)構(gòu)樣式也隨著產(chǎn)生著變化，出現(xiàn)了從∏型鍋爐到塔式鍋爐的變化，這對(duì)安裝使用的吊裝機(jī)械也提出了更高的要求，這同時(shí)也增加了其鋼架安裝的難度。本文以某電廠1000MW 機(jī)組塔式鍋爐鋼架安裝為例，介紹塔式鍋爐鋼架安裝難點(diǎn)對(duì)于吊裝機(jī)械配備、布置要求，以其成功安裝經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于同類型鍋爐鋼架安裝具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：1000MW塔式鍋爐；鋼架安裝；機(jī)械

中圖分類號(hào)： TK223.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、塔式鍋爐主鋼架概述

以 廣東臺(tái)山發(fā)電廠6號(hào)機(jī)組為例，鍋爐為上海鍋爐廠生產(chǎn)的1000MW超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐。鍋爐鋼架總重約14000t，分為主鋼架（總重約7500t）和副鋼架、平臺(tái)樓梯等。鍋爐主鋼架呈框型布置：主鋼架共分五層八段主立柱，主立柱橫截面為2.5m×2.5m，最重件為107t，橫梁最重件為104t，斜撐最重件為62t。鍋爐大板梁頂面標(biāo)高約128.20m，最重件64.6t。

二、塔式鍋爐主鋼架吊裝機(jī)械的選擇

在塔式爐吊裝中主鋼構(gòu)的吊裝是鍋爐吊裝的重點(diǎn)與難點(diǎn)，面對(duì)如此大件的鋼架設(shè)備，我們應(yīng)該怎樣合理地來(lái)選擇吊裝機(jī)械，做到既能滿足安裝施工要求，保證施工進(jìn)度和安全質(zhì)量，同時(shí)又能有效地控制成本呢？以下結(jié)合相關(guān)電建公司的安裝經(jīng)驗(yàn)以及本公司在施工過程中的一些體會(huì)來(lái)進(jìn)行探討。

（一）塔式鍋爐主鋼架吊裝機(jī)械的選擇方案

在國(guó)內(nèi)塔式爐的主鋼構(gòu)吊裝中一般有如下四種方案

(1)方案一：在爐膛中間布置一臺(tái)FZQ2400/140t（或M1280D/140t）塔吊，外圍布置一臺(tái)SCC1500C/150t履帶吊配合主立柱抬吊以及橫梁、斜撐翻身等工作。以下為該布置示意照片：

(2)方案二：在爐左爐右各布置一臺(tái)FZQ2400/140t（或M1280D/140t）塔吊，兩臺(tái)吊機(jī)相互配合吊裝，如工期緊張時(shí)，爐底可再配置一臺(tái)150t履帶吊配合兩臺(tái)塔吊的抬吊工作，主鋼架的吊裝工作可雙線進(jìn)行。

(3)方案三：采用兩臺(tái)80t圓筒吊，一臺(tái)爐后布置，另一臺(tái)布置在爐內(nèi)靠爐前側(cè)，吊裝作業(yè)時(shí)兩臺(tái)圓筒吊相互配合。

(4)方案四：主鋼架第一層由QUY260t履帶吊吊裝，其余各層主鋼架以及大板梁由900t （SCC9000）履帶吊吊裝就位。

根據(jù)安裝經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：縱觀以上四個(gè)吊機(jī)配置的方案，第一個(gè)方案的吊機(jī)資源配置為最佳配置，從單機(jī)最大起吊能力、對(duì)吊裝場(chǎng)地的要求、吊裝過程的耗時(shí)以及使用成本方面都有其優(yōu)越的表現(xiàn)，在施工進(jìn)度、施工質(zhì)量以及安全方面都能得到很好的保證。這種配置的優(yōu)點(diǎn)主要有：

1、吊裝覆蓋區(qū)域大：FZQ2400/140t塔吊布置在爐膛中間，大大減少了對(duì)吊裝場(chǎng)地的需求，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)鋼架設(shè)備的運(yùn)輸擺放的要求也不高，吊裝過程中無(wú)需跑位,單靠旋轉(zhuǎn)吊機(jī)吊臂就可將主立柱設(shè)備一一就位。

2、工期效益：利用FZQ2400/140t塔吊吊裝，由于其沒有像履帶吊等吊機(jī)的移位磨車過程，也沒有像其它吊機(jī)那樣有繁瑣的增減配重的問題，可大大提高吊裝進(jìn)度。

3、節(jié)約成本：方案一吊裝鍋爐鋼構(gòu)只需在爐膛中間布置一臺(tái)FZQ2400/140t塔吊即可，其吊裝成本也得到了很大程度的降低。吊裝臺(tái)班的有效控制，一直以來(lái)都是各電建安裝公司追求的目標(biāo)，利用該吊機(jī)配置，可有效地做到這一點(diǎn)。

三、塔式鍋爐主鋼架安裝方法

在塔式爐的安裝中主鋼構(gòu)體積、重量大，最重件達(dá)到107t，大板梁頂面標(biāo)高約128.20m。在鋼架安裝作業(yè)中安全危害因素多，是鍋爐安裝的重點(diǎn)與難點(diǎn)，以下就其對(duì)塔式鍋爐主鋼架安裝難點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：

（一）主鋼架吊裝專用工具的選擇

主立柱吊裝工具示意圖 主立柱抬吊工具示意圖斜撐吊裝工具示意圖

1、主立柱吊裝工具

塔式鍋爐主立柱設(shè)備上是沒有吊耳的，而主立柱單件重量每件基本都在100t左右，如此大型的立柱吊裝難度很大，設(shè)計(jì)吊裝專用工具就是一個(gè)比較好的方法。吊具的設(shè)計(jì)有以下原則：立柱吊裝過程中要考慮吊具的實(shí)際受重以及風(fēng)力影響所造成的吊裝載荷；吊具與卡環(huán)連接時(shí)的實(shí)際受力面積；吊具的制作鋼板選材，根據(jù)鋼板的各項(xiàng)力學(xué)性能仔細(xì)核算；吊具制作焊接時(shí)的焊接方法選擇；吊具吊孔的開孔直徑確定時(shí)要考慮到所選用的卡環(huán)銷子的直徑；吊具加強(qiáng)筋的設(shè)置要合理，其位置要與高強(qiáng)螺絲孔留有一定的距離，考慮螺母的安裝空間；選用連接用的高強(qiáng)螺絲的抗剪、抗拉應(yīng)力要滿足；立柱吊具上要焊接兩個(gè)吊具安裝的臨時(shí)吊耳，方便吊具與立柱連接；吊具各棱邊要考慮打一定的圓角；在起吊過程中，吊具要預(yù)留卡環(huán)活動(dòng)的距離空間，防止卡環(huán)與吊具加強(qiáng)筋卡死受力，減少危險(xiǎn)。以上是安裝過程中設(shè)計(jì)的吊具示意圖。

2、主立柱抬吊工具

如此大型的立柱，單靠主立柱吊裝工具是無(wú)法順利起吊的，這時(shí)候就必須有抬吊工具的協(xié)助主立柱翻身豎直，然后才由主立柱吊裝工具將主立柱吊裝就位。抬吊工具可考慮用吊鉤的形式，設(shè)計(jì)吊鉤時(shí)要考慮到以下幾點(diǎn)：主立柱抬吊時(shí)吊鉤的實(shí)際受力以及風(fēng)力影響所造成的吊裝載荷；抬吊時(shí)吊鉤吊孔與卡環(huán)的實(shí)際受力面積、吊鉤與立柱下表面的實(shí)際接觸受力面積；吊鉤鉤身應(yīng)力最集中處的鋼板厚度要求；吊鉤的制作鋼板選材，根據(jù)鋼板的各項(xiàng)力學(xué)性能仔細(xì)核算；吊鉤的卡位寬度要以主立柱螺絲連接板的實(shí)際寬度充分考慮，方便在主立柱抬吊完成后可以快速地卸下吊鉤；吊鉤吊孔的開孔直徑確定時(shí)要考慮到所選用的卡環(huán)銷子的直徑；吊鉤與主立柱螺絲連接板連接處的板材要打一定的圓角；吊鉤的鉤身高度要充分考慮到立柱螺絲連接板的實(shí)際高度；以上是安裝過程中設(shè)計(jì)的吊具示意圖。

3、斜撐吊裝工具

由于塔式鍋爐主斜撐的吊裝要在主立柱與主橫梁吊裝之后才能開始，而在主立柱與主橫梁吊裝之后，主斜撐上方的吊裝空間就被主橫梁遮擋住，如果直接用鋼絲繩連接斜撐吊耳起吊吊裝，在高空將斜撐就位的時(shí)候，吊裝鋼絲繩就勢(shì)必會(huì)與主橫梁發(fā)生摩擦碰撞，有一定的危險(xiǎn)性，而且在此情況下斜撐很難就位，吊裝的耗時(shí)會(huì)很長(zhǎng)，考慮到吊裝時(shí)避開主橫梁吊裝，安裝時(shí)啟用了C型吊架來(lái)協(xié)助吊裝。設(shè)計(jì)C型吊架需考慮以下問題：斜撐吊裝過程中C型吊架的實(shí)際受重以及風(fēng)力影響所造成的吊裝載荷；C型吊架與卡環(huán)連接時(shí)的實(shí)際受力面積；C型吊架的制作鋼板選材，根據(jù)鋼板的各項(xiàng)力學(xué)性能仔細(xì)核算；C型吊架制作焊接時(shí)的焊接方法選擇；C型吊架吊孔的開孔直徑確定時(shí)要考慮到所選用的卡環(huán)銷子的直徑；C型吊架彎板處為應(yīng)力集中點(diǎn)，要反復(fù)核算該點(diǎn)的應(yīng)力；C型吊架中間開口高度要充分考慮到主橫梁梁體高度。以上是安裝過程中設(shè)計(jì)的吊具示意圖。

（二）主立柱吊裝之前的地腳螺栓以及下調(diào)墊板安裝

(1)第一段主立柱柱底板預(yù)埋了四塊上調(diào)墊板，四個(gè)柱腳按每邊兩個(gè)排列，而相應(yīng)的，主立柱基礎(chǔ)上有四個(gè)柱腳穿裝孔以及下調(diào)墊板的安裝預(yù)留坑。地腳螺絲與下調(diào)墊板的安裝順序可靈活安排，如按設(shè)備的到貨順序合理計(jì)劃安裝順序等。安裝地腳螺絲后，需對(duì)其螺頂標(biāo)高，螺桿垂直度，基礎(chǔ)螺桿相互之間的間距、對(duì)角線偏差等進(jìn)行檢查，做好驗(yàn)收記錄。

(2)下調(diào)墊板的安裝是很關(guān)鍵的一個(gè)步驟，其安裝質(zhì)量直接影響到主立柱的安裝質(zhì)量，主要是會(huì)影響到主立柱的垂直度，一旦出現(xiàn)這種情況，主立柱的安裝找正工作將會(huì)是難上加難。

(3)下調(diào)墊板安裝之前，必須根據(jù)土建移交的基礎(chǔ)驗(yàn)收記錄進(jìn)行復(fù)查，并應(yīng)符合設(shè)計(jì)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定，與廠房建筑標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)校核無(wú)誤，柱子間距、標(biāo)高及柱子相應(yīng)對(duì)角線等偏差均在允許范圍內(nèi)，認(rèn)真測(cè)量土建基礎(chǔ)標(biāo)高，以確保下調(diào)墊板下預(yù)留符合設(shè)計(jì)要求的灌漿高度。劃出下調(diào)墊板的“十”字中心線按圖分別放置在各自的基礎(chǔ)上，將下調(diào)墊板中心線對(duì)準(zhǔn)基礎(chǔ)中心線，放置之后通過下調(diào)墊板的調(diào)整螺絲調(diào)整墊板的水平度及標(biāo)高。

（三）主鋼架找正

塔式鍋爐主鋼架身構(gòu)件龐大，其安裝之后的找正工作難度大。每一層的主鋼架找正工作都直接關(guān)系到下一層主鋼架的安裝。在主鋼架的找正工作中，立柱的垂直度數(shù)據(jù)往往是比較重要的，但在實(shí)際安裝作業(yè)中由于鋼架設(shè)備本身的制造問題，立柱間的連接面不平整，連接的時(shí)候就就立柱的垂直度產(chǎn)生影響。在安裝時(shí)采用的是在要找正的該層主鋼架的斜撐里面加設(shè)千斤頂，在外面拉設(shè)手拉葫蘆的方法來(lái)進(jìn)行找正請(qǐng)看以下圖片：

該方法是根據(jù)什么依據(jù)來(lái)進(jìn)行的呢？請(qǐng)看以下的受力分析：

就放置在斜撐里面的千斤頂來(lái)說(shuō)，由于其是在整體內(nèi)部出力，根據(jù)力學(xué)定律，其做的功將在內(nèi)部被抵消，也即是說(shuō)它會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)相反方向的力，其大小相等。按上圖所示，沿斜撐向上方向假設(shè)該力為F，力F會(huì)在其豎直方向以及水平方向有兩個(gè)分力，也即力F1以及F2；沿斜撐向下方向假設(shè)該力為T，力T會(huì)在其豎直方向以及水平方向有兩個(gè)分力，也即力T1以及T2.由于要找正的主鋼架下層高強(qiáng)螺絲已緊固完畢，力T在對(duì)整個(gè)主鋼架產(chǎn)生的推力影響不大，而由于上層主鋼架的高強(qiáng)螺絲并沒有終緊，根據(jù)力學(xué)定律，力F的水平分力F2就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)推力來(lái)使兩個(gè)力之間達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)，而在完成這一過程的同時(shí)立柱也會(huì)隨著偏轉(zhuǎn)，在主鋼架拉設(shè)手拉葫蘆的目的就是為了配合該過程，使要找正的立柱達(dá)到要求的范圍。

四、1000MW 塔式鍋爐鋼架安裝中的安全管理措施

（一）高處墜落相應(yīng)控制措施

①確保作業(yè)環(huán)境中的安全網(wǎng)，水平安全繩等安全設(shè)施的可靠安全，作業(yè)人員帶好安全帶。②保證設(shè)備臨時(shí)固定用的索具和鏈條葫蘆與設(shè)備相匹配和固定的可靠安全。③腳手架搭設(shè)人員要掛好安全帶，按設(shè)施拆除要求進(jìn)行拆除。④預(yù)留空洞，臨邊，符合“有洞必有蓋，有邊必有欄”，蓋板和欄桿符合要求。⑤要由專業(yè)人員搭設(shè)臨時(shí)施工平臺(tái)，驗(yàn)收合格并掛牌后，方可施工，并且不能超載使用。⑥在梯子、平臺(tái)、欄桿不完善處加臨時(shí)圍欄、蓋板并掛警示牌。⑦因?yàn)槭┕ば枰獙跅U拆除，平臺(tái)必須通過安全部門同意，施工完后，及時(shí)恢復(fù)，沒有恢復(fù)前，一定要做好防護(hù)隔離措施，掛好警示牌，并派專人監(jiān)護(hù)。⑧高空作業(yè)時(shí)，立柱要配備繩梯，確保繩梯質(zhì)量，攀爬時(shí)掛好防墜自鎖裝置，橫梁上應(yīng)拉水平安全繩，行走時(shí)作業(yè)人員將安全帶扣在保護(hù)繩上。⑨施工前進(jìn)行交底，嚴(yán)禁高處作業(yè)人員站在欄桿外工作，坐在平臺(tái)外側(cè)、坐騎欄桿等進(jìn)行施工。⑩在每個(gè)作業(yè)點(diǎn)安裝充足的照明燈具并確保能正常投入使用后才能在夜間進(jìn)行施工。

（二）觸電危害相應(yīng)控制措施

①定期對(duì)外殼接地進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)整改。②嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)程和工作票制度，并實(shí)施作業(yè)監(jiān)護(hù)。③電動(dòng)工具使用前認(rèn)真檢查，確認(rèn)電動(dòng)工具完好，拖線盤裝有漏電保護(hù)器。④進(jìn)行周定期檢查，保證電源箱內(nèi)開關(guān)，插座的完好，有效的接地，裸線或接線樁的絕緣。⑤禁止私拉亂接電源，電源拆裝、維護(hù)由專業(yè)電工負(fù)責(zé)。⑥露天擺放的電焊機(jī)放在干燥場(chǎng)所，有棚遮蔽或使用電焊機(jī)專用箱。電焊機(jī)外殼一定要進(jìn)行保護(hù)接零和重復(fù)接地。⑦施工場(chǎng)所要干燥、電焊二次線使用膠皮軟線。電源線架空，或埋入地下。

結(jié)束語(yǔ)

伴隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，用電需求量也在不斷地加大，電站鍋爐在朝著大容量的方向前進(jìn)，新興的大容量機(jī)組塔式鍋爐就是其中的代表，而且其必將成為今后電站鍋爐的主流。所以研究探討塔式鍋爐主鋼架的安裝方法是非常有必要的，只有不斷地學(xué)習(xí)研究，不斷地改進(jìn)施工方法，推陳出新，才能適應(yīng)不斷變化的施工條件，走在時(shí)代的前頭。

參考文獻(xiàn)：

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