火力發電廠液壓吊裝技術探討

董團利

摘要：隨著我國發電技術的不斷發展，發電行業的建設日益增多。而發電機組設備的安裝一直是發電企業所關注的問題之一，安裝不好影響人們人身安全以及機組的正常運行。本文主要對發電廠鍋爐汽包應用液壓提升吊裝技術的進行探討，供同行借鑒、參考。

關鍵詞：發電廠設備;吊裝技術

一、液壓提升裝置提升吊裝原理

（一）在汽包安裝的上部平臺梁設置上吊點及安裝液壓同步提升設備等，同時吊耳位置設置專用下吊點，利用鋼絞線連接上下吊點。

（二）在地面進行加工制作組合提升梁槽鋼軌道托梁頂推座銷軸吊具等。

（三）利用鍋爐安裝施工專用吊裝機械和鍋爐鋼架安裝施工正在使用的吊裝機械將提升滑移吊裝用具吊裝到平臺梁（大板梁）上進行安裝固定，固定前須在其周邊搭設安全作業平臺和圍欄及上人爬梯。

（四）進行鋼索式液壓提升裝置的安裝調試

（五）將汽包擺放至提升位置下方的地面后，對汽包進行連接緊固完畢后，提升滑移汽包到安裝位置。

（六）當汽包就位后，將汽包吊掛裝置與汽包完全連接固定完畢，開動液壓提升裝置泵站將鋼絞線松放至汽包與液壓提升裝置無任何受力（汽包載荷由液壓提升系統轉移至正式吊掛裝置）后，依次進行液壓提升系統及臨時設施的拆除工作。

二、液壓同步提升施工的主要設備如（表1）、

表1? 液壓同步提升施工的主要設備表

序號

名稱

規格

型號

單位

數量

備注

1

液壓泵源系統

65kW

YS-PP-60

臺

1

2

液壓提升器

75t

YS-SJ-75

臺

4

3

液壓頂推器

50t

YS-PJ-50

臺

4

4

高壓油管

31.5MPa

標準油管箱

箱

16

5

計算機控制系統

32通道

YS-CS-01

套

1

6

專用鋼絞線

1860MPa

Km

2

7

傳感器

錨具、行程、油壓

套

8

8

對講機

摩托羅拉

臺

3

9

激光測距儀

徠卡

臺

1

10

汽車吊

國產

25t

臺

1

制作工裝時用

11

現已鋼結構安裝施工用的吊裝機械（塔吊）

國產

K50/60

臺

1

利用鋼結構安裝塔吊將提升、滑移吊裝用具吊裝到平臺梁

12

焊機

國產

ZX7-400

臺

2

13

手拉葫蘆

國產

5t

臺

1

三、施工工藝流程及操作要點

（一）施工工藝流程如（圖1）

圖1? 施工工藝流程圖

（二）操作要點

（1）施工準備

（2）人員組織。本項目人員組織如下：總指揮1位，副總指揮2位，起重吊裝工程師1位，專職安全員2位，測量員1位，電工（臨時電工）2位，焊工2位，起重工（包括計算機系統操作人員）6位，鉗工4位，輔助工6位。人員根據施工現場調整具體施工人數。

（3）施工場地（包括：運輸道路卸車場地機具堆場所有自制吊裝用具加工/制作/組合/加固場地施工現場操作臨時平臺以及臨時帳篷或工作間的搭設）

（4）材料和設備進場：所有自制吊裝用具的材料和液壓提升設備進場。

（三）自制吊裝用具（包括自制鋼架）加工制作組合及加固所有自制吊裝用具（包括提升鋼架）安裝組合和大小是由設備的尺寸重量安裝位置以及安裝方式確定 經過詳細計算繪制主要吊裝用具加工制作組合及加固尺寸圖如（圖2）提升梁結構詳圖槽鋼滑道結構詳圖。

圖2 提升梁結構詳圖槽鋼滑道結構詳圖

首先在地面進行所有自制吊裝用具（包括提升鋼架）加工制作組合及加固（加工件圓形開孔需保證同心度及垂直度，受力構件按圖紙要求焊接探傷），焊接部分應有專職焊接質檢員檢驗，并出具書面報告。第一次投入使用的自制吊裝用具必須經過詳細計算，確保整體的承載能力達到吊裝要求，符合要求后方可使用。

（四）提升平臺（上吊點）設置

提升滑移吊裝用具地面組合加固完畢后，利用吊裝機械進行提升平臺（上吊點）設置工作提升平臺設置的基本原則是：對結構安裝影響最小，便于施工，且措施量最小。

提升平臺（上吊點）形式如（圖3）。

圖3 提升平臺（上吊點）形式

本工程中提升平臺設置于67.525m標高的結構平臺上，每個提升平臺由兩根型鋼梁組成，提升梁選用規格為H488×300×11×18，材質Q345B，與平臺梁焊接連接，提升梁上部設置提升器滑移托梁，托梁規格選用B300×200×20，材質Q345B 提升平臺如下（圖4）所示。

圖4 提升平臺圖

圖5 提升平臺計算簡圖

提升平臺梁的計算簡圖（圖5），F=1.4×900÷4=315kN，a=b=3.200m。

Mmax=RA×a=157.5×3.2=504kN.m

Vmax =RB =315kN

根據鋼結構設計規范（GB50017-2003），受彎構件的抗彎強度按式（4.1.1）計算：

所需抗彎截面模量：

Mx =504000000÷295=1708474mm3

所需抗剪截面面積：

A=1.3×315000÷170=2409mm2

提升平臺梁選用H488×300×11×18的軋制H型鋼，材質Q345B，其截面特性：截面積A=15772mm2，強軸截面模量Ix=81050100mm4，抗彎模量Wx =2792500mm3，滿足設計要求。

提升梁腹板內需布置加勁板，加勁板板厚t =8mm，間距1000mm。

提升器托座梁計算：

提升器托座采用B300×200×20的箱型截面，其跨中最大彎矩：B300×200×20

M=1.4×900÷2×0.27=170.1kN m，

剪力V=1.4×900 ÷2÷2=315kN;

所需抗彎截面模量：Mx=170100000÷295=576610mm3。

所需抗剪截面面積：A=1.3×315000÷170=2409mm2。

提升器托座梁選用B300×300×16的箱梁，材質Q345B，其截面特性：截面積A=14976mm2，強軸截面模量Ix =180516400mm4，抗彎模量Wx =1203440mm3，滿足設計要求。

（五）液壓提升裝置安裝檢測調試

液壓提升裝置安裝檢測調試主要是液壓頂推系統和液壓提升系統的安裝檢測調試。

（一）液壓頂推系統的安裝

液壓頂推系統主要設備是液壓頂推器，分別安裝在提升梁平臺梁上的槽鋼滑道內。

（二）液壓提升系統的安裝

液壓提升系統主要由液壓提升器液壓泵源系統傳感檢測及計算機同步控制系統組成 液壓提升系統的配置本著安全性符合性和實用性的原則進行。

（三）提升施工用電連接

施工中需配備液壓泵源系統同時使用，單臺液壓泵源系統需要足夠容量，應經用電負荷計算，配備五芯電纜，提升過程中需要將相應的二級電源配電箱提供到液壓泵源系統附近4～5m范圍內。

現場提升電源必須從總盤箱拉設專用線路，以確保提升作業過程中，以上專用電源必須不間斷供電。

（四）設備的檢查及調試（液壓提升系統空載試驗）

開始提升作業之前，必須對液壓提升系統及輔助設備進行全面檢查及調試工作，試提升與正式提升同樣重要，汽包離開胎架約150mm后，利用液壓提升系統設備鎖定，并在其底部增設墊板等預防措施，空中停留12h作全面檢查（包括吊點結構臨時支撐承重體系永久結構和提升設備等，盡量安排在夜間以節省施工時間），并將檢查結果以書面形式記錄 各項檢查正常無誤，才能進行正式提升。

（五）汽包托運

汽包卸車后，利用卷揚機及棍排將汽包托運到吊裝指定位置

（1）汽包吊裝（正式提升）

（2）提升過程控制要點

為確保汽包以及臨時措施結構提升過程的平穩安全，根據汽包的特性，擬采用吊點油壓均衡，結構姿態調整，位移同步控制，分級卸載就位的同步提升和卸載落位控制策略。

（3）提升過程中的穩定性控制

穩定性控制主要為：液壓提升的穩定性臨時結構設計的穩定性控制液壓提升力的控制空中停留的穩定性控制提升過程同步控制措施：

①液壓提升的穩定性：采用液壓提升整體同步提升汽包，與用卷揚機或吊機吊裝不同，可通過調節系統壓力和流量，嚴格控制起動的加速度和制動加速度，使其接近于零以至于可以忽略不計，保證提升過程中鍋筒和提升臨時支撐結構的穩定性。

②臨時結構設計的穩定性控制：臨時結構設計除應考慮荷載分布不均勻性提升不同步性施工荷載風荷載動荷載等因素的影響，在計算過程以及荷載分項系數選取時充分考慮以上因素，還應該對相關永久結構的加固以及臨時結構與永久結構的連接要求有充分的認識 這樣才能夠保證提升過程中不出現結構安全隱患。

③液壓提升力的控制：通過預先分析計算得到的汽包提升過程中各吊點提升反力數值，在液壓同步提升系統中，依據計算數據對每臺液壓提升器的最大提升力進行相應設定（當遇到某吊點實際提升力有超出設定值趨勢時，液壓提升系統自動采取溢流卸載，使得該吊點提升反力控制在設定值之內，以防止出現各吊點提升反力分布嚴重不均，造成對永久結構及臨時設施的破壞。

④空中停留的穩定性控制：為保證提升過程的安全性，在提升過程中遇到突發情況時，如大風暴雨等，需暫停提升，暫停提升這個提示系統的穩定性，主要從以下幾個方面考慮：

a.液壓提升器自身獨有的機械和液壓自鎖裝置，保證了汽包在整體提升過程中能夠長時間的在空中停留

b.汽包提升離地之前，應在其兩端設置可用于水平限位的鋼絲繩卸扣和導鏈等，以便在提升過程中隨時使用。

⑤提升過程同步控制措施：汽包整體同步提升過程中，液壓提升系統的同步性控制是穩定性控制的一個重要環節：首先是液壓同步提升系統設備自身設計的安全性保障通過液壓回路中設置的液壓自鎖裝置以及機械自鎖系統，在液壓提升器停止工作或遇到停電油管爆裂等意外情況時，液壓提升器能夠長時間鎖緊鋼絞線，確保被提升結構的安全。

其次是保證液壓提升系統設備的完好性，在正式提升之前進行充分的調試，以確保其在整個提升過程中能夠將同步精度控制在預先設定的安全范圍之內。

另外采用人工測量的方式進行輔助監控 提升前在每個吊點下方地面上設好測量點，提升過程中每提升一段距離（約10m），利用激光測距儀對每個吊點進行絕對高度測量，并進行高差比對 當相對最大高差大于預設數值時，立即通過手動控制的方式進行調整。

（4）提升過程的監控

在整個同步提升過程中應隨時檢查，提升承重系統是提升工程的關鍵部件，務必做到認真檢查，仔細觀察，做好相應的記錄。

第一同步提升過程中的檢查：（1）觀測液壓提升系統壓力變化情況，定時做好記錄，并與預設值進行比對;（2）上吊點提升平臺結構工作情況;（3）鍋筒提升過程的整體穩定性;（4）提升鋼絞線的垂直度;（5）液壓提升系統設備的提升同步性;（6）激光測距儀配合測量各提升吊點在提升過程中的同步性;（7）提升承重系統監控，（8）液壓動力系統監控。

第二提升承重系統是提升工程的關鍵部件，重點檢查：（1）錨具（脫錨情況，錨片及其松錨螺釘）;（2）導向架中鋼絞線穿出順暢;（3）主油缸及上下錨具油缸（是否有泄漏及其它異常情況）;（4）缸頭閥塊軟管及管接頭;（5）各種傳感器及其導線3.6.5 現場利用液壓提升施工，首先要懂得應急排除液壓提升設備常見故障，主要表現在液壓提升器故障泵站故障油管損壞以及突然停電停電復送。

（5）汽包吊裝步驟

以參建的某發電廠鍋爐電站機電設備吊裝為例，因汽包吊裝為吊裝作業，所以必須以實例計算出相關的吊裝參數一般汽包提升位置下方結構復雜，汽包的總長度大于提升空間最大凈空長度，因此，汽包提升時，通過液壓系統調整兩個吊耳的高度，將汽包傾斜后與地面成40°）某工程計算的汽包上兩個安裝吊耳最大起吊允許角度為40°），此時，可以滿足提升的需求。

第一步：將汽包水平放置于吊裝結構下方，完善安裝液壓提升系統及液壓頂推滑移系統;

第二步：液壓提升系統調試后，并檢查臨時措施符合要求，正式提升汽包，將汽包提升約1.5m，暫停提升;

第三步：單獨提升一個吊點，使得兩個吊點的相對高差在汽包傾斜角度約為24°時，暫停提升;

第四步：利用液壓頂推滑移系統，將兩組滑移梁同時向中間頂推滑移與兩個吊點的水平距離一致，鋼絞線恢復垂直狀態 使得鋼絞線在提升過程中傾斜角度始終不大于1°，滿足提升的要求;

第五步：繼續單點提升汽包，使得兩個吊點的相對高差在汽包傾斜角度約為35°時，暫停提升，利用液壓頂推系統將兩組提升梁同時向中間頂推滑移，使得鋼絞線恢復到垂直狀態;

圖6? 鋼絞線40°時（第3次）恢復垂直狀態

第六步：繼續單點提升汽包，使得兩個吊點的相對高差在汽包傾斜角度約為40°時，暫停提升，利用液壓頂推系統將兩組提升梁同時向中間頂推滑移，使得鋼絞線恢復到垂直狀態（圖6）;

第七步：汽包保持此狀態繼續提升，直至高位吊耳的標高達到要求時，暫停提升;

第八步：按照上述調整汽包姿態的方法，利用液壓提升系統及液壓頂推系統再次調整兩個吊點的高差;逐步將汽包的姿態恢復為水平狀態;

第九步：將汽包利用液壓頂推系統平移至設計平面位置，并通過液壓提升微調汽包標高，使其標高滿足設計要求，完成汽包的提升作業。

（6）汽包就位吊裝裝置的安裝

汽包就位吊裝裝置的安裝工作是起重工與鉗工不同工序不同專業工種作業之間相互協調相互配合中進行完成的，并且是與汽包吊裝工作銜接進行的

（7）液壓提升設備吊裝用具臨時設施的拆除

汽包吊裝安裝完畢經驗收合格后，按照要求拆除液壓提升設備吊裝用具臨時設施，仔細檢查，對有造成損壞的要進行修復處理，回復原樣，吊裝工作完成。

結束語

液壓提升吊裝方法不但吊裝裝置安裝簡單，而且在吊裝過程中安全得到了進一步的保障，施工程序也比較科學，此吊裝方法也可適用于大型火力發電廠鍋爐尾部煙道、鍋爐受熱面、發電機定子吊裝以及整體出廠的汽輪機和發電機等大型超重設備的吊裝施工。