實(shí)例分析電力工程汽機(jī)基礎(chǔ)彈簧隔振施工技術(shù)

【摘要】華能萊蕪電廠2×1000MW超超臨界二次再熱機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)采用德國(guó)GERB公司的彈簧隔振技術(shù)，彈簧隔振技術(shù)的應(yīng)用可以提高工程質(zhì)量，延長(zhǎng)汽輪機(jī)使用壽命，縮短工期，降低成本。本文就彈簧隔振系統(tǒng)施工流程及工藝要點(diǎn)進(jìn)行了深入分析，為其他類(lèi)似工程施工提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】汽機(jī)基礎(chǔ)；彈簧隔振；施工技術(shù)

1、引言

彈簧隔振技術(shù)起源于德國(guó)，目前已在火電施工中得到了廣泛的應(yīng)用。在國(guó)外，彈簧隔振技術(shù)早在60年代就已經(jīng)形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并得到了廣泛應(yīng)用。而我國(guó)從70年代才開(kāi)始研究彈簧隔振技術(shù)，80年代初得以引進(jìn)推廣，直到90年代才在火電施工（如汽輪發(fā)電機(jī)、磨煤機(jī)等動(dòng)力機(jī)器）中得以應(yīng)用。雖然我國(guó)彈簧隔振技術(shù)起步較晚，但近些年的大范圍使用，使彈簧隔振施工技術(shù)已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步并日臻完善。

彈簧隔振器工作原理：彈簧隔振器是把一些優(yōu)質(zhì)耐用的圓柱形螺旋壓縮彈簧組裝在具有抗彎能力的箱體里，可以有效避免汽輪機(jī)設(shè)備在地震、起動(dòng)和停機(jī)時(shí)在共振頻域產(chǎn)生過(guò)高的振幅而受到破壞。本工程彈簧隔振汽機(jī)基礎(chǔ)分為基礎(chǔ)底座和上部臺(tái)座兩個(gè)相互獨(dú)立的部分，基礎(chǔ)底座和上部臺(tái)板通過(guò)70個(gè)彈簧隔振器相連接，汽機(jī)設(shè)備自重及其運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)力荷載通過(guò)臺(tái)板傳遞給彈簧隔振器，經(jīng)隔振器傳遞給基礎(chǔ)底座，進(jìn)而傳遞到地基上。

彈簧隔振器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a）使汽輪機(jī)平臺(tái)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)脫離動(dòng)力耦合；

b）使立柱尺寸大大減小，省去造價(jià)高的厚底板；

c）大大縮短施工時(shí)間；

d）施工不受周?chē)ㄖ┕r(shí)間的制約；

e）通過(guò)中間的彈簧隔振器補(bǔ)償通常的建筑基礎(chǔ)沉降；

f）設(shè)備調(diào)平時(shí)不需停機(jī)；

g）通過(guò)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)測(cè)量技術(shù)監(jiān)控；

h）對(duì)汽輪機(jī)設(shè)備進(jìn)行地震保護(hù)；

i）在汽輪機(jī)下面為冷凝器及管道系統(tǒng)留出較大的自由空間。

2、工程概況及特點(diǎn)

華能萊蕪電廠百萬(wàn)機(jī)組“上大壓小”擴(kuò)建工程為2×1000MW超超臨界二次再熱機(jī)組。汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)采用德國(guó)GERB公司的彈簧隔振技術(shù)，基礎(chǔ)1-8軸線共17個(gè)柱頭，共計(jì)70臺(tái)彈簧隔振器。

3、主要施工方案、施工工序、施工方法及要求

汽機(jī)整體施工流程：基礎(chǔ)底座施工—→彈簧隔振器安裝—→上部臺(tái)座模板支設(shè)—→預(yù)埋件安裝—→鋼筋綁扎—→混凝土澆筑—→拆?！鷱椈舍尫?。

汽機(jī)基座上部框架施工至11.43m層柱段時(shí)，進(jìn)行彈簧隔振器安裝。彈簧隔振器的預(yù)壓縮、安放與釋放、以及汽輪發(fā)電機(jī)組彈簧隔振基礎(chǔ)的施工、包括汽輪發(fā)電機(jī)組的安裝，需要有一個(gè)協(xié)調(diào)的程序。

3.1彈簧隔振器安裝前準(zhǔn)備

用于擺放彈簧隔振器的柱頂表面必須仔細(xì)調(diào)平。每個(gè)支承面積內(nèi)水平度應(yīng)當(dāng)小于1mm/1000mm。柱頭為混凝土一次澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高，對(duì)混凝土表面進(jìn)行打磨，再進(jìn)行精確的高度調(diào)平，產(chǎn)生一個(gè)平整的混凝土毛面。

在柱澆筑前，需先用水準(zhǔn)儀定好柱頂標(biāo)高，使用墨盒彈好標(biāo)高線，并用長(zhǎng)條形模板進(jìn)行標(biāo)高線固定。待澆筑完成后，將柱頂浮漿進(jìn)行清理，并適當(dāng)摻入細(xì)石子，防止浮漿過(guò)多造成柱頂混凝土達(dá)不到規(guī)定強(qiáng)度。之后進(jìn)行人工磨平，并用卡尺進(jìn)行整平，整平后使用塑料薄膜和棉被覆蓋，進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)。

安放彈簧隔振器前，需在柱頂放置槽鋼框，槽鋼框周圈由腳手架支撐，槽鋼框要有足夠的強(qiáng)度與剛度，臺(tái)座的底模板必須架好在腳手架的頂部。這樣就可以很容易地使彈簧隔振器的頂表面、加上調(diào)平鋼板達(dá)到模板的設(shè)計(jì)標(biāo)高，并可以安全地操作彈簧隔振器。在柱頭正上方的臺(tái)座底模板上，開(kāi)有長(zhǎng)方形的開(kāi)孔。使用吊車(chē)可以將彈簧隔振器通過(guò)這些開(kāi)孔吊裝就位。

3.2彈簧隔振器的安裝

在柱頭頂部畫(huà)出相應(yīng)梁表面的主坐標(biāo)，標(biāo)出各個(gè)隔振器的確切位置，然后在各個(gè)彈簧隔振器的相應(yīng)位置上，放置一件防滑墊板。彈簧隔振器底部防滑墊板放好后，用吊車(chē)將預(yù)壓縮的彈簧隔振器吊放到防滑墊板上。

為了找平安裝期間彈簧隔振器的附加預(yù)壓縮量，也為了找平柱頂支承表面與汽輪發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)臺(tái)座模板之間高度差，在彈簧隔振器的頂部可以加不同厚度的調(diào)平鋼板。調(diào)平鋼板的厚度為1mm、2mm與3mm，每個(gè)彈簧隔振器可用調(diào)平鋼板調(diào)平的總厚度為34mm。放置在彈簧隔振器頂部的調(diào)平鋼板的總厚度至少應(yīng)當(dāng)為15mm，一般為20-30mm。這樣，即使彈簧隔振器實(shí)際承受的載荷小于理論估算的載荷，也可以將汽輪發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)臺(tái)座調(diào)平到所要求的標(biāo)高。在整個(gè)彈簧隔振器就位完成后，每個(gè)彈簧隔振器都要用一層塑料布包裹著，以防止建筑垃圾掉入其中，這層塑料布在彈簧隔振器釋放時(shí)去掉。

底模板上吊置彈簧隔振器用的開(kāi)孔，要用預(yù)埋鋼板蓋住。在彈簧隔振器釋放時(shí)，這些預(yù)埋鋼板用來(lái)支承千斤頂，保護(hù)汽輪發(fā)電機(jī)組混凝土臺(tái)座底表面的受力，改善壓力分布。預(yù)埋鋼板的厚度為16mm厚。一般預(yù)埋鋼板四周對(duì)底模板開(kāi)孔四周的覆蓋度至少為5mm。預(yù)埋鋼板放置好以后，要用鋼釘固定。

放置預(yù)埋鋼板時(shí)，預(yù)埋鋼板的底表面要與底模板的頂表面齊平。這樣，彈簧隔振器的頂部與預(yù)埋鋼板底表面之間的空隙，就會(huì)按照預(yù)期的腳手架沉降量變化。在汽輪發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)臺(tái)座中鋼筋和混凝土的作用下，腳手架會(huì)發(fā)生沉降，預(yù)埋鋼板的底表面便慢慢下降，直至與彈簧隔振器頂部接觸。當(dāng)混凝土固化后，腳手架和基礎(chǔ)臺(tái)座的模板就可以拆除了。

在設(shè)備安裝前，要在所有立柱和支承梁上每隔4-5m設(shè)置檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)。在這些基準(zhǔn)點(diǎn)上，用螺旋千分尺測(cè)量彈簧隔振器的高度，測(cè)量結(jié)果列表記錄。通過(guò)這種方法，可以在整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)組的安裝過(guò)程中控制基礎(chǔ)臺(tái)座的高度。在這期間，通過(guò)高度測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)臺(tái)座會(huì)有 0.5-1.5mm的沉降，這是防滑墊板被壓縮的結(jié)果，這種沉降會(huì)在汽輪發(fā)電機(jī)組安裝找正后結(jié)束。

3.3彈簧隔振器的釋放

彈簧隔振器一定要在汽輪發(fā)電機(jī)組安裝就位后、聯(lián)軸器連接之前釋放。彈簧隔振器的釋放前須具備以下條件：

a）汽輪發(fā)電機(jī)組和管道重量都已承載到臺(tái)板基礎(chǔ)上；地腳螺栓擰緊但沒(méi)有進(jìn)行二次灌漿；

b）高壓缸、低壓內(nèi)缸第一次負(fù)荷分配已完成；

c）汽輪機(jī)機(jī)組安裝基本結(jié)束，軸系精找中完成，但聯(lián)軸器沒(méi)有鉸孔、聯(lián)接螺栓；

d）臺(tái)板內(nèi)、外管路已分別安裝好、但沒(méi)有進(jìn)行內(nèi)、外管路之間的相互連接；

e）彈簧隔振器在釋放前，臺(tái)板基礎(chǔ)與四周框架無(wú)剛性連接；應(yīng)將基礎(chǔ)平臺(tái)上的各類(lèi)材料、構(gòu)件等額外載荷和建筑垃圾全部清理干凈，以減小后續(xù)釋放時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差，檢查并清理任何阻礙基礎(chǔ)自由平衡的約束物。

f）每個(gè)立柱周?chē)家钅_手架，并鋪設(shè)好木板；在釋放位置較高（3米以上）時(shí)，每個(gè)柱頭之間應(yīng)搭設(shè)通道，以方便工作人員進(jìn)行隔振器的釋放；

g）在汽輪機(jī)臺(tái)板上對(duì)稱(chēng)布設(shè)多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（特別是聯(lián)軸器位置），并在釋放前測(cè)量并記錄所有觀測(cè)點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)；

h）隔振器四周的管路：凡是妨礙操作人員釋放隔振器的管路都要臨時(shí)拆除，待釋放完成后再進(jìn)行管路恢復(fù)。

彈簧隔振器的釋放由一個(gè)小的液壓系統(tǒng)完成。這個(gè)液壓系統(tǒng)包括一個(gè)液壓泵和兩個(gè)液壓千斤頂。液壓千斤頂?shù)男吞?hào)和尺寸按彈簧隔振器的型號(hào)確定。在釋放預(yù)壓縮的彈簧隔振器之前，要重新測(cè)量一遍所有基準(zhǔn)點(diǎn)處的高度并列表記錄。這些記錄通常是汽輪發(fā)電機(jī)組以后找正的基礎(chǔ)。

預(yù)壓縮的彈簧隔振器釋放以后，有些調(diào)平鋼板可能要拿掉。要拿掉的調(diào)平鋼板的數(shù)量和厚度，取決于因安裝需要而施加的初始附加預(yù)壓縮量、以及彈簧隔振器釋放后汽輪發(fā)電機(jī)組臺(tái)座高度的變化，汽輪發(fā)電機(jī)組軸系對(duì)中以及兩端仰度是否符合設(shè)計(jì)值為準(zhǔn)。為此，在彈簧隔振器的整個(gè)釋放過(guò)程中，全部基準(zhǔn)點(diǎn)處，都要對(duì)彈簧隔振器的高度進(jìn)行規(guī)則的測(cè)量。最后，預(yù)壓縮用的螺母要擰松到預(yù)壓縮螺栓的最底部。

4、結(jié)語(yǔ)

與常規(guī)汽機(jī)基礎(chǔ)施工相比，采用彈簧隔振技術(shù)進(jìn)行具有明顯的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，因此其在工程中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。本工程汽機(jī)基礎(chǔ)采用彈簧隔振系統(tǒng)可為今后類(lèi)似工程施工提供借鑒。