火力發(fā)電廠塔式鍋爐鋼架安裝技術(shù)

劉永陽(yáng)

(山東電力建設(shè)第一工程公司,山東濟(jì)南 250131)

火力發(fā)電廠塔式鍋爐鋼架安裝技術(shù)

劉永陽(yáng)

(山東電力建設(shè)第一工程公司,山東濟(jì)南 250131)

以某電廠百萬(wàn)機(jī)組工程為例,介紹了塔式鍋爐鋼架安裝的技術(shù)特點(diǎn)與安裝方法,并提供了相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù),為類似的施工項(xiàng)目提供借鑒。

1000MW機(jī)組 塔式鍋爐鋼架 安裝 技術(shù)

1 引言

某電廠百萬(wàn)機(jī)組鍋爐爐型為塔式鍋爐，鍋爐本體鋼架為全鋼結(jié)構(gòu)。其塔式鍋爐鋼結(jié)構(gòu)主要由筒式框架(主鋼架)、大板梁和爐頂桁架、鍋爐兩側(cè)輔鋼架、爐前輔鋼架、鋼平臺(tái)和脫硝空預(yù)器鋼架六個(gè)部分組成。主鋼架是鍋爐的主要受力結(jié)構(gòu)，其不但承受垂直力，又是傳遞水平力的主要結(jié)構(gòu)。主鋼架自己組成一個(gè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，兩側(cè)輔鋼架、爐前輔鋼架和鋼平臺(tái)依附在主鋼架上。塔式鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的安裝是一個(gè)新的課題，現(xiàn)進(jìn)行介紹相關(guān)的安裝技術(shù)與工藝。

2 施工方法

鋼架吊裝采用分層、分段，平臺(tái)、爬梯同步安裝的方式，安裝順序?yàn)?基礎(chǔ)劃線→柱底板安裝→主立柱安裝→主立柱連接橫梁和垂直支撐安裝→輔鋼架立柱安裝→連接橫梁及垂直支撐安裝→小梁及水平撐安裝→平臺(tái)扶梯安裝。

在完成設(shè)備的檢查、清點(diǎn)編號(hào)和基礎(chǔ)劃線及柱底板安裝后開始進(jìn)行鋼架的安裝工作。

2.1 鋼架安裝

2.1.1 第一層主鋼架及爐左輔鋼架安裝

(1)鋼架卸車和準(zhǔn)備。第一層鋼架吊裝使用M2250履帶吊卸車和吊裝，M2250履帶吊從爐右BF-BJ之間進(jìn)入鍋爐主立柱圍成的區(qū)域進(jìn)行卸車和吊裝作業(yè)，第一層鍋爐鋼架主立柱和主立柱連接橫梁、垂撐到貨后，直接在吊裝現(xiàn)場(chǎng)卸車，其他輔鋼架卸于設(shè)備存放區(qū)，用龍門吊或汽車吊卸車，提前檢查編號(hào)和做方向標(biāo)識(shí)，根據(jù)吊裝順序逐步運(yùn)至吊裝現(xiàn)場(chǎng)。

(2)安裝順序。從BF-B42．2立柱開始按順時(shí)針方向依次吊裝，同時(shí)，由于履帶吊在爐膛內(nèi)側(cè)，按順時(shí)針方向吊裝的同時(shí)，應(yīng)先考慮吊裝外側(cè)輔鋼架立柱和橫梁，以防內(nèi)側(cè)主鋼架立柱和橫梁就位后造成抗桿，外側(cè)鋼架不能就位。吊完立柱后及時(shí)吊裝其與相鄰立柱之間的連接橫梁和垂撐，以便及時(shí)組合成框，保證已吊鋼架的穩(wěn)定性。重量最大件為爐前BF-B10．2、BF-B42．2最下層立柱，重量121．2t，吊裝時(shí)選用M2250履帶吊39．6m主臂工況，回轉(zhuǎn)半徑12m，最大起吊重量138t，滿足吊裝要求。

(3)立柱安裝。箱型主立柱內(nèi)側(cè)已設(shè)計(jì)爬梯，吊裝前在爬梯旁掛防墜繩以保證施工安全，輔鋼架通過立柱上端螺栓孔固定軟爬梯，掛好防墜繩并安裝立柱起吊耳，穿裝螺栓時(shí)必須與起吊耳上的孔數(shù)相對(duì)應(yīng)。用M2250履帶吊吊裝立柱就位，就位過程中選用39．6m主臂工況，就位回轉(zhuǎn)半徑12米，鋼絲繩選用一對(duì)φ64mm鋼絲繩每根2股，就位后吊車松鉤。第一層立柱吊裝就位后，將立柱上的1m標(biāo)高線與建筑單位提供的1m標(biāo)高線進(jìn)行比對(duì)和調(diào)整，調(diào)整完成后在立柱上進(jìn)行明顯的標(biāo)識(shí)。

(4)設(shè)備連接件安裝。主鋼架兩層立柱通過箱型立柱內(nèi)側(cè)的法蘭穿高強(qiáng)螺栓連接，輔鋼架兩層立柱之間的連接板帶在上層立柱的下端，起吊時(shí)連接螺栓不要擰緊，就位到安裝位置，與下層立柱對(duì)齊后，再將螺栓擰緊。

(5)垂直支撐安裝。垂直支撐出廠前已焊接吊裝吊耳，現(xiàn)場(chǎng)制作吊裝專用“C”形工具用于躲避垂撐正上方的橫梁，吊裝每根垂撐時(shí)，提前計(jì)算垂撐就位位置吊耳距梁中心的高度，對(duì)應(yīng)固定“C”型吊具。用吊車將垂直支撐吊到位，加好垂直支撐與立柱連接板之間的墊板，穿裝支撐與立柱的連接螺栓。

(6)橫梁安裝。將橫梁吊放到位(注意橫梁的安裝方向)，穿裝螺栓，用手帶緊后松鉤。對(duì)于通過立柱腹板或橫梁腹板連接的兩根橫梁，吊裝第一根時(shí)可以先用限位銷(小梁不少于兩個(gè)，大梁不少于4個(gè))固定并穿裝不少于總數(shù)的1/3個(gè)螺栓(且不少于2個(gè))，在第二根橫梁基本到位時(shí)方可卸掉螺栓，對(duì)齊螺孔后穿裝連接螺栓，拆除限位銷。

(7)水平支撐安裝。在每個(gè)框架內(nèi)橫梁安裝后及時(shí)安裝水平支撐，吊裝前在地面將兩端的連接板帶在水平支撐上，螺栓不要擰緊，標(biāo)明方向。支撐吊裝到位后，穿裝連接板與橫梁或立柱的連接螺栓，均勻受力后松鉤。

2.1.2 第二層～第六層鋼架吊裝

第二層～第六層主鋼架及爐右、爐前輔鋼架吊裝使用FZQ2520/150t和FZQ2200/120塔吊主吊，爐后輔鋼架待FZQ2200塔吊拆除后用M2250履帶吊吊裝。主鋼架吊裝期間FZQ2520塔吊布置在鍋爐爐膛內(nèi)BF軸線后7．5m、鍋爐縱向中心線上，選擇主臂最大回轉(zhuǎn)半徑50m工況。塔身初始安裝高度21．68m，隨著爐架的升高而升高，爐前主立柱、爐前、爐右、爐左主鋼架橫梁均在其20米回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，塔吊最大起吊重量125t，重量最大件124t，滿足吊裝要求。FZQ2200型附著自升式塔式起重機(jī)布置在#6鍋爐縱向中心線上、鍋爐主鋼結(jié)構(gòu)BJ軸線后7．5m處。BJ軸線的主立柱和連接橫梁均在其18m回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，吊車最大起吊重量為120t，鋼架重量最大件為立柱BJ-10．2-4，重117t，滿足吊裝要求。M2250履帶吊配合兩臺(tái)塔吊進(jìn)行立柱起立等輔助工作。每層鋼架安裝時(shí)，兩臺(tái)主吊機(jī)械同時(shí)施工，分別主吊爐前爐、爐后鋼架，均從爐右至爐左依次吊裝，立柱吊裝后及時(shí)安裝連接橫梁以保證鋼架的穩(wěn)定性。輔鋼架立柱、橫梁、垂直支撐、水平支撐、連接件安裝流程及注意事項(xiàng)見以上序號(hào)(3)～(7)。

圖1

2.2 鋼架找正

在第一層鋼架吊裝過程中，通過調(diào)節(jié)地腳螺栓上的調(diào)節(jié)螺母將立柱1m標(biāo)高線與建筑專業(yè)提供的1m標(biāo)高線對(duì)齊，其他各層在吊裝過程中(主柱)或吊裝就位完后(輔鋼結(jié)構(gòu)立柱)，用經(jīng)緯儀測(cè)量各立柱的垂直度，通過纜風(fēng)繩上的葫蘆把立柱調(diào)到垂直。在柱頂找出其中心，用鋼卷尺測(cè)量各立柱間的間距和對(duì)角線，通過測(cè)量的數(shù)據(jù)找出偏差較大的，通過在橫梁和立柱間加減墊板來調(diào)整柱間距，對(duì)角線偏差較大的可在兩立柱間掛葫蘆來調(diào)整。檢查各驗(yàn)收點(diǎn)合格后，緊固螺栓。復(fù)測(cè)各尺寸符合要求后調(diào)整結(jié)束。

2.3 螺栓安裝

本工程使用扭剪型高強(qiáng)度螺栓，安裝時(shí)嚴(yán)禁強(qiáng)行穿入螺栓，連接處的螺栓緊固應(yīng)按一定順序施擰，應(yīng)由螺栓群中央順序向外擰緊，先初緊，再終緊，直至擰掉螺栓尾部梅花頭。

2.4 平臺(tái)爬梯施工各層的平臺(tái)欄桿在鋼架安裝完畢后，進(jìn)行柵格板的鋪設(shè)和欄桿的安裝。爬梯應(yīng)隨著鋼架的逐步吊裝隨時(shí)就位，以保證施工通道的順暢。

(1)設(shè)備檢查。吊裝前復(fù)查設(shè)備外觀尺寸是否與圖紙尺寸相符，制造誤差是否超標(biāo)，若發(fā)現(xiàn)欄桿等設(shè)備有缺陷，如欄桿有彎曲現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)糾正措施進(jìn)行校正。隨著每層鋼架的安裝，及時(shí)將平臺(tái)扶梯就位并進(jìn)行固定。

(2)格柵采用焊接固定。格柵的受力扁鋼方向，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙安裝，不得任意調(diào)轉(zhuǎn)安裝方向。格柵的邊緣與鋼結(jié)構(gòu)立柱等的連接處應(yīng)保持一定的安裝間隙，一般為25mm。嚴(yán)格按格柵布置圖安裝，嚴(yán)禁挪用其他位置的格柵。凡管道穿過柵格板開孔處，在現(xiàn)場(chǎng)切割(考慮管道的保溫厚度及膨脹空間)，并用4×130的扁鋼加固在柵格板被切割周圍。柵格板之間的最大間隙不大于10mm，柵格支撐在型鋼上的寬度不小于25mm。

平臺(tái)安裝的一般流程:設(shè)備檢查→吊裝→調(diào)整就位焊接。

3 主梁吊耳強(qiáng)度計(jì)算

本項(xiàng)目需要進(jìn)行主柱吊耳強(qiáng)度、主梁吊耳強(qiáng)度、主垂撐吊耳強(qiáng)度以及鋼絲繩的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，此處僅列舉主梁吊耳強(qiáng)度計(jì)算提供參考。(如圖1)

主梁1EB1002重量為61．845t，是所有主梁中重量最大的一件(不包含頂端桁梁，頂端桁梁吊裝另行編制)，所以選擇主梁1EB1002來進(jìn)行吊裝吊耳強(qiáng)度的校核。主梁自重61．845t，起吊重量62．7t(包括安全繩、鋼絲繩、卡環(huán)等共0．8t)。4個(gè)吊點(diǎn)均勻受力，通過負(fù)荷分配計(jì)算，每個(gè)吊點(diǎn)受力15．7t，按16t計(jì)算。

吊耳選用Q345，厚度δ=30mm。其σs=345MPa，取1．5倍的安全系數(shù)，其許用拉應(yīng)力[σ]=230MPa，許用剪應(yīng)力[τ]=0．6[σ]=138MPa。

計(jì)算選吊耳承力最薄弱的點(diǎn)。吊耳孔兩側(cè)拉應(yīng)力:σb-b= F×1000×g/[(2L-2r)×δ]=16×1000×9．8/[(280-80)×30]=26．1MPa＜230MPa。

抗剪切截面:τa-a=F×1000×g/(R-r)×δ]= 16×1000×9．8/[(140-40)×30]=52．3MPa＜138MPa。

吊耳焊縫強(qiáng)度計(jì)算:=F/S=16×1000×9．8/(420×30×0．7系數(shù))=17．8Mpa＜230MPa。

4 結(jié)語(yǔ)

塔式鍋爐鋼架安裝是一項(xiàng)新技術(shù)，要在施工前做好策劃工作并在施工活動(dòng)中逐漸完善相關(guān)措施，才能確保安全、高質(zhì)量的施工。