火力發電廠塔式鍋爐鋼架安裝技術

劉永陽

(山東電力建設第一工程公司,山東濟南 250131)

火力發電廠塔式鍋爐鋼架安裝技術

劉永陽

(山東電力建設第一工程公司,山東濟南 250131)

以某電廠百萬機組工程為例,介紹了塔式鍋爐鋼架安裝的技術特點與安裝方法,并提供了相關計算數據,為類似的施工項目提供借鑒。

1000MW機組 塔式鍋爐鋼架 安裝 技術

1 引言

某電廠百萬機組鍋爐爐型為塔式鍋爐，鍋爐本體鋼架為全鋼結構。其塔式鍋爐鋼結構主要由筒式框架(主鋼架)、大板梁和爐頂桁架、鍋爐兩側輔鋼架、爐前輔鋼架、鋼平臺和脫硝空預器鋼架六個部分組成。主鋼架是鍋爐的主要受力結構，其不但承受垂直力，又是傳遞水平力的主要結構。主鋼架自己組成一個穩定結構，兩側輔鋼架、爐前輔鋼架和鋼平臺依附在主鋼架上。塔式鍋爐鋼結構的安裝是一個新的課題，現進行介紹相關的安裝技術與工藝。

2 施工方法

鋼架吊裝采用分層、分段，平臺、爬梯同步安裝的方式，安裝順序為:基礎劃線→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→平臺扶梯安裝。

在完成設備的檢查、清點編號和基礎劃線及柱底板安裝后開始進行鋼架的安裝工作。

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之間進入鍋爐主立柱圍成的區域進行卸車和吊裝作業，第一層鍋爐鋼架主立柱和主立柱連接橫梁、垂撐到貨后，直接在吊裝現場卸車，其他輔鋼架卸于設備存放區，用龍門吊或汽車吊卸車，提前檢查編號和做方向標識，根據吊裝順序逐步運至吊裝現場。

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

(3)立柱安裝。箱型主立柱內側已設計爬梯，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，穿裝螺栓時必須與起吊耳上的孔數相對應。用M2250履帶吊吊裝立柱就位，就位過程中選用39．6m主臂工況，就位回轉半徑12米，鋼絲繩選用一對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標高線與建筑單位提供的1m標高線進行比對和調整，調整完成后在立柱上進行明顯的標識。

(4)設備連接件安裝。主鋼架兩層立柱通過箱型立柱內側的法蘭穿高強螺栓連接，輔鋼架兩層立柱之間的連接板帶在上層立柱的下端，起吊時連接螺栓不要擰緊，就位到安裝位置，與下層立柱對齊后，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，現場制作吊裝專用“C”形工具用于躲避垂撐正上方的橫梁，吊裝每根垂撐時，提前計算垂撐就位位置吊耳距梁中心的高度，對應固定“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，吊裝第一根時可以先用限位銷(小梁不少于兩個，大梁不少于4個)固定并穿裝不少于總數的1/3個螺栓(且不少于2個)，在第二根橫梁基本到位時方可卸掉螺栓，對齊螺孔后穿裝連接螺栓，拆除限位銷。

(7)水平支撐安裝。在每個框架內橫梁安裝后及時安裝水平支撐，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BF軸線后7．5m、鍋爐縱向中心線上，選擇主臂最大回轉半徑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米回轉半徑內，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布置在#6鍋爐縱向中心線上、鍋爐主鋼結構BJ軸線后7．5m處。BJ軸線的主立柱和連接橫梁均在其18m回轉半徑內，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履帶吊配合兩臺塔吊進行立柱起立等輔助工作。每層鋼架安裝時，兩臺主吊機械同時施工，分別主吊爐前爐、爐后鋼架，均從爐右至爐左依次吊裝，立柱吊裝后及時安裝連接橫梁以保證鋼架的穩定性。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見以上序號(3)～(7)。

圖1

2.2 鋼架找正

在第一層鋼架吊裝過程中，通過調節地腳螺栓上的調節螺母將立柱1m標高線與建筑專業提供的1m標高線對齊，其他各層在吊裝過程中(主柱)或吊裝就位完后(輔鋼結構立柱)，用經緯儀測量各立柱的垂直度，通過纜風繩上的葫蘆把立柱調到垂直。在柱頂找出其中心，用鋼卷尺測量各立柱間的間距和對角線，通過測量的數據找出偏差較大的，通過在橫梁和立柱間加減墊板來調整柱間距，對角線偏差較大的可在兩立柱間掛葫蘆來調整。檢查各驗收點合格后，緊固螺栓。復測各尺寸符合要求后調整結束。

2.3 螺栓安裝

本工程使用扭剪型高強度螺栓，安裝時嚴禁強行穿入螺栓，連接處的螺栓緊固應按一定順序施擰，應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 平臺爬梯施工各層的平臺欄桿在鋼架安裝完畢后，進行柵格板的鋪設和欄桿的安裝。爬梯應隨著鋼架的逐步吊裝隨時就位，以保證施工通道的順暢。

(1)設備檢查。吊裝前復查設備外觀尺寸是否與圖紙尺寸相符，制造誤差是否超標，若發現欄桿等設備有缺陷，如欄桿有彎曲現象，應及時采取相應糾正措施進行校正。隨著每層鋼架的安裝，及時將平臺扶梯就位并進行固定。

(2)格柵采用焊接固定。格柵的受力扁鋼方向，嚴格按照圖紙安裝，不得任意調轉安裝方向。格柵的邊緣與鋼結構立柱等的連接處應保持一定的安裝間隙，一般為25mm。嚴格按格柵布置圖安裝，嚴禁挪用其他位置的格柵。凡管道穿過柵格板開孔處，在現場切割(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。

平臺安裝的一般流程:設備檢查→吊裝→調整就位焊接。

3 主梁吊耳強度計算

本項目需要進行主柱吊耳強度、主梁吊耳強度、主垂撐吊耳強度以及鋼絲繩的數據進行計算，此處僅列舉主梁吊耳強度計算提供參考。(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來進行吊裝吊耳強度的校核。主梁自重61．845t，起吊重量62．7t(包括安全繩、鋼絲繩、卡環等共0．8t)。4個吊點均勻受力，通過負荷分配計算，每個吊點受力15．7t，按16t計算。

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

計算選吊耳承力最薄弱的點。吊耳孔兩側拉應力: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。

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

4 結語

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