余熱鍋爐受熱面模塊吊裝方案優(yōu)化

摘 要：首先介紹了東方日立鍋爐廠常規(guī)的余熱鍋爐模塊吊裝方案，然后根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，詳述了優(yōu)化模塊吊裝的具體措施，并進(jìn)行了效核計(jì)算分析，最后對鍋爐制造廠提出了設(shè)計(jì)優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞：余熱鍋爐；模塊吊裝；方案優(yōu)化

引言

中海油珠海天然氣發(fā)電有限公司熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目2×390MW燃?xì)廨啓C(jī)安裝工程余熱鍋爐為東方日立鍋爐廠提供的三壓（三蒸汽，三汽包）、再熱、無補(bǔ)燃、臥式、自然循環(huán)余熱鍋爐，露天臥式布置，高、中、低壓汽包全部布置在余熱鍋爐的頂部。

鍋爐受熱面模塊為懸吊式布置，模塊通過吊桿連接懸掛在爐頂?shù)鯍炝荷?。每臺余熱鍋爐從爐前到爐后包括高壓二級過熱器、二級再熱器、高壓一級過熱器、一級再熱器、高壓蒸發(fā)器、高壓三級省煤器、中壓過熱器、中壓蒸發(fā)器、中壓二級省煤器、低壓過熱器、高壓二級省煤器、中壓一級省煤器、高壓一級省煤器、低壓蒸發(fā)器、凝結(jié)水加熱器共99片，模塊的重量在5.8t至23t之間不等，模塊的外形規(guī)格小于爐膛內(nèi)部凈空，模塊之間兩側(cè)通過連接護(hù)板連接。

1 常規(guī)吊裝方案

受熱面模塊吊裝從煙囪后側(cè)進(jìn)入。主要采用250t履帶吊利用鍋爐廠提供的模塊翻身架將管屏連同翻轉(zhuǎn)架從一端吊起，當(dāng)翻轉(zhuǎn)架與水平夾角約80～85度時(shí)，利用50t汽車吊機(jī)將管屏從翻轉(zhuǎn)架中脫離。此時(shí)特別要防止管屏出現(xiàn)變形；抬尾翻直后，然后直接由250t履帶吊從爐后側(cè)面放進(jìn)，然后通過布置在鍋爐頂梁下面的電動葫蘆接鉤。用電動葫蘆把模塊拖運(yùn)到位。然后調(diào)節(jié)、上緊吊桿螺栓。重復(fù)以上步驟的工作，直至99個(gè)受熱面管箱模塊吊裝完成，最后再進(jìn)行片與片之間的找正和連接成一個(gè)模塊整體。吊裝就位后應(yīng)及時(shí)調(diào)整模塊的水平度、垂直度和標(biāo)高；模塊縱橫中心、水平度與鋼結(jié)構(gòu)墻板距離尺寸應(yīng)滿足技術(shù)所規(guī)定的要求；模塊縱向中心線和橫向中心線與本體鋼架中心線應(yīng)一致，與立柱中心線的水平方向距離偏差應(yīng)滿足要求。常規(guī)鍋爐受熱面模塊吊裝示意圖詳見圖1。

2吊裝方案優(yōu)化

根據(jù)現(xiàn)場時(shí)間進(jìn)度安排，原有的吊裝方案不能滿足工期要求，在保證安全、質(zhì)量的情況下，對上述方案進(jìn)行優(yōu)化。下文對優(yōu)化措施和優(yōu)化計(jì)算進(jìn)行探討。

2.1優(yōu)化措施

（1）首先用鍋爐廠提供的模塊專用吊裝架將管屏從包裝架中吊出后放在水平放置的翻轉(zhuǎn)架中，并調(diào)整好位置。（2）250噸吊機(jī)吊住管屏上端集相吊耳，操作2臺5噸卷揚(yáng)機(jī)將管屏連同翻轉(zhuǎn)架一起起吊，當(dāng)翻轉(zhuǎn)架與水平夾角約80～85度時(shí)，250噸吊機(jī)將管屏提升，從翻轉(zhuǎn)架中脫離，此時(shí)特別要防止管屏出現(xiàn)變形。（3）操作2臺5噸卷揚(yáng)機(jī)，把翻轉(zhuǎn)架放置水平，準(zhǔn)備好下一件的吊裝工作。（4）250噸吊機(jī)把模塊送到爐后開口預(yù)置的軌道梁處，然后利用預(yù)先布置的2個(gè)20噸手拉單軌小車接勾，利用3噸卷揚(yáng)機(jī)作為牽引力，把模塊沿著軌道拖運(yùn)到就位位置。（5）通過2個(gè)20噸的手鏈葫蘆調(diào)整，把模塊與吊桿的吊耳連接，穿好銷子并上緊螺母，模塊吊裝就位完成。（6）把20噸手推單軌小車重新滑出爐后軌道端部附近，準(zhǔn)備接鉤下一件模塊。（7）重復(fù)以上此過程，直到把所有模塊吊裝完畢。（8）模塊就位和找正應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，即每吊裝完一件模塊找正一件，找正后把吊桿螺母上緊。

優(yōu)化的鍋爐受熱面模塊吊裝示意圖詳見圖2。

2.2 優(yōu)化計(jì)算

為保證優(yōu)化方案的科學(xué)合理，需對250t履帶吊吊機(jī)負(fù)荷率、鋼絲繩安全系數(shù)、卷揚(yáng)機(jī)受力和臨時(shí)吊耳受力等進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。

2.2.1 250t履帶吊吊機(jī)負(fù)荷率計(jì)算

（1）受熱面模塊組件最重件為2號模塊2，單件凈重量為

22.929t，外型尺寸為21800*3992.5*290mm。250t履帶吊采用70m主臂，最大工作半徑為22m，此時(shí)吊機(jī)的額定負(fù)荷為41.2t，吊點(diǎn)掛在模塊頂部集箱上。250t履帶吊主要受到模塊吊裝重量和考慮吊鉤重量（吊鉤重約3t）。

（2）250t履帶吊單機(jī)吊裝時(shí)的負(fù)荷率為：

？濁1=（22.929+3）×1.1/41.2×100%=69.2%

2.2.2 鋼絲繩安全系數(shù)核算

主吊機(jī)選用鋼絲繩6×37+1-32-1670（鋼芯），鋼絲繩選用長度為15m。鋼絲破斷拉力總和為545KN，即55612kg。吊裝時(shí)鋼絲繩4頭起吊，則鋼絲繩的安全系數(shù)為：N1=4×55612×cos12°/22929=9.5倍（符合要求）。

2.2.3 卷揚(yáng)機(jī)受力計(jì)算

圖3為模塊翻身架吊裝時(shí)受力示意圖。

T1為起吊模塊和翻身架所需要的力，即

T1=（模塊重量+翻身架重量）=（22929+11078）/2≈17t。

T2為起吊模塊和翻身架時(shí)卷揚(yáng)機(jī)的拉力，由受力示意圖可得：

T2=T1/sin47°=17/0.73≈23.3t。

則有，每個(gè)吊點(diǎn)受到的拉力為23.3t/2=11.65t。

每臺5t卷揚(yáng)機(jī)配置使用一套（4輪）15噸滑輪組，8頭起吊，每個(gè)輪子阻力系數(shù)為1.05。則5t卷揚(yáng)機(jī)的最大負(fù)荷率為：

T5=[（11.65×1.054）t/8]/5t×100%=35.4%。

2.2.4 臨時(shí)吊耳受力計(jì)算：

翻身架吊耳、卷揚(yáng)機(jī)滑輪組等吊掛吊耳均用δ30mm的鋼板制作，[t]=800kg/cm2尺寸。根據(jù)鋼板剪應(yīng)力計(jì)算公式：

t=F/SA

式中SA=H*S，鋼板厚度S為3.0cm，受力截面高度H為7cm。

從上面卷揚(yáng)機(jī)受力示意圖及有關(guān)計(jì)算可知，頂部側(cè)板吊耳受到最大的力，為11.65t。則有：

（1）F=1.1×11.65t=12.815t=12815kg

（2）SA=H×S=7cm×3.0cm=21.0cm2

（3）t=F/SA=12815kg/21.0cm2=610.24cm2<[t]=800kg/cm2。

滿足受力要求。

3 結(jié)論與建議

采用以上優(yōu)化方案平均每天可以吊裝4-5塊模塊，正常情況下，整個(gè)模塊吊裝工期僅需要25天左右，大大提高了工作效率；降低了吊裝難度，提高了吊裝的安全系數(shù)，避免了250t吊機(jī)與50t吊機(jī)之間配合不順的安全隱患；同時(shí)降低了吊裝成本，至少減少了一個(gè)50噸吊機(jī)的臺班費(fèi)用。

余熱鍋爐受熱面模塊吊裝是電廠基建工程中安全、質(zhì)量控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。除了在施工過程中優(yōu)化吊裝方案，鍋爐制造廠對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化也尤為重要。如制造廠在模塊上端集箱多設(shè)計(jì)一套吊耳，保證模塊吊裝時(shí)多些必要的牽引，避免管屏在自身重量的作用下可能導(dǎo)致管屏下端集箱受壓引起鰭片管彎曲變形甚至產(chǎn)生更為嚴(yán)重的破壞。另外對翻轉(zhuǎn)架左右兩側(cè)的吊耳重新設(shè)計(jì)，方便卷揚(yáng)機(jī)能垂直牽引，避免鋼絲繩受力不均而造成事故。

參考文獻(xiàn)

[1]250t履帶吊機(jī)性能表[Z].

[2]50t汽車吊機(jī)性能表[Z].

作者簡介：潘攀（1973-），男，貴州六盤水人，大學(xué)本科，熱能工程師。

曾明（1973-），男，江西臨川人，大學(xué)本科，高級經(jīng)濟(jì)師

陳錦池（1983-），男，廣東省云浮人，大學(xué)專科，熱能助理工程師。