錦聯(lián)4×600MW電廠#3、#4機(jī)組除氧器吊裝探討

柯文　王宏彬

摘要：內(nèi)蒙古錦聯(lián)4×600MW電廠工程是新建的直接空冷燃煤機(jī)組，除氧器重達(dá)106t。文章從托運(yùn)軌道的設(shè)計(jì)、除氧器的吊裝托運(yùn)過(guò)程、吊裝鋼絲繩的選取、土建結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核等方面介紹了除氧器吊裝就位的過(guò)程。吊裝方案簡(jiǎn)單可行、易于施工、耗時(shí)短，實(shí)踐證明在除氧器拖引就位過(guò)程中，土建結(jié)構(gòu)強(qiáng)度完全能夠承受除氧器自重荷載。

關(guān)鍵詞：除氧器；電廠工程；直接空冷燃煤機(jī)組；托運(yùn)軌道；鋼絲繩；土建結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM621 文章編號(hào)：1009-2374（2015）33-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.032

1 概述

內(nèi)蒙古錦聯(lián)鋁材有限公司4×600MW電廠工程#3、#4機(jī)設(shè)計(jì)各安裝一臺(tái)內(nèi)置式臥式高壓除氧器，除氧器額定出力2050t/h，外形尺寸長(zhǎng)28636mm，高4727mm，直徑Φ4000mm，重106t。除氧布置在BC間24.97m平臺(tái)2與6軸線之間，其縱向中心距C排柱中心4.75m，橫向中心距1-11軸線中心4.5m，除氧水箱中心標(biāo)高約▽25.5m，除氧器中心標(biāo)高約▽30.95m，除氧水箱底部設(shè)計(jì)為3個(gè)鞍座式支撐，中間鞍座為固定鞍座，兩端鞍座為活動(dòng)鞍座，三個(gè)鞍座支墩分別位于3、4、5軸中心梁上。

2 吊裝方案

除氧水箱擬采用1臺(tái)250t履帶吊和1臺(tái)600t履帶吊配合，由#3主廠房固定端BC間穿入除氧間24.97m平臺(tái)拖運(yùn)就位。在BC間24.97m層1-9軸線處布置兩臺(tái)5t牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)，1-9軸線間鋪設(shè)2條滑道，作為除氧器的拖運(yùn)就位軌道，除氧器運(yùn)至BC間固定端軸線外，確定好安裝方向，用1臺(tái)250t履帶吊和1臺(tái)600t履帶吊配合將除氧水箱吊運(yùn)至24.97m使用卷?yè)P(yáng)牽引就位。由于#4機(jī)組除氧器也由固定端穿入并且#4機(jī)組除氧器平臺(tái)未形成，所以現(xiàn)將#4機(jī)組除氧器托運(yùn)至6-9線位置預(yù)存，吊裝方案同#3機(jī)組。

2.1 主要機(jī)具配置

主起吊設(shè)施：1臺(tái)600t履帶吊、1臺(tái)50t履帶吊。

拖引設(shè)備：2臺(tái)5t卷?yè)P(yáng)機(jī)、2臺(tái)20t雙滑輪組、4臺(tái)32t千斤頂、4臺(tái)5t手拉鏈葫蘆。

2.2 主要作業(yè)準(zhǔn)備

（1）固定端1軸外地面用碎石及砂土平整夯實(shí)，滿足除氧器運(yùn)輸拖車行走及站位、轉(zhuǎn)向要求；（2）除氧器靜態(tài)驗(yàn)收合格，設(shè)備表面無(wú)傷痕，管接口齊全；（3）施工用機(jī)械器具齊全，起重設(shè)備機(jī)具經(jīng)檢驗(yàn)試驗(yàn)合格；（4）主廠房結(jié)構(gòu)框架和除氧間24.97m平臺(tái)使用強(qiáng)度滿足吊裝要求，B-C間頂板封閉；（5）吊裝前3個(gè)支座與除氧器焊接完，臨時(shí)支腿安裝完。

2.3 施工作業(yè)流程

施工準(zhǔn)備→支座焊接→除氧層驗(yàn)收檢查→滑道布置→除氧器吊裝→除氧器吊裝就位→臨時(shí)設(shè)施拆除→除氧器找平找正→除氧器中間支座焊接→除氧器平臺(tái)及附件安裝。

2.4 吊裝方法及步驟

2.4.1 除氧器支座組合。在固定端組合除氧器與支座，首先量出除氧器兩支座間距離后用水準(zhǔn)儀找平，把除氧器支座放在找平的路面上，除氧器前后兩端滑動(dòng)支座作為滑動(dòng)牽引，在底座每側(cè)加寬600mm，以便拖運(yùn)時(shí)底座能夠在軌道上行走。在加寬底板底下焊接[16槽鋼，作為和滑軌接觸用的導(dǎo)向裝置。把除氧器吊至支座上，找正支座后直接焊接支座和除氧器。

2.4.2 滑道鋪設(shè)。除氧間24.97m層1-9軸線間B-C間中心兩側(cè)2m位置鋪設(shè)2根滑軌，滑軌為50#鋼軌。1-9軸線滑軌間距4m，滑軌與平臺(tái)地面間鋪設(shè)枕木，枕木間距1.5m，滑軌接頭部位要在一根枕木上，采用魚尾板連接，滑軌和枕木鋪設(shè)均要平直，如圖1和圖2所示。

圖1 鋼軌和枕木平面示意圖

圖2 鋼軌和枕木側(cè)面示意圖

2.4.3 吊裝機(jī)械選取及鋼絲繩強(qiáng)度校核。

第一，250t履帶吊車。工況選?。褐鞅?8.8m、回轉(zhuǎn)半徑12m、額定負(fù)荷63t。吊裝階段600t履帶吊吊點(diǎn)在除氧器重心前6m處，250t吊車在除氧器重心后12.5m處。根據(jù)力矩平衡原理：F1×6=F2×12.5；F1+F2=106t；得出F1=71.6t，F(xiàn)2=34.4t。式中：F1為600t履帶吊承擔(dān)負(fù)荷，F(xiàn)2為250t履帶吊承擔(dān)負(fù)荷。

250t履帶吊分擔(dān)負(fù)荷為34.4t加上鋼絲繩及鎖具約1.5t。吊鉤總受力為F=34.4+1.5=35.9t；兩臺(tái)吊車抬吊降20%負(fù)荷后，吊車工況為f=63×80%=50.4t>35.9t，吊車負(fù)荷滿足吊裝要求。

除氧器重量由除氧器平臺(tái)與250t履帶吊分擔(dān)，除氧器擴(kuò)建端底座距離中心10m，根據(jù)力矩平衡原理Fz+F=106t；Fz×10=F×12.5；得出Fz=58.9t，F(xiàn)=47.1t。

式中：Fz為平臺(tái)支持力，F(xiàn)為250t履帶吊負(fù)荷，吊車負(fù)荷滿足吊裝要求

第二，600t履帶吊。工況選取：主臂48m、回轉(zhuǎn)半徑18m、額定負(fù)荷101t。吊裝階段600t承擔(dān)負(fù)荷F1=71.6t；鋼絲繩及吊具共重約2t，F(xiàn)=71.6+2=73.6t；兩臺(tái)吊車抬吊降20%負(fù)荷后，600t履帶吊最大允許負(fù)荷f=101×80%=80.8t>73.6t，吊車工況滿足吊裝要求。

第三，吊車用鋼絲繩強(qiáng)度計(jì)算。（1）250t履帶吊用Φ47.5。6*37+1鋼絲繩四股起吊，其單股拉破力σP=1156400N=115.6t，鋼絲繩夾角都小于30°，按30°計(jì)算，吊裝過(guò)程250t履帶吊最大負(fù)荷47.1t。鋼絲繩單股受力為F=47.1/（4×COS30°）=47.1/（4×0.866）=13.6；鋼絲繩安全系數(shù)：K=115.6/13.6=8.5>8，滿足吊裝需要；（2）600t履帶吊鋼絲繩用兩根Φ60.5。6*37+1鋼絲繩四股起吊其單股拉破力σP=1903330N=190.3t，鋼絲繩夾角都小于30°，按30°計(jì)算，吊裝過(guò)程600t履帶吊最大負(fù)荷71.6t。鋼絲繩單股受力為F=71.6/（4×COS30°）=71.6/（4×0.866）=20.67t；鋼絲繩安全系數(shù)：K=190.3/20.67=9.2>8，滿足吊裝需要。

第四，滑輪鋼絲繩強(qiáng)度計(jì)算。固定定滑輪鋼絲繩用四股Φ24。6*37+1鋼絲繩其單股拉破力29952kg，拖拉用鋼絲繩采用四股Φ21.5。6*37+1鋼絲繩，其單股拉破力25168kg，鐵板在鋼軌滑動(dòng)時(shí)所承受的壓力G=106t=106000kg。鐵板與軌道間靜摩擦系數(shù)f=0.12，滑車組摩擦力F=f×G=0.12×106000=12720t，固定用鋼絲繩安全系數(shù)：K=σP/F=29952×4/12720=9.4>8；拖拉用鋼絲繩安全系數(shù)：K=σP/F=25168×4/12720=8.1>8；卷?yè)P(yáng)機(jī)抽頭拉力f=12720/4=3810kg，小于卷?yè)P(yáng)機(jī)額定負(fù)荷，滿足安全需要。

第五，卷?yè)P(yáng)機(jī)布置。除氧器吊裝至除氧器平臺(tái)后，利用除氧器下方兩端的滑動(dòng)支座作為牽引，間距為21m，托運(yùn)時(shí)兩個(gè)支座在滑道上前進(jìn)，牽引方式為卷?yè)P(yáng)機(jī)加滑輪組的形式。

兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)分別布置在10線B排柱和6線B排柱，10線卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引#4機(jī)除氧器至6-9線，6線卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引#3機(jī)組除氧器。

2.4.4 土建結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核。除氧器平臺(tái)為框架結(jié)構(gòu)，除氧器106t的重量在拖引的過(guò)程中分別依靠B-C框架主梁和樓板面底下的鋼次梁承重受力，本方案軌道敷設(shè)較為簡(jiǎn)單，最擔(dān)憂樓板及鋼次梁在除氧器拖引過(guò)程中由于受力不均發(fā)生變形，進(jìn)行受力初步估算。

除氧器3個(gè)支座、6個(gè)點(diǎn)受力，每個(gè)點(diǎn)受力為106t/6≈17.7t，土建鋼結(jié)構(gòu)最小的鋼次梁為HM588×300×12×20，距離滑動(dòng)鋼軌中心偏100mm，在理想情況下，查表得W=3889.46cm3，T1=T2=8.85t，Mmax=8.85×5=44.25tm，得出σ=M/W=1138kg/cm2<1200kg/cm2。小于許用應(yīng)力，故鋼次梁理論上是安全的。

圖3

實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，咨詢了設(shè)計(jì)單位，設(shè)計(jì)院建議在除氧器幾何中心底下再加一條滑動(dòng)軌道，以增加鋼次梁的受力面積。由于工期緊，實(shí)際吊裝未按設(shè)計(jì)院的方案實(shí)施，最終通過(guò)觀察證明此種方案是切實(shí)可行的，荷載得到了較好的均布，沒(méi)有超過(guò)許用值。

2.4.5 除氧器吊裝。

第一，兩臺(tái)吊車同時(shí)起鉤調(diào)整好位置使除氧器中心與B-C排中心重合，在除氧器兩端各掛一根麻繩用于除氧器起吊過(guò)程找正用。同時(shí)起鉤離開(kāi)地面100mm停止起鉤檢查吊車及鎖具是否正常，若正常繼續(xù)保持勻速抬升，至除氧器底座高于平臺(tái)軌道。

第二，擺正除氧器，同時(shí)向汽機(jī)間走車至600t吊車大鉤距離固定端面200mm停止走車，600t履帶吊回鉤使除氧器底坐落在軌道上，600t履帶吊摘鉤。

第三，250t履帶吊調(diào)整高度使除氧器水平后部略高，卷?yè)P(yáng)機(jī)掛在除氧器前部支座上向前牽引，250t履帶吊向前走車直至大鉤與固定端墻面距離200mm，停止走車，250t履帶吊回鉤使除氧器兩個(gè)底坐落在軌道上，確保接觸良好并摘鉤。

2.4.6 除氧水箱就位。割除臨時(shí)支座，用4臺(tái)32t千斤頂將除氧器頂起100mm。調(diào)正除氧水箱中心，使其縱橫中心與基礎(chǔ)中心重合，焊接除氧器中間固定支座。然后安裝滑動(dòng)支座將除氧器調(diào)平調(diào)正，并使其標(biāo)高設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求，誤差小于2mm；兩個(gè)滑動(dòng)端支座滾輪的安裝要符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，確保膨脹方向間隙，滾輪互相平行，保證足夠的膨脹滑動(dòng)空間。

3 結(jié)語(yǔ)

用一臺(tái)250t和一臺(tái)600t履帶吊配合吊裝除氧器，吊車工況滿足要求。實(shí)踐證明在除氧器平臺(tái)上鋪設(shè)枕木加鋼軌的方式，除氧器的自重荷載得到了很好的均布，吊裝后對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橫梁、連接螺栓、樓板等進(jìn)行了仔細(xì)檢查，未發(fā)現(xiàn)有變形和松動(dòng)等情況出現(xiàn)。此方案簡(jiǎn)單易行，節(jié)省安裝工期，降低整體施工造價(jià)。

作者簡(jiǎn)介：柯文（1982-），男，湖北黃岡人，供職于中國(guó)電建河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，碩士，研究方向：火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)、總承包工程管理。

（責(zé)任編輯：陳 潔）