火力發(fā)電廠鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝控制重點(diǎn)分析

龔小坤 倪筱莉

摘 要：鍋爐是火電廠的重要主機(jī)。在火力發(fā)電廠建設(shè)施工中，若不注意鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量，會(huì)影響鍋爐的性能，造成發(fā)電過(guò)程中能源消耗過(guò)大，火電廠運(yùn)營(yíng)成本失控，最終導(dǎo)致火電廠出現(xiàn)運(yùn)營(yíng)虧損。為此，本文將詳細(xì)闡述火電廠鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝環(huán)節(jié)上的各個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題，以期提高鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量，提升火電廠建設(shè)施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；鍋爐；鋼結(jié)構(gòu)；安裝；重點(diǎn)

任何人工發(fā)電，都必須解決如何變機(jī)械能為電能的問(wèn)題。水力發(fā)電依靠江河的流量提供旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)所需的機(jī)械能，但要受到地域、季節(jié)、氣候反常、降雨量的限制；而火力發(fā)電則依靠煤炭燃燒的化學(xué)能間接提供旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)所需的機(jī)械能，不受地域、季節(jié)、氣候變化、降雨量的限制，是我國(guó)電力生產(chǎn)的主力[1]。

鍋爐是火電廠三大主機(jī)之一。在火電生產(chǎn)中，鍋爐的任務(wù)是通過(guò)不斷燃燒煤炭加熱水，不停生產(chǎn)出具有一定溫度、壓力、數(shù)量的水蒸汽（變化學(xué)能為熱能），推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)（變熱能為機(jī)械能），再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電（變機(jī)械能為電能）?！@三次能量轉(zhuǎn)換過(guò)程環(huán)環(huán)相扣，在每一個(gè)環(huán)節(jié)上都存在著能量損耗，其中鍋爐熱損失約占其能量損失的46%。

只有在建設(shè)施工時(shí)做好鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝，保證鍋爐的密封性和保溫性，才能減少鍋爐熱損失，節(jié)約火電生產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)成本。

1 鍋爐及鍋爐鋼結(jié)構(gòu)

火電廠鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由鍋爐本體、汽水系統(tǒng)（包括受熱面、汽包、連接管道等）、輔機(jī)（包括送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等）、附件組成。

鍋爐鋼結(jié)構(gòu)是鍋爐本體的支撐構(gòu)架，它承受著鍋爐本體、爐墻、受熱面、連接管道、蒸汽及附件的全部重量，決定鍋爐本體的外形。鍋爐鋼架結(jié)構(gòu)由立柱、橫梁、水平支撐、垂直支撐、頂板組成。其中，關(guān)鍵構(gòu)件是立柱與橫梁。爐頂鋼架由主梁、次梁、支吊梁組成。由于鍋爐受熱面懸掛在爐頂鋼架上，所以爐頂鋼架必須具有一定的強(qiáng)度、剛性，必須能夠長(zhǎng)期承重、長(zhǎng)期經(jīng)受熱膨脹、振動(dòng)而不變形（或?qū)⒆冃慰刂圃诳梢越邮艿姆秶鷥?nèi)），所以其材料一般選用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，如Q235、Q345、15CrMo等。

2 鋼結(jié)構(gòu)安裝中的各個(gè)重點(diǎn)

2.1 安裝立柱

在安裝立柱時(shí)，上下立柱必須緊密銜接，它們之間還要有75%以上的接觸面積，以保證鋼結(jié)構(gòu)受力性能。但由于一些立柱的斷面不平整、不光滑（這通常是由于制造廠機(jī)銑工藝不規(guī)范造成的），導(dǎo)致安裝后各層立柱無(wú)法緊密相連，在上下立柱間的接觸面上留下很大的縫隙，而現(xiàn)場(chǎng)又找不到設(shè)備對(duì)斷面進(jìn)行加工處理[2]。

因此，應(yīng)按照從下至上的順序一次性安裝全部立柱，逐層作業(yè)，直至安裝爐頂主梁。待爐頂主梁安裝完畢后，再回頭檢查各層立柱間的縫隙。由于下層立柱承受上層立柱的重量，會(huì)在擠壓下發(fā)生沉降，壓縮立柱間的縫隙（可以將縫隙高度壓縮到一兩毫米甚至完全消失）。這時(shí)，只需要填充墊片就可以解決這些縫隙。填充墊片前要精確測(cè)量縫隙的高度，若縫隙高度在0.7毫米左右，填充進(jìn)一個(gè)0.5毫米厚度的墊片；若縫隙高度在2毫米左右，填充進(jìn)一個(gè)1.5毫米厚度的墊片，這樣就可以保證上下立柱受力穩(wěn)定。

2.2 安裝連接板

由于鋼結(jié)構(gòu)各層立柱承載的負(fù)荷各不相同，因此各層立柱的截面會(huì)逐漸收縮。連接不同截面的立柱時(shí)，上下層立柱的外側(cè)面不在一個(gè)平面上，需要給上層立柱的連接板上加裝梳形板，才能保證連接板與上下立柱間無(wú)縫隙。

但是，連接板、梳形板、立柱都是分別制造的，因此梳形板的厚度往往出現(xiàn)偏大或偏小的誤差。梳形板厚度較小，就不能讓連接板貼緊上層立柱，在上層立柱與連接板之間留下間隙；梳形板厚度較大，就不能讓連接板貼緊下層立柱，在下層立柱與連接板之間留下間隙；如果不顧這些間隙直接緊固高強(qiáng)螺絲，就會(huì)在連接板與立柱間造成空腔。但這些間隙通常在0.5毫米～2毫米之間，可以先填充厚度適當(dāng)?shù)膲|片，再緊固高強(qiáng)螺柱，這樣就可以保證連接板與上下立柱間無(wú)縫隙。

2.3 安裝多段斜撐

在安裝鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，有時(shí)會(huì)把一層鋼結(jié)構(gòu)分成三、四段，每段鋼結(jié)構(gòu)之間采用多段斜撐結(jié)構(gòu)連接。這些斜撐結(jié)構(gòu)有一定的傾斜角度，兩端固定于橫梁，可以加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但安裝斜撐時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)斜撐過(guò)長(zhǎng)，不能穿過(guò)橫梁；或斜撐稍短，不能連接到橫梁上。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，這一般是由于大跨度的橫梁出現(xiàn)下?lián)匣蛏蠐显斐傻?，與斜撐的設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)。

針對(duì)這種情況，需要校正橫梁。要尋找每根橫梁撓度最大的位置，在這些部位上安裝上抱箍，再用電動(dòng)葫蘆校正每根橫梁的撓度直到恢復(fù)水平位置，撓度誤差控制在正負(fù)5毫米之間。這樣就可以順利安裝多段斜撐。

2.4 緊固高強(qiáng)螺栓

高強(qiáng)螺栓由高強(qiáng)度鋼打造，耐疲勞、抗拉強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)特殊、承受載荷大，用它們連接鋼結(jié)構(gòu)，施工方便，傳力均勻，還能大大提高鋼結(jié)構(gòu)連接后的穩(wěn)定性和承載性能。

但在鋼結(jié)構(gòu)連接完成后，一些節(jié)點(diǎn)上會(huì)出現(xiàn)部分高強(qiáng)螺栓沒(méi)有完全終緊的情況（差0.5個(gè)絲扣～1個(gè)絲扣）。這通常是由于作業(yè)順序不正確造成的。緊固每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的高強(qiáng)螺栓（它們的數(shù)量在12～80顆之間，呈矩形分布在節(jié)點(diǎn)上），正確的作業(yè)順序是：要先從中心開始擰，再向四周擰，而且得對(duì)稱擰螺栓，保證緊固力均勻分布；否則螺栓就會(huì)出現(xiàn)終緊度誤差——擰完最后的螺栓，緊固力卻讓前面的螺栓松動(dòng)了；擰完四周的螺栓，緊固力卻讓中間的螺栓松動(dòng)了。

因此，緊固高強(qiáng)螺栓必須嚴(yán)格按照正確的作業(yè)順序進(jìn)行，而且還得注意整體作業(yè)的順序：先緊固立柱，再緊固橫梁；先緊固腹板，再緊固翼板；同一根節(jié)柱，要先緊固它上部的節(jié)點(diǎn)，再緊固它下部的節(jié)點(diǎn)，最后緊固它中間的節(jié)點(diǎn)[3]。矩形高強(qiáng)度螺栓，必須擰三次；每個(gè)螺栓的初緊、終緊，必須在一天內(nèi)完成；鋼結(jié)構(gòu)連接完成后，還必須用扭力扳手檢查每一個(gè)螺栓，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，立即返工，確保鋼結(jié)構(gòu)整體框架萬(wàn)無(wú)一失。

2.5 控制鋼結(jié)構(gòu)整體標(biāo)高

由于當(dāng)前立柱的制作缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、精確化，因此，每一根立柱的高度都存在一些偏差（大約在正負(fù)5毫米之內(nèi)）。單獨(dú)來(lái)看，問(wèn)題不大；但多層立柱組裝累積之后，就會(huì)讓鋼結(jié)構(gòu)整體標(biāo)高出現(xiàn)較大的誤差（當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)為8層時(shí)，誤差可達(dá)正負(fù)40毫米）。這會(huì)導(dǎo)致受熱面不能正確定位，繼而影響傳熱與鍋爐性能?！酥猓翡摿⒅胖貌划?dāng)，吊裝不合理、現(xiàn)場(chǎng)溫度過(guò)高，也可能造成它的變形彎曲，最終導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)整體標(biāo)高出現(xiàn)誤差。

因此，在安裝鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，必須做好鋼立柱的保護(hù)，嚴(yán)禁亂堆亂放互相擠壓，防止它們發(fā)生擠壓變形；吊裝鋼立柱時(shí)，必須控制好起吊和旋轉(zhuǎn)半徑；發(fā)現(xiàn)變形，必須及時(shí)處理?！l(fā)現(xiàn)多層立柱組裝之后出現(xiàn)累積偏差，則必須立即聯(lián)系生產(chǎn)廠家，與生產(chǎn)廠家的工程師現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)誤差，再根據(jù)這些實(shí)際的誤差值重新設(shè)計(jì)、制造、組裝新的鋼立柱，把鋼結(jié)構(gòu)整體標(biāo)高控制在設(shè)計(jì)標(biāo)高之內(nèi)。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)火電經(jīng)營(yíng)困難，這就要求我們必須著眼火電建設(shè)、生產(chǎn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，實(shí)行全過(guò)程管理，提升火電事業(yè)的質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)是鍋爐的核心構(gòu)架，控制好鋼結(jié)構(gòu)安裝上的各個(gè)重點(diǎn)，可以有效降低火電生產(chǎn)能耗，節(jié)約火電廠運(yùn)營(yíng)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鵬，李春雷.鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量通病防治措施[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（02）：90.

[2]柳明，任杰.鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量通病防治措施[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2017，7（16）：84-86.

[3]魏學(xué)杰. 火力發(fā)電廠鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)研究[A]. 《智能城市》雜志社、美中期刊學(xué)術(shù)交流協(xié)會(huì).2016智能城市與信息化建設(shè)國(guó)際學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集V[C].《智能城市》雜志社、美中期刊學(xué)術(shù)交流協(xié)會(huì)：，2016：1.

作者簡(jiǎn)介：

龔小坤（1987.4-），漢族，男，四川，大專，助理工程師，研究方向?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)、項(xiàng)目管理。