談廠房鋼工程中超大直徑鋼煙囪的高效制作、安裝施工：以韶鋼為例

劉錦華，楊 云

（廣東韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)建設(shè)有限公司，廣東 韶關(guān) 512122）

1 概述

新一廠房鋼工程二次除塵、LF爐鋼煙囪2座，直徑5500mm，高度40m，安裝基礎(chǔ)標(biāo)高-0.500mm，壁厚10.000標(biāo)高以下16mm，10.000mm以上12mm。煙囪內(nèi)側(cè)底板傾斜放置，在最低處的筒壁上開(kāi)排水管，煙囪頂部設(shè)置2圈外加強(qiáng)圈，頂部?jī)?nèi)設(shè)置鋼管，十字撐單座煙囪重量近100t，為目前韶鋼最大直徑鋼煙囪，煙囪外部在15.000m標(biāo)高設(shè)置一個(gè)環(huán)形檢測(cè)平臺(tái)，地面到檢測(cè)平臺(tái)由旋梯連接，煙囪進(jìn)風(fēng)口為方管，方管與煙囪45°傾斜向上連接。由于該煙囪直徑大，受運(yùn)輸沿途道路高度障礙，構(gòu)件高度不得超過(guò)3000mm。因此，該煙囪無(wú)法分段制作運(yùn)輸，只能單節(jié)卷制運(yùn)輸，按以往工藝此半徑的圓筒需分多塊鋼板卷制后拼成圓筒最后加焊加強(qiáng)圈，制作工作量大且難以保證。圓筒圓度導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)困難，在煙囪安裝施工方面如果按由下往上逐節(jié)組對(duì)安裝須每道環(huán)縫搭設(shè)平臺(tái)且在12m以上就要大吊車配合，工期緩慢且耗費(fèi)大量人工和吊機(jī)臺(tái)班費(fèi)用。為此，本文特介紹該超大直徑鋼煙囪的快速制作、安裝施工工藝，在施工工期、成本、安全和質(zhì)量方面均取得良好效果。

2 煙囪制作及安裝工序安排

煙囪筒體共分為16個(gè)小節(jié)，根據(jù)韶鋼軋板能力，每節(jié)筒體按單塊板定軋，寬度根據(jù)公司輥床卷制寬度確定。兩座煙囪筒體排版尺寸為10.000m標(biāo)高以下分4接每節(jié)高度2620mm，10.000m標(biāo)高以上分11.5節(jié)2530×11＋1265，根據(jù)吊裝口設(shè)置需利用檢測(cè)平臺(tái)作安裝操作平臺(tái)，即在檢測(cè)平臺(tái)以上便于安裝操作高度設(shè)置吊裝口，為此把高度為1265mm的半圈設(shè)置在檢測(cè)平臺(tái)下面，便于環(huán)縫與加強(qiáng)圈錯(cuò)開(kāi)。

3 煙囪制作

3.1 煙囪筒體制作

煙囪筒體按安裝順序出場(chǎng)（安裝順序見(jiàn)4.2鋼煙囪安裝）。為滿足工期要求，筒體制作時(shí)，筒體開(kāi)料與底座板、加強(qiáng)圈，同時(shí)進(jìn)行。筒體的切邊開(kāi)料采用半自動(dòng)開(kāi)料，筒體環(huán)縫及縱縫坡口均為外坡口，其他所有底座板、加強(qiáng)圈及進(jìn)風(fēng)口底板及上蓋板均用CNC數(shù)控開(kāi)料，保證下料精度及安裝組對(duì)精度，每個(gè)加強(qiáng)圈及底板分8塊下料。筒體的卷制工藝如圖1，卷制筒體時(shí)用天車吊鉤及輔助滾輪輔助施工，為控制圓度，在卷制筒體的同時(shí)沿著筒壁組對(duì)加強(qiáng)圈，并焊好加強(qiáng)圈與筒體焊縫，控制每一塊加強(qiáng)圈外弧長(zhǎng)的圓度，相鄰加強(qiáng)圈間對(duì)接縫預(yù)留不焊，將卷好的筒體吊出卷板機(jī)后豎放在地面，調(diào)整好圓度后焊接筒體縱縫及相鄰加強(qiáng)圈間對(duì)接縫（見(jiàn)圖1）。

圖1 煙囪筒體卷紙示意

3.2 旋梯制作

旋梯梯梁為槽鋼[18a，其卷制加工尺寸控制難度較大，梯梁長(zhǎng)度為旋梯角度弧長(zhǎng)及梯高為直邊的直角三角形的斜邊長(zhǎng)，梯梁下好料后按梯梁展開(kāi)斜邊角度插入輥床進(jìn)行卷制，卷制弧度按梯梁平面投影弧度控制。卷制梯梁的同時(shí)進(jìn)行旋梯踏板下料，踏板尺寸為每塊踏板對(duì)應(yīng)圓心角的扇環(huán)尺寸。

旋梯組對(duì)前按旋梯旋轉(zhuǎn)角度和高度制模，從地面到最高點(diǎn)均布4個(gè)工模。在旋梯組對(duì)時(shí)先以工模為限位調(diào)整內(nèi)外梯梁外框形狀和尺寸，然后組對(duì)踏板和欄桿。

3.3 進(jìn)風(fēng)口方管的制作

進(jìn)風(fēng)口方管制作分4塊散件制作，其下底板和上蓋板與煙囪筒體的組對(duì)邊為橢圓型，兩面?zhèn)劝鍨槠叫兴倪呅巍Ｓ捎谶M(jìn)風(fēng)口截面尺寸較大，四塊板均需拼板制作下料。為節(jié)約板料，上蓋板和下底板排版按有規(guī)定指示，先按整板訂料，下料后一邊掉頭兩塊對(duì)稱拼接。

4 鋼煙囪安裝

4.1 煙囪吊裝方案

由于煙囪為單節(jié)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)按常規(guī)吊裝方法在煙囪基礎(chǔ)上逐節(jié)往上吊裝組對(duì)，須在每道環(huán)縫處搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)，平臺(tái)搭設(shè)工作量大和排柵管用量大，吊裝作業(yè)危險(xiǎn)性加大，且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)吊裝條件所需吊車費(fèi)用較大，安裝工期長(zhǎng)，無(wú)法滿足工程進(jìn)度要求，為此決定采用分段倒裝法。

整個(gè)煙囪分4段吊裝，為便于操作、節(jié)省搭設(shè)臨時(shí)平臺(tái)和吊車臺(tái)班費(fèi)用，首先確定在檢測(cè)平臺(tái)位置設(shè)置一個(gè)吊裝口，根據(jù)操作平臺(tái)以下部分筒體1～7總重及現(xiàn)場(chǎng)吊裝位置計(jì)算，筒體1～7總重已超出本公司200t吊車吊裝范圍，因此在筒體2和3之間設(shè)置一個(gè)吊裝口。根據(jù)檢測(cè)平臺(tái)以上部分筒體8～16重量、現(xiàn)場(chǎng)吊裝位置及吊裝高度，確定分兩段吊裝，即需設(shè)置一個(gè)吊裝口，該吊裝口高空吊裝時(shí)需搭設(shè)臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)，為安全起見(jiàn)須盡量降低吊裝口高度，為此根據(jù)吊裝條件把筒體8～16從上往下計(jì)算滿足吊裝條件的最大起重量設(shè)置吊裝口與筒體11和12之間（第三吊裝口）。

4.2 鋼煙囪安裝

由于場(chǎng)地狹窄和吊車吊裝能力有限（最大為200t汽車吊）煙囪的安裝無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)整體組對(duì)后吊裝，根據(jù)吊車吊裝參數(shù)，安裝分4段吊裝，第1段安裝先把底座（第1節(jié)）吊運(yùn)至基礎(chǔ)上，底部均布8組墊板配合斜墊調(diào)節(jié)標(biāo)高和水平度，緊固基礎(chǔ)地腳螺栓，然后進(jìn)行基礎(chǔ)二次灌漿。底座安裝好后直接在其上吊裝第2接，組對(duì)焊接操作在搭設(shè)的臨時(shí)操作平臺(tái)上進(jìn)行，第2、3、4段吊裝前在煙囪邊上臨時(shí)地面平臺(tái)上進(jìn)行組對(duì)，各段組對(duì)按倒裝法進(jìn)行，即第2、3、4段組對(duì)順序筒體編號(hào)分別為6、7、5、4、3，10、11、9、8，15、16、14、13、12。每節(jié)筒體組對(duì)采用垂直組對(duì)，相對(duì)水平組對(duì)垂直組對(duì)不受筒體自重引起的橢圓度影響，同時(shí)節(jié)約場(chǎng)地。每段筒體組對(duì)前先把從上往下第2節(jié)吊到鋼架平臺(tái)上，在其上組對(duì)第1節(jié)，第1、2節(jié)后組對(duì)焊接好后，將其吊出鋼平臺(tái)，將第3節(jié)吊入剛?cè)脘撈脚_(tái)，再將組對(duì)的第1、2節(jié)吊上第3節(jié)上組對(duì)焊接，以此類推完成各段筒體的地面組對(duì)。應(yīng)用倒裝方法組對(duì)焊接時(shí)搭設(shè)的平臺(tái)只要便于一個(gè)筒體高度的環(huán)縫組對(duì)操作即可，不必隨筒體環(huán)縫升高而搭設(shè)相應(yīng)高度的平臺(tái)。在第2段的第6、7節(jié)組對(duì)時(shí)，把相應(yīng)的檢測(cè)平臺(tái)安裝上去，同時(shí)由檢測(cè)平臺(tái)往下在組對(duì)到第5、3節(jié)時(shí)把相應(yīng)的旋梯及平臺(tái)安裝上去，第2段筒體吊裝前在筒體3與筒體2上確定角度位置避免旋梯與進(jìn)風(fēng)口相碰及上旋梯位置錯(cuò)誤。在第3段的筒體11、10組對(duì)時(shí)，把臨時(shí)吊裝操作平臺(tái)組對(duì)上去，并在第3段組對(duì)完后吊裝前搭設(shè)好臨時(shí)爬梯。第4段吊裝完后，用吊車配合拆除臨時(shí)操作平臺(tái)及爬梯。每節(jié)筒體的組對(duì)焊縫采用留間隙單面焊雙面成型焊接，組對(duì)時(shí)采取在環(huán)縫焊道上均布若干個(gè)扁鋼留間隙，待環(huán)縫對(duì)稱焊接定位后去除扁鋼。每段筒體吊裝組對(duì)時(shí)進(jìn)行垂直觀測(cè)，觀測(cè)方法為在90°圓心角的兩個(gè)方向進(jìn)行吊線觀測(cè)。在吊裝口焊接時(shí)為防止焊縫收縮不均引起煙囪傾斜，采取環(huán)縫分段對(duì)稱焊接。

筒體安裝后進(jìn)行進(jìn)風(fēng)口的安裝，進(jìn)風(fēng)口外框豎直截面尺寸為4000×5610，重量近8t，由于風(fēng)機(jī)消聲器已安裝就位，將進(jìn)風(fēng)口整體安裝難以就位，為此進(jìn)行4塊單獨(dú)安裝，安裝順序?yàn)橄劝惭b一塊側(cè)板，再安裝底板，再安裝另一側(cè)板，最后安裝上蓋板。進(jìn)風(fēng)口安裝前對(duì)筒體上的組對(duì)位置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際放樣，然后按預(yù)定順序安裝。整個(gè)進(jìn)風(fēng)口安裝好后進(jìn)行進(jìn)風(fēng)口筒體開(kāi)孔。

5 結(jié)語(yǔ)

本次施工采用的超大直徑鋼煙囪施工工藝，其制作施工中的筒體整板卷制在大直徑筒體制作中屬首次應(yīng)用，安裝施工中采用分段倒裝法工藝在克服現(xiàn)場(chǎng)條件的同時(shí)，在節(jié)省了吊車臺(tái)班、減少工作量加快施工工期和保障施工安全等方面，均取得顯著效果，同時(shí)取得顯著經(jīng)濟(jì)效益。