探討鍋筒卸車方案

文春鴻

摘要： 鍋筒是水管鍋爐中用以進(jìn)行汽水分離和蒸汽凈化，組成水循環(huán)回路并蓄存鍋水的筒形壓力容器，又稱汽包，屬于火力發(fā)電安裝工程中，鍋爐房單件最大、最長、最重設(shè)備。鍋筒卸車方案的優(yōu)劣，直接影響鍋筒的設(shè)備安全、體現(xiàn)安裝公司整體實(shí)力。鍋筒卸車方案的選用，主要受到現(xiàn)場的吊車機(jī)具、場地、設(shè)備特點(diǎn)等具體情況約束?，F(xiàn)就鄂爾多斯市綠能光電有限公司2×350MW機(jī)組發(fā)電工程1#鍋爐鍋筒的卸車方案進(jìn)行闡述如下。

Abstract： The boiler drum is cylindrical pressure vessel，and is used for steam-water separation and steam purification， can build water circulation circuit and storage water， belonging to the longest， largest single， most heavy equipment in the thermal power plant installation. The quality of the cylinder unloading scheme has a direct impact on the safety of the drum， and can reflect the overall strength of the installation company. The choice of the unloading scheme is mainly restricted by the specific situation of the crane equipment， site and equipment characteristics etc.. Now， 1# boiler drum unloading process of the 2 * 350MW units power project in Ordos GEPL Co.，Ltd. is described as follows.

關(guān)鍵詞： 火力發(fā)電廠安裝；鍋筒；卸車；施工方案

Key words： thermal power plant installation；boiler drum；unloading；construction scheme

中圖分類號(hào)：TK223.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）16-0159-02

1 概況

1.1 工程概況

鄂爾多斯市綠能光電有限公司動(dòng)力車間2×350MW機(jī)組發(fā)電工程，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)制造，亞臨界參數(shù)。鍋爐型號(hào)： HG-1250/17.5-YM。鍋筒外形尺寸為21982（長）×2518（寬）×2901（高）（mm），壁厚145mm，凈重量為167噸，臨時(shí)支座、附件重量為4噸，卸車重量為171噸。

1.2 現(xiàn)場大型機(jī)械配置情況

1臺(tái)神鋼7350履帶吊：作為主力吊車，工程前期負(fù)責(zé)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)及空預(yù)器安裝工作；1臺(tái)QUY50A履帶吊：作為輔助吊車，用于設(shè)備倒運(yùn)、地面準(zhǔn)備工作。

1.3 現(xiàn)場情況

鍋筒運(yùn)輸?shù)竭_(dá)施工現(xiàn)場時(shí)，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝至4層2段，還有2層3段鋼結(jié)構(gòu)未安裝，鍋筒吊裝系統(tǒng)無法布置，無法利用鍋筒吊裝系統(tǒng)進(jìn)行鍋筒卸車工作。主力吊車神鋼7350履帶吊正在負(fù)責(zé)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)及空預(yù)器安裝工作，若用于鍋筒卸車，需換吊車工況，且不能一次卸車至指定位置，會(huì)影響鋼結(jié)構(gòu)安裝工作，影響整體工期。

2 鍋筒卸車方案確定

根據(jù)以往鍋筒卸車的方案以及現(xiàn)場的施工環(huán)境，擬定5種卸車方案如表1所示。綜合5種卸車方案利弊及現(xiàn)場施工環(huán)境分析，擬采用千斤頂、頂升扁擔(dān)和頂升支架配合卸車。

3 鍋筒卸車時(shí)工器具準(zhǔn)備

3.1 鍋筒卸車需要工器具：

100噸螺旋千斤頂4臺(tái)；頂升支架2套（現(xiàn)場加工）；頂升扁擔(dān)1件（現(xiàn)場加工）；枕木300根；1000mm×1000mm×20mm鋼板2塊；3噸倒鏈2臺(tái)；？準(zhǔn)17.5鋼絲繩頭4根。

3.2 相關(guān)工具的制作：

①頂升支架制作。頂升支架采用20mm鋼板和219*10mm的無縫鋼管制作，共制作2套，制作尺寸見圖1。②頂升扁擔(dān)制作。頂升扁擔(dān)采用30mm的鋼板進(jìn)行制作，圓弧采用20mm鋼板制作，尺寸見圖2。

4 鍋筒卸車方案

①鍋筒在運(yùn)輸時(shí)，為了運(yùn)輸方便，在鍋筒下設(shè)置了兩個(gè)支座，爐左側(cè)支座距鍋筒中心距離為3m，爐右側(cè)支座距鍋筒中心距離為5m。

②鍋筒運(yùn)輸車從爐右側(cè)倒車進(jìn)出爐膛至指定的卸車位置，使鍋筒中心與鍋爐對(duì)稱中心重合。

③在鍋筒爐左側(cè)，距鍋筒中心線4.4m處，利用千斤頂和頂升扁擔(dān)將鍋筒爐左側(cè)頂起，使?fàn)t左側(cè)支座懸空。在爐左距鍋筒中心線6.8m處布置枕木垛（地面上），將爐左側(cè)支座拆除，放置在枕木垛上，降落千斤頂，使鍋筒降落在爐左側(cè)支座上。

④在鍋筒爐右側(cè)，距鍋筒中心線4.4m處，利用千斤頂和頂升扁擔(dān)將鍋筒爐右側(cè)頂起，使?fàn)t右側(cè)支座懸空，將鍋筒運(yùn)輸車開出爐膛。在爐右距鍋筒中心線6.8m處布置枕木垛（地面上），將爐右側(cè)支座拆除，放置在枕木垛上，降落千斤頂，使鍋筒降落在爐右側(cè)支座上，完成卸車任務(wù)。

5 鍋筒卸車制作工具強(qiáng)度校核

5.1 頂升扁擔(dān)強(qiáng)度校核

鍋筒卸車噸位為171噸，考慮安全系數(shù)，按180噸進(jìn)行校核計(jì)算。

①頂升扁擔(dān)第一次架設(shè)位置在爐左側(cè)，距鍋筒中心線4.4m處，如圖3所示。

頂升扁擔(dān)受力為：F=180×5/（5+4.4）=95.8噸

爐右支座受力為：F=84.2噸

②頂升扁擔(dān)第二次架設(shè)位置在爐右側(cè)，距鍋筒中心線4.4m處，如圖4所示。

頂升扁擔(dān)受力為：F=180×6.8/（6.8+4.4）=109.3噸

爐左支座受力為：F=70.7噸

③根據(jù)①和②，頂升扁擔(dān)承力數(shù)據(jù)分析知，頂升扁擔(dān)的最大受力為109.3噸。考慮安全系數(shù)1.1倍，頂升扁擔(dān)的受力以120噸計(jì)算，受力如圖5所示。

頂升扁擔(dān)在1223mm的距中位置處均衡受力，兩千斤頂之間的距離為3850mm。校核時(shí)，均衡受力的距離以1200mm，兩支點(diǎn)間距離以4000mm計(jì)算，需要校核頂升扁擔(dān)彎曲應(yīng)力σ1是否小于Q235B鋼材許應(yīng)彎曲應(yīng)力（σ1）。

彎曲應(yīng)力：σ1=M/W

最大彎矩為：M=FL（2-B/L）/8

抗彎截面系數(shù)為：W= Ix/（a/2）

頂升扁擔(dān)抗扭慣性矩為：Ix=2.25（a/2）4

公式中：F=120噸=1.2×106N；L=4m；B=1.2m；a=300mm。

得：σ1=134.32MPa<（σ1）=235MPa，符合要求。

5.2 頂升支架強(qiáng)度的校核

頂升支架配合千斤頂和頂升扁擔(dān)使用，頂升扁擔(dān)最大受力為120噸，頂升支架單個(gè)受力為120/2=60噸。每個(gè)頂升支架由兩塊δ20mm的鋼板和三根？準(zhǔn)219*10mm的無縫鋼管制成，每根？準(zhǔn)219*10mm的無縫鋼管承受力為60/3=20噸，長度860mm，需校核無縫鋼管受壓應(yīng)力σ2是否小于20鋼材許應(yīng)應(yīng)力（σ2）。

圓管的長細(xì)比：λ=μL/i

慣性半徑：i=（I/A）1/2

極慣性矩：I=π（D4-d4）/32

公式中：π=3.14；D=21.9 cm；d=19.9 cm；

A=π（D2-d2）/4=65.62 cm2；μ=0.5；L=86 cm。

得：λ=4.11<λS=60，所以屬于粗短桿。

受壓應(yīng)力：σ2=N/A

公式中：N =20噸；A=π（D/2）2-π（d/2）2=65.66 cm2。

得：σ2=30.46MPa<[σ2]131MPa，符合要求。

6 實(shí)踐效果

綠能光電1#鍋爐鍋筒卸車工作歷時(shí)4個(gè)小時(shí)，整個(gè)卸車過程順利，圓滿完成鍋筒卸車作業(yè)。

本文僅僅通過對(duì)綠能光電1#鍋爐鍋筒卸車過程進(jìn)行理論分析和計(jì)算，是建立在現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)的，主要體現(xiàn)出思維的靈活性，對(duì)其他工程具有借鑒的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司提供鋼架、鍋筒圖紙及鍋筒安裝說明書.

[2]許本安，李秀治，主編.材料力學(xué)[M].上海交通大學(xué)出版社.

[3]羅迎社，喻小明，主編.工程力學(xué)[M].北京大學(xué)出版社.

[4]樊兆馥，編著.重型設(shè)備吊裝手冊(cè)[M].二版.北京冶金工業(yè)出版社.