印度燃煤電廠660MW鍋爐大板梁吊裝施工研究

摘 要：燃煤電廠鍋爐大板梁吊裝方案各有特色，文章以印度TALWANDI3×660MW超臨界燃煤電廠為例，闡述了吊裝660MW鍋爐大板梁的方法。采用一臺600t履帶式起重機完成吊裝工作。

關(guān)鍵詞：鍋爐；大板梁；單機；吊裝

引言

隨著中國電建企業(yè)加入印度火電項目市場，印度國內(nèi)對電力的大量需求，電廠數(shù)量也再逐年增加。其火力發(fā)電廠單機容量也越來越大，鍋爐機組及其重要組成部件的重量和外形尺寸亦隨之增大。大板梁是鍋爐最重要的載荷載體，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的核心部件，其吊裝是火電項目施工中一個非常重要的里程碑節(jié)點。

1 板梁吊裝方法簡介

燃煤電廠鍋爐板梁吊裝方法分：單臺、兩臺或多臺機械吊裝。

如圖1所示，印度TALWANDI3×660MW火力發(fā)電廠使用的板梁吊裝起重機，為履帶式起重機（以下稱吊車）DEMAG.600T CC2800-1 SSL/LSL。

圖1 印度電廠板梁吊裝吊車

鍋爐大板梁吊裝多采用鍋爐后開口形式，吊車布置在爐后位置。將爐后鋼架緩裝，給吊車留出移動空間，待左、右側(cè)鋼結(jié)構(gòu)吊裝完畢，將板梁從爐后位置轉(zhuǎn)運到爐膛內(nèi)，所有板梁放置在爐后空地位置，然后再按照爐前至爐后順序轉(zhuǎn)運、吊裝。在板梁的吊裝過程中，穿插吊裝板梁與板梁之間的次梁，以保證板梁的整體穩(wěn)固性。

2 工程概況

印度TALWANDI項目同期建設(shè)3臺660MW燃煤機組，由山東電建一公司EPC總承包。由哈爾濱鍋爐廠設(shè)計并生產(chǎn)的HG2140/25.4-YM16型超臨界鍋爐，采用不帶再循環(huán)泵大氣擴容式啟動系統(tǒng)，四角切圓燃燒方式，24只煤粉燃燒器。由上海重型機械制造廠制造MGS-4760雙進雙出鋼球磨煤機，單臺出力100t/h，鍋爐在BMCR工況下，5運1備。

鍋爐板梁為疊梁形式，分別布置在J、K、L軸線，共6件，幾何尺寸28860mm×1800mm×3840mm。

3 板梁吊裝

3.1 方案介紹

本方案為鍋爐鋼結(jié)構(gòu)爐后開口形式，將吊車布置在開口處，吊車主臂工況102m，回轉(zhuǎn)半徑R=16～18m之間，R=16m時起吊負荷最大，負荷163t，吊車在爐后區(qū)域空間跑車；M250/250t吊車布置爐外側(cè)，配合板梁抵運后翻身。將板梁按照圖紙編號J、K、L，按照J梁組合件→K下梁→K上梁→L下梁→L上梁順序運輸至爐膛底部。將J梁上下兩件卸車至爐膛內(nèi)0m，呈一定角度擺放，使用吊車將上下梁組合。K、L上下梁不組合，單件吊裝。

3.2 前期準備

3.2.1 板梁檢查

對板梁外觀進行檢查，逐一復(fù)查主要尺寸是否與圖紙相符，如整體長度、高度、定位螺栓孔大小和孔距、加固肋板位置和數(shù)量是否正確，對板梁各位置的焊縫進行外觀檢查。復(fù)核板梁水平中心線進行，確認中心位置，吊裝吊耳焊接位置是否符合設(shè)計初衷。

3.2.2 板梁組合

如圖2所示，考慮到J板梁上下梁重量，可以在地面組合后再整體吊裝，減少高空安裝工作量，降低施工風(fēng)險，且組合后板梁和附件的重量135t，工況能滿足。組合時在地面鋪設(shè)枕木，上下板梁在枕木上組合。安裝結(jié)合面螺栓、連接板，檢查螺栓緊固力矩達到1000N·m，對板梁進行焊接。

圖2 J板梁地面組合

3.2.3 吊裝準備

J梁組合完畢后，按照疊梁的施工工序，將加固肋板、疊合面螺栓安裝緊固之后進行焊接。對上梁的吊裝吊耳著色檢查，確認焊縫嚴密，無裂紋。按照板梁安裝圖紙、爐頂鋼架布置圖，在J、K、L柱頭標記板梁安裝中心線，安裝板梁弧面墊鐵，確保其鐵膨脹方向符合圖紙。準備鋼絲繩77mm×20m一對，Φ52mm×18m一對。考慮次梁的吊裝，在每件上梁吊裝前，根據(jù)圖紙，在地面將圖紙上臨時標識，必須現(xiàn)場安裝的加固肋板割下，次梁安裝完后再安裝。

3.2.4 吊車工作

指定吊車行走道路，在每條走道上鋪設(shè)40mm厚度的鋼板，保證吊車安全移動和工作。根據(jù)600t吊車說明書，吊裝J板梁時需在600t吊車后加配重。吊裝前使用60t履帶吊給吊車加配重塊，以滿足機械超級起重工況。

3.2.5 安裝安全通道搭設(shè)

在地面將腳手架和安全網(wǎng)布置完畢，在板梁頂部安裝欄桿和保險繩，以滿足次梁吊裝和其他工作。在板梁的前后兩面，從底部鋪設(shè)安全兜底網(wǎng)。將一鋼爬梯跨在板梁頂部，以備吊裝完畢后解除繩索。

3.3 板梁吊裝過程

3.3.1 鋼絲繩連接

如圖3所示，J板梁組件吊裝使用一對Φ52mm×18m鋼絲繩，四股四用，分別與上梁腹板的4個吊耳連接，使用腹板吊耳吊裝板梁。在上梁翼緣板處，安放包角，保證鋼絲繩安全工作。確認鋼絲繩連接完畢后，在板梁左右側(cè)，各拉設(shè)一根150m長的溜繩，用以限制板梁不自由晃動。

3.3.2 動靜載荷及剎車試驗

板梁吊裝前的各項工作準備完畢，啟動吊車，將鋼絲繩由自由狀態(tài)升載荷至張緊狀態(tài)，解除所有與板梁相連接的防傾倒鏈條葫蘆，逐漸提升吊車載荷，直至將板梁提升至距離枕木200mm高時，保持起重機和板梁均靜止，檢查機車各傳動部件、起吊鋼絲繩和吊耳是否受力良好、有無異常。檢查無異，將板梁落至100mm高時剎車，檢查吊車剎車是否靈敏可靠。試驗完畢，提升板梁至高空。

3.3.3 調(diào)整板梁位置

在爐膛內(nèi)板梁需要按爐膛對角線方向才能提升，提升過程中，需要在各標高位置安排起重人員監(jiān)護板梁傾向角度。通過布置在板梁兩端的兩根150米溜繩調(diào)整，防止在突然起風(fēng)或者意外與爐架相碰后，調(diào)整板梁方向，保證不與鋼架發(fā)生碰撞。

3.3.4 板梁起吊

如圖4所示，板梁保持爐膛對角線狀態(tài)勻速上升，各區(qū)域起重人員密切關(guān)注板梁狀態(tài)、風(fēng)向、風(fēng)速，地面人員監(jiān)視起重機載荷狀態(tài)。

圖4 J板梁爐膛內(nèi)吊裝

3.3.5 板梁就位

如圖5所示，板梁超過柱頭標高300mm后，吊車停止提升，吊車向爐前跑車，直至板梁達到安裝位置正上方，停止跑車。機車緩慢落鉤，將板梁落在就位柱頭上。安裝柱頭固定螺栓，在板梁前后兩側(cè)各用5t鏈條葫蘆和鋼絲繩與構(gòu)架連接，固定板梁，防風(fēng)防傾斜。通過搭設(shè)在板梁上的鋼爬梯，解除板梁吊耳上的鋼絲繩和銷軸。

圖5 板梁就位

3.3.6 K、L板梁

K、L板梁單件吊裝。K下梁64t，K上梁84t，L下梁101t，L上梁129t。

3.3.7 K板梁下梁吊裝

如圖6所示，K、L板下梁卸車后，使用梁腹板上的吊耳吊裝。將上下疊梁的連接板固定在下梁上，疊梁用的安裝螺栓均勻放在前后下梁翼緣板上，鋪設(shè)兜底安全網(wǎng)和水平繩。在梁的兩側(cè)各拴一根150m長的溜繩，以便在板梁提升過程中及時調(diào)節(jié)梁的位置，保證提升過程的板梁可控制。

3.3.8 K板梁上梁吊裝

K板梁上梁到達工地后需要將板梁翻轉(zhuǎn)180度才能吊裝，因此吊裝前還需要進行翻身工作。翻身使用60t和M2250/250t兩車配合翻身。M2250/250t使用Φ77mm×20m的鋼絲繩捆住板梁，60t吊車則使用Φ52mm×18m鋼絲繩和連接卡環(huán)與吊耳連接翻身。上梁翻身完畢后，使用鋼絲繩與上梁吊耳相連接，進行吊裝。在吊裝最后兩件板梁之前，需要安裝J和K之間的次梁，以保證板梁的整體牢固性。

3.3.9 疊梁高空安裝

上梁吊裝至下梁正上方后，開始指揮吊車緩慢落鉤，直至結(jié)合面接觸。根據(jù)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，板梁撓度符合L/850mm。應(yīng)同時從板梁兩側(cè)向板梁中心安裝螺栓和連接板，一邊安裝一邊緊固，直至上下結(jié)合處的連接板、螺栓全部安裝完畢。重復(fù)螺栓緊固，也是由兩端向中心的工序，直至達到設(shè)計力矩1000N·m，檢查驗收后疊梁焊接。

3.3.10 L板梁吊裝

如圖7所示，L板梁吊裝工序和K梁工序一致，先下梁后上梁，在高空將上下梁的螺栓和連接板安裝完畢后焊接，之后安裝K和L之間的次梁，以保證板梁之間的牢固。板梁安裝完畢后，應(yīng)立即開始板梁與周圍鋼結(jié)構(gòu)的連接，逐步完善頂部鋼結(jié)構(gòu)，從而完成整體鋼結(jié)構(gòu)的吊裝工作。

圖7 L板梁上梁吊裝就位

4 吊裝經(jīng)驗總結(jié)

4.1 板梁翻身

板梁運輸?shù)浆F(xiàn)場后，上梁都需要翻身后才能吊裝。此過程是相當(dāng)重要的，本項目使用250t和60t兩臺機械抬吊翻身。通過機械一起一落，變換幅度和起落鉤子，將板梁放倒。而后僅通過250t吊車將上梁吊到豎直狀態(tài)。在將板梁放倒的過程，保證兩車不相碰撞是非常關(guān)鍵的。

4.2 吊車配重塊增減

在吊車開始承載時，使用60t吊車將600t配重塊裝上。直至板梁就位后，不能將負荷完全從吊車卸載，保持30%的載荷時，開始卸載吊車的配重塊。直至吊車配重塊卸載完，將吊車的負荷全部卸載。以保證吊車在超級起重工況下的安全。

4.3 板梁平移就位

板梁吊至空中后，全方位觀察在各標高層是否爐膛內(nèi)挑的鋼梁限制板梁，對此要及時使用溜繩對板梁進行控制，在控制的同時，必須保持板梁不能與吊車臂相碰，這個是絕對不能允許的。對天氣情況也要有所預(yù)測，防止高空突然刮起大風(fēng)，也需要用繩控制板梁的擺幅。

4.4 疊梁高空安裝

疊梁在安裝時，螺栓的安裝順序必須是同時從兩端到中間，逐次安裝和緊固，保證板梁撓度。在考慮次梁安裝前需要按照圖紙，在地面將圖紙上臨時標識為現(xiàn)場安裝的加固肋板割下，等次梁吊裝完后才能安裝。不然會出現(xiàn)因安裝空間不足，次梁無法安裝，再一次組織機械、勞力勢必造成返工。

5 分析及計算

5.1 負荷計算

按最重組合件板梁重量按134t，吊車吊點距離板梁中心各4m，起重機C2800-1 SSL/600t回轉(zhuǎn)半徑控制在16m-18m之內(nèi)，102m主臂工況加配重，回轉(zhuǎn)半徑16m，吊車載荷163t，鉤子、鋼絲繩、螺栓連接板計重135t，吊車負荷135t/163t=82.82%，滿足單車吊裝不超過90%安全標準。

5.2 鋼絲繩計算

在J、K、L板梁之中，J梁吊裝時的重量為135t，比其他板梁都要重。因此需要對鋼絲繩進行受力計算?？紤]一對Φ52mm×18m的鋼絲繩進行吊裝，單股最大受力F=135÷8÷COS（45/2）=18.2t。根據(jù)鋼絲繩標準，單股Φ52mm鋼絲繩可以起吊的安全重量22.5t>18.2t，鋼絲繩強度滿足要求。

5.3 吊耳受力計算

如圖8所示，板梁J、K、L上梁均在制造廠內(nèi)焊接了吊耳，最重件板梁重135t，四個吊點每點受33.75t。吊盤材質(zhì)選用Q345B， 其σs=345MPa，取1.5倍的安全系數(shù)，其[σ]=230MPa，[τ]=0.6[σ]=138MPa，其厚度δ=30mm。

抗拉伸截面：

σ=F×1000×g/[（L-d）×δ]=34×1000×9.8/[（0.3-0.1）×0.03]=55.5MPa<230MPa

抗剪切截面：

τ=F×1000×g/（d×δ）=34×1000×9.8/（0.1×0.03）=111MPa<138MPa

根據(jù)上述計算可以得出結(jié)論：吊耳板滿足要求。

6 結(jié)束語

燃煤電廠鍋爐板梁吊裝是一個重要節(jié)點同時也是一個里程碑項目，如何將板梁安全吊裝就位是工程管理人員需要著重考慮的課題。不論采用哪種方法，都要做好相應(yīng)方案和準備工作，考慮吊裝過程中可能遇到的問題并做好預(yù)案；鋼結(jié)構(gòu)、臨時設(shè)施及安全設(shè)施安裝完善，確保安全施工。

實踐證明，在印度TALWANDI3×660MW超臨界燃煤機組安裝工程中，采用600t履帶單機完成3臺鍋爐板梁的吊裝工作，彌補了因場地受限、機械布局受限問題而困擾板梁吊裝的難題。為以后660MW機組板梁吊裝建立了先例，而根據(jù)本項目的吊裝經(jīng)驗，提供可依據(jù)的技術(shù)數(shù)據(jù)來源。因此，該方案值得在類似項目推廣和使用。

參考文獻

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[3]DEMAG.600T CC2800-1.履帶式起重機說明書[Z] .

[4]中華人民共和國國家標注.GBT22395-2008.鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

作者簡介：曾亮（1983，11-），男，籍貫：四川，2008年畢業(yè)于山東建筑大學(xué)熱能動力專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，助理工程師，2008年7月進入山東電建一公司熱機工程部，曾參與聊城660MW項目、平頂山1000MW項目建設(shè)，現(xiàn)任印度TALWANDI3×660MW項目熱機工程公司專業(yè)工程師。