電廠建設中大型設備的吊裝技術分析

李艷鵬 李連川

（中國能源建設集團江蘇省電力建設第一工程有限公司，江蘇南京210001）

0 引言

作為電廠建設中一項復雜的施工作業，在對大型設備進行吊裝時，一定要根據現場實際情況制定吊裝方案[1]。本文所探討的工程作業環境復雜、空間狹窄，對于此環境下的大型設備吊裝方案和技術的闡述，可為類似工程提供技術借鑒。

1 工程概況

本文以漳澤發電廠2×100萬kW“上大壓小”改擴建工程為例進行分析。2#機組空冷島設備以鋼結構為主，其安裝施工作業借助吊裝方式完成，由TC7052（25 t）塔吊和CC1500（275 t履帶吊）配合完成吊裝。后續的空冷風機、管束、蒸汽分配管、排汽大管道及擋風墻等，由TC7052（25 t）塔吊和D1100-63塔吊配合完成。

2 吊裝技術特點

從方法來看，吊裝技術可分為分段吊裝和整體吊裝[2]。大型設備采用整體吊裝方法進行施工，但需要提前將其在地面安裝好，這樣不僅能減少高空作業量，提升工作效率，而且能有效縮短工期。雖然整體吊裝具有較高的安全性，但吊裝過程中也存在一定的事故隱患，因此要結合施工場地的實際空間，制定科學、合理的吊裝方案，確保全程吊裝施工安全[3]。

在本工程施工過程中，空冷島鋼結構的吊裝主要由TC7052（25 t）塔吊和CC1500（275 t履帶吊）配合完成，空冷風機、管束、蒸汽分配管、排汽大管道及擋風墻等由TC7052（25 t）塔吊和D1100-63塔吊配合完成，這樣可減少迎頭、導向滑輪、卷揚機放置位置選擇等一系列問題，還可縮短施工準備時間。漳澤發電廠2#機組鋼結構吊裝現場施工圖如圖1所示。

圖1 漳澤發電廠2#機組鋼結構吊裝施工

3 吊裝技術分析

3.1 實施方案

在本工程中，空冷凝汽器鋼結構平臺在A排外34m，長97.12m、寬96.8 m，分為9個軸線（A10～A18）、9個排線（AA～AI），風機數量為64臺，平臺兩邊懸挑，但AA、AI排端不懸挑。整個鋼結構平臺坐落在20根直徑為3.8 m、高43.5 m的圓形混凝土柱上，平臺結構由縱橫交錯的鋼桁架連接而成，其中平臺結構頂標高為50 m，桁架高6.4 m，桁架梁上下弦桿、立桿、腹桿及水平支撐等構件均采用熱軋制H型鋼，鋼材強度等級均為Q235B。

排汽裝置與空冷AA列之間布置空冷排汽管道，從排汽裝置殼體中引出兩根φ6 220 mm的管道，沿A14與A15的中心線延伸至距AA列28 m時垂成58.5°和58.5°角向上，每根管道由φ6 220 mm逐漸變至φ4 410 mm，其間主斜管道分岔成2根φ4 270 mm的管道，分叉管φ4 410 mm上又分出2根φ3 120 mm的管道，與空冷島上方的蒸汽分配管連接。

散熱管束分為順流管束和逆流管束，每列由88個鰭狀散熱管束組成。鋼結構平臺上的管束支撐方鋼是安放管束之地，管束上部為蒸汽分配管道，頂部標高64 m，由AA～AI排逐漸變徑至頂標高為62.8 m，管束下方布置有風機橋架及變頻電機、減速機、風葉等設備。每個冷卻單元由安裝在A型框架的隔離墻隔開。

3.2 所用設備

大型設備的吊裝作業需要用到特定的機械來輔助完成，具體施工機械布置為：275 t履帶吊車布置在11～18軸之間，從AA～AH排依次退車安裝，先安裝10～13軸、AA～AI排區域，再安裝13～15軸、AA～AI排區域，最后安裝15～18軸、AA～AI排區域和AA排外的排汽管道；25 t塔吊布置在A13～A15、AG～AI之間；63t塔吊布置在汽機房A排與空冷島AA排之間，負責管束、風機、風機橋架、風筒、蒸汽分配管、排汽管道等設備的吊裝工作；50 t履帶吊負責現場構件和設備組合；其余平板車輛負責構件運輸。具體設備如表1所示。

表1 電廠建設中大型設備吊裝設備

3.3 操作要點

3.3.1 平臺桁架安裝

（1）測量。在安裝作業開始前要先測量混凝土柱頂標高，每根混凝土柱頂有4條地腳螺栓M56，單柱頂部標高偏差要控制在3 mm以內。借助水平儀分別對20根混凝土柱的頂部標高進行測量，以測得的最高點為各柱基準點，按照圖紙要求的標高尺寸算出高度差，最后準備好平墊鐵與斜墊鐵，在安裝時將其墊于柱底板下，并通過墊鐵對最終標高進行調整。

（2）安裝柱頭鋼柱地板。20個柱底板需在桁架吊裝前就位，并用水平儀測量標高，通過調整柱底板斜墊鐵方式保證標高達到圖紙要求，然后擰緊地腳螺栓螺母，焊牢墊鐵點。在柱頂、柱底板安裝就位后再次對柱底板標高進行全面觀測，并詳細記錄相應數值，最后按照設計和圖紙要求完成焊接和二次灌漿作業。

（3）吊裝桁架。以A11軸、AA～AC排為例，一榀桁架組合長24.75 m、重28 t，吊索選用2根6×37-1770-φ32 mm鋼絲繩，繩長30 m，可考慮雙頭四點吊裝方式，但需保證鋼絲繩的夾角在20°左右。上、下弦梁用腳手架搭設水平通道。用鋼絲繩將桁架上弦綁扎牢固后借助275 t履帶吊車慢慢起升，下弦部分用50 t履帶吊車輔助起升。起升到一定高度后及時通知50 t履帶吊車慢慢回鉤，將桁架豎直并吊離地面200 mm，此時安排專業人員對鋼絲繩受力均勻度和構件平穩度進行檢查，合格后才能開始二次起升。對選用的桁架吊裝鋼絲繩進行驗算，以下為驗算公式：

式中：T為鋼絲繩最小破斷拉力（kN）；Q為起吊重量（N/kg）；n為許用力安全系數。

本工程中選用的6×37-1770-φ32 mm鋼絲繩，其最小破斷拉力為552 kN，通過計算得出鋼絲繩的許用力安全系數n=552÷72.9≈7.57＞6，滿足要求。所以，本工程中用6×37-1770-φ32 mm鋼絲繩是安全的。

3.3.2 風機護網和風筒安裝

該項施工中，用腳手架搭設好操作平臺后，按設計圖紙要求測出平臺內部風機護網牛腿的標高并畫線，將風機護網牛腿按標高位置找平后進行點焊焊接。最后按預留螺栓孔將螺栓穿在風機護網托架上，找平后將螺栓擰緊。每個單元風機護網由77片1 600 mm×1 000 m×25 mm格柵和4根縱向、8根橫向的工字鋼支撐梁組成。先在地面平臺上按圖紙標號和尺寸擺放好縱、橫支撐梁，穿上螺栓，待操平、驗證尺寸合格后初緊螺栓。再將格柵鋪在組合好的縱、橫支撐梁上，用專用卡子卡住后擰緊卡子螺栓。組合完成后的單元風機護網重5.6 t，用吊車將這一整體構件吊至風機護網位置，緩慢回鉤，降至圖紙要求的標高位置后放在牛腿及托架上，擺正護網支撐梁，穿上高強螺栓擰緊，至此該項作業完成。

3.3.3 風機水平蓋板安裝

每個單元風機平臺水平蓋板由20塊3 mm厚不規則但平整的鋼板組成，安裝時按先角部再單元中心原則依次進行，先將角部鋼板按圖紙編號和圖紙尺寸放正，壓嚴鋼板和平臺接觸面，確保沒有縫隙后再從鋼板中間向兩邊依次進行點焊。按順序依次安裝4個角部水平蓋板，待水平蓋板全部完成點焊后，再一次驗證弧度和尺寸，保證4個90°弧度組成圓直徑為9 862 mm，不出現橢圓情況。

3.3.4 爬梯及腳手架搭設

搭設爬梯和腳手架時，可對吊籠采用四點吊裝方式，起吊過程中應注意作業勻速緩慢，利用吊車將施工人員送到柱頂，他們要在預埋鐵件上找到并扶正圍欄的8個立柱點，然后再對立柱進行滿焊作業，還要將間距為600 mm的兩道安全水平拉繩綁扎牢固，并用安全繩卡子卡住。與此同時，地面配合作業人員要在地面作業區域將7段6 000 mm×400 mm的安全爬梯用螺栓連接成兩段，并用螺栓連接爬梯上的安全護網，在每片爬梯上安裝4個爬梯固定支架。作業完成后將爬梯第一段豎直吊起，同樣要在吊離地面200 mm時檢查鋼絲繩受力的均勻度，然后起吊就位于混凝土圓柱預埋件上焊接牢固，后續爬梯依次施工就位。

3.3.5 空冷凝汽器安裝

在該項目施工過程中選用兩種類型的吊車，一種為63 t塔吊/80 m幅度，另一種為25 t塔吊/50 m幅度，其最大起重量分別為9.8 t和7.88 t。此時兩臺塔吊可以全覆蓋空冷島7.88 t以下設備的吊裝，即最重件為7.5 t均可滿足使用。

3.3.6 管道系統安裝及風墻吊裝

首先對蒸汽排汽管道進行安裝，因為空冷排汽管道具有直徑大、安裝量多和安裝位置較高的特點，所以為最大程度確保吊裝施工安全，要按照安裝順序逐件進行吊裝。排汽管道是分段供貨的，單件最重可達到60 t（也可分為40 t管道和20 t大彎頭分開吊裝）。空冷平臺四面有擋風墻，每面擋風墻由25根13.69 m高立柱、5層橫梁和4根支撐組成。在進行風墻吊裝作業前，需要將安裝的立柱固定在平臺上螺栓預緊，用經緯儀找正，調整纜風繩使立柱垂直，隨后將立柱螺栓終緊，再依次安裝其余立柱，最終完成吊裝作業。

4 結語

總而言之，在電廠建設項目中，由于受場地、作業空間等問題限制，在對大型設備進行吊裝時，需要科學、合理地運用吊裝技術進行作業，要結合生產實際，在保障施工安全的同時，盡可能提高大型設備吊裝的施工效率。