1 000 MW 火力發(fā)電機(jī)組主吊機(jī)械布置方案的選擇

李 浩

（國(guó)能龍?jiān)措娏夹g(shù)工程有限責(zé)任公司，北京 100036）

近些年國(guó)內(nèi)火力發(fā)電發(fā)展進(jìn)入了“上大壓小”的建設(shè)格局，火電廠的建設(shè)也從大范圍覆蓋向“集中力量干大事”轉(zhuǎn)型。如何保證機(jī)組正常工作且又節(jié)約工程成本成為大多數(shù)電建施工企業(yè)所要考慮的問題。在大型火電建設(shè)施工中，投入到吊裝機(jī)械設(shè)備方面的費(fèi)用在成本預(yù)算中占有非常大的比例，選用何種吊裝方案直接關(guān)系到配備機(jī)械設(shè)備的數(shù)量、起吊能力大小和使用時(shí)間，從而影響施工成本。因此，在選擇和布置施工機(jī)械時(shí)要以滿足施工要求為準(zhǔn)則，以經(jīng)濟(jì)效率最大化為目標(biāo)，在充分考慮人員、機(jī)械及環(huán)境等因素的情況下編制最為合理的方案。

1 大型施工機(jī)械的布置原則

綜合國(guó)內(nèi)各類大型火電機(jī)組的場(chǎng)地布置特點(diǎn)可知，各類大型火電機(jī)組的場(chǎng)地布置雖然各有不同，但所實(shí)現(xiàn)的功能卻并無差別。布置相關(guān)設(shè)施時(shí)，可利用其通用布置形式選擇主吊機(jī)械，再根據(jù)不同點(diǎn)合理優(yōu)化，同時(shí)采用常見的塔吊、履帶吊、汽車吊等設(shè)備，結(jié)合各機(jī)組大型設(shè)備和組件就位的情況，選擇可行的吊裝方案，以壓縮機(jī)械成本[1]。

2 主吊機(jī)械布置方案的選擇

2.1 組合場(chǎng)施工機(jī)械布置

根據(jù)施工場(chǎng)地的實(shí)際情況，通常大型火電機(jī)組的組合場(chǎng)占地面積較大，兼具鍋爐、汽機(jī)設(shè)備組合、堆放、鉚焊修配以及配管等功能。根據(jù)以上特點(diǎn)，組合場(chǎng)的吊裝機(jī)械應(yīng)具有覆蓋面積大，起吊高度低，起吊質(zhì)量在60 t 以下等特點(diǎn)。

龍門吊作為傳統(tǒng)廠區(qū)、庫(kù)區(qū)用的起重機(jī)械，完全滿足火電組合場(chǎng)的吊裝需要，而且龍門吊租賃價(jià)格相對(duì)較低，針對(duì)1 000 MW 大型火電機(jī)組，可考慮多臺(tái)龍門吊公用軌道進(jìn)行布置。現(xiàn)以廣東臺(tái)山百萬機(jī)組為例進(jìn)行布置說明。

組合場(chǎng)施工機(jī)械布置時(shí)，要將組合場(chǎng)設(shè)置在機(jī)組擴(kuò)建端，并在其內(nèi)部同軌布置2 臺(tái)分別為40 t/42 m和63 t/42 m 的龍門吊，軌道布置方向垂直于鍋爐施工區(qū)，該區(qū)域內(nèi)龍門吊軌道總長(zhǎng)度約為480 m。該場(chǎng)地主要用于鍋爐專用鋼煤斗的配制、煙風(fēng)道的制作、煙風(fēng)道組合、受熱面設(shè)備組合和小型設(shè)備臨時(shí)存放等。為提高機(jī)械以及場(chǎng)地的利用率，該區(qū)域前期可作為建筑周轉(zhuǎn)用地[2]。需要注意的是，組合場(chǎng)的一端應(yīng)該盡量靠近鍋爐布置，以減少設(shè)備二次倒運(yùn)的運(yùn)輸距離；靠近擴(kuò)建端施工的項(xiàng)目，可以將組合場(chǎng)龍門吊軌道延長(zhǎng)至施工道路上，便于組合設(shè)備裝車；場(chǎng)地標(biāo)高比較統(tǒng)一的項(xiàng)目，可以將軌道延伸至爐后施工區(qū)域，從而直接將組合好的煙道、管排等吊至鍋爐施工區(qū)域，不再需要二次倒運(yùn)。

2.2 主廠房吊裝機(jī)械布置

主廠房吊裝機(jī)械布置需考慮的因素較多，如在土建施工階段應(yīng)考慮布置建筑平臂吊，需要將其布置在能夠覆蓋全部主廠房區(qū)域，且在后期有附著的位置，另外還要提前避開主廠房大門、除氧間設(shè)備托運(yùn)通道等關(guān)鍵位置。現(xiàn)以廣東臺(tái)山百萬機(jī)組為例進(jìn)行布置說明。

汽機(jī)房土建結(jié)構(gòu)布置有2 臺(tái)H70/30 平臂吊，其布置方式均為附著式，其中一臺(tái)平臂吊布置在A 列外15 軸處，回轉(zhuǎn)中心距離A 列中心6 m，塔高70 m，臂長(zhǎng)70 m，能覆蓋大部分廠房結(jié)構(gòu)；另一臺(tái)平臂吊布置在擴(kuò)建端轉(zhuǎn)運(yùn)站南側(cè)，回轉(zhuǎn)中心距離轉(zhuǎn)運(yùn)站附著混凝土結(jié)構(gòu)中心6 m，塔高75 m，臂長(zhǎng)70 m。兩平臂吊互相配合，能覆蓋整個(gè)廠房結(jié)構(gòu)[3]。

汽機(jī)基座施工主要機(jī)械為H70/30 平臂吊，20 t 汽車式起重機(jī)施工過程中根據(jù)需要，布置在汽機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行配合。汽機(jī)房鋼屋架、屋頂風(fēng)機(jī)以及行車軌道梁采用250 t 履帶吊在汽機(jī)房A 列外進(jìn)行吊裝。高、低壓加熱器、除氧器吊裝采用布置在汽機(jī)房一側(cè)的履帶吊完成。除氧器體積較大、質(zhì)量較重，但就位位置在最高層，吊裝時(shí)除氧間頂棚要暫緩施工，然后采用600 t履帶吊將除氧器吊至提前布置好的滑道上，再用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽拉至就位位置。高、低壓加熱器件數(shù)較多，且就位位置層具有樓板，只能采用雙機(jī)配合穿裝的方式進(jìn)入布置層，然后采用提前布置的滑道托運(yùn)至就位位置，因其質(zhì)量較輕，采用一臺(tái)250 t 履帶吊和一臺(tái)150 t 履帶吊配合即可完成吊裝。

鋼煤斗組件吊裝采用鍋爐主吊機(jī)械MK2500 塔吊和LS368RH-5（250 t）起重機(jī)吊裝。在選擇塔吊時(shí)，應(yīng)充分考慮覆蓋鋼煤斗的就位位置。由于鋼煤斗就位位置為鍋爐和汽機(jī)房中間，無法布置機(jī)械，鍋爐主吊無法覆蓋，鋼煤斗安裝只能采用散裝。

2.3 鍋爐吊裝機(jī)械布置

大型火電機(jī)組鍋爐吊裝機(jī)械布置主要應(yīng)考慮吊裝覆蓋范圍（鋼架全覆蓋、煤倉(cāng)間覆蓋率80%、爐后空預(yù)器覆蓋30%）。輔吊應(yīng)考慮覆蓋中控樓、鍋爐電梯間、主吊覆蓋外的煤倉(cāng)間和爐后空預(yù)器鋼架等[4]。根據(jù)百萬機(jī)組塔式鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，鍋爐設(shè)備吊裝選擇MK2500（140 t）塔吊、FZQ1250（50 t）塔吊、LS368RH-5（250 t）履帶吊以及P&H7150（150 t）履帶吊為主力吊機(jī)，QUY（50 t）履帶吊為輔助吊機(jī)的吊裝方案。

鋼架主吊機(jī)械的選擇既要滿足起吊鋼架組件質(zhì)量和鍋爐鋼架區(qū)域全覆蓋的要求，又要滿足不影響覆蓋范圍內(nèi)建筑和安裝施工等的要求。主鋼架的主吊裝機(jī)械選用MK2500（140 t）塔吊，起重機(jī)布置于爐膛正中心，伸臂裝配36.6 m，該起重機(jī)能夠隨著鋼架的增高進(jìn)行自頂升，達(dá)到指定高度后按說明書要求安裝附著于鍋爐副鋼架。輔助機(jī)械為L(zhǎng)S368RH-5（250 t）履帶吊，鍋爐主鋼架設(shè)備由250 t 履帶吊在爐后卸車，即在MK2500（140 t）塔吊起重幅度21 m，額定起重量為120 t 的位置。

在吊裝完大板梁以及塔吊作業(yè)半徑內(nèi)的次板梁后，MK2500（140 t）塔吊從鍋爐中心拆除然后布置在鍋爐左側(cè)F1～G 列之間，并采用64.2 m 的伸臂，回轉(zhuǎn)中心距離副鋼架外側(cè)6 m 的結(jié)構(gòu)繼續(xù)進(jìn)行輔助構(gòu)架、爐后空預(yù)器受熱面、管道、風(fēng)道以及聯(lián)箱等設(shè)備的吊裝及爐頂各類吊裝機(jī)具的布置及拆除作業(yè)。

布置P&H7150（150t）履帶吊爐頂時(shí)，要在大板梁及部分次梁安裝完后，MK2500（140t）塔吊拆除前，將其 吊至爐頂。爐頂上要提前布置該履帶吊站車平臺(tái)，且應(yīng)滿足履帶吊可以在平臺(tái)上左右行走。該履帶吊選用36.6 m 的伸臂，額定起重量為77.8 t，以滿足剩余次梁的吊裝。同時(shí)，該履帶吊作為MK2500（140t）塔吊拆除的主吊機(jī)，又可進(jìn)行加熱面吊裝及爐頂卷?yè)P(yáng)機(jī)的布置及移動(dòng)。

LS368RH-5（250t）履帶吊在吊裝主鋼架階段時(shí)作為輔助機(jī)械，主要承擔(dān)主鋼架組件的卸車、翻轉(zhuǎn)及配合抬吊工作。FZQ1250（50t）塔吊布置于鍋爐右側(cè)E3～F1 列之間，其回轉(zhuǎn)中心距離3 軸6 m，該塔吊裝配全工況主要負(fù)責(zé)鍋爐右側(cè)以及尾部鋼架的吊裝，期間穿插預(yù)存部分鍋爐設(shè)備。該塔吊作為主力塔吊的輔助機(jī)械，主要承擔(dān)鍋爐副鋼架組件、鍋爐電梯鋼架和集控樓施工的吊裝。

50 t 履帶吊作為輔助吊車，主要工作為在爐架吊裝時(shí)配合板車倒運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的小構(gòu)件卸車；加熱面吊裝時(shí)在爐膛內(nèi)作為爐內(nèi)受熱管排卸車和抬吊的配合機(jī)械；鍋爐施工后期，由于散件多，且質(zhì)量都不是很大，只需將一臺(tái)50 t 履帶吊布置于爐頂，配合吊裝鍋爐散件及小管件即可。鍋爐吊裝機(jī)械布置示意圖如圖1所示。

圖1 鍋爐吊裝機(jī)械布置示意圖

受熱面設(shè)備安裝期間，采用鍋爐頂部布置多臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)滑車系統(tǒng)的方式進(jìn)行吊裝，此種方式避免了長(zhǎng)時(shí)間占用主力塔吊的問題。根據(jù)鍋爐剛性梁及尾部煙道組件的特點(diǎn)，需要在爐后懸挑梁上布置2 臺(tái)200 t 的液壓提升裝置，從而將爐后煙道組合成整體進(jìn)行提升就位。前期鍋爐左側(cè)前角布置1 部SC200/200D（2 t）型施工升降機(jī)，施工高峰前期鍋爐右側(cè)前角再布置1 部SC200/200D（2 t）型施工升降機(jī)運(yùn)送施工人員。

2.4 脫硫施工主要施工機(jī)械布置

脫硫吸收塔需要用傳統(tǒng)的密封罐體組合吊裝，液壓頂升倒裝法、外部吊車正裝法等方式已經(jīng)十分成熟，但是臺(tái)山項(xiàng)目另辟蹊徑，采用了內(nèi)部電動(dòng)倒鏈倒裝法。該方法在桶內(nèi)布置28 臺(tái)30 t 電動(dòng)倒鏈，分別連接于塔筒內(nèi)壁底段，統(tǒng)一控制28 臺(tái)倒鏈同步提升。脫硫煙道采用LS368RH-5（250 t）履帶吊塔式工況進(jìn)行吊裝。

2.5 汽機(jī)房?jī)?nèi)的機(jī)械布置

汽機(jī)間檢修用130（235 t/32 t）橋式起重機(jī)提前安裝完成，投入汽機(jī)基座的土建施工，其軌頂標(biāo)高30.7 m，跨度33.0 m。

2.6 砼攪拌站機(jī)械布置

一臺(tái)百萬火電機(jī)組的主機(jī)主爐標(biāo)段，自建砼攪拌施工區(qū)域考慮布置1 臺(tái)HZNT-60 攪拌機(jī)和1 臺(tái)HZS-25 攪拌機(jī)，同時(shí)配備2 臺(tái)汽車式輸送泵、1 臺(tái)拖式泵和10 輛罐車等施工機(jī)械，以滿足工程需要。

2.7 電除塵吊裝機(jī)械布置

火電廠電除塵安裝技術(shù)已經(jīng)非常成熟，660 MW以上規(guī)模的電除塵安裝采用一臺(tái)50 t 汽車吊和一臺(tái)20 t 汽車吊即可完成全部吊裝作業(yè)。

2.8 其他吊裝機(jī)械布置

250 t 履帶吊、50 t 履帶吊、50 t 汽車起重機(jī)和20 t 汽車起重機(jī)在施工中作為機(jī)動(dòng)用車，主要作用是設(shè)備材料卸車或吊裝。另外，機(jī)動(dòng)布置服務(wù)性吊車有中小型汽車吊等用以施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備卸車、組合、運(yùn)輸、吊裝[5]。

2.9 廠內(nèi)運(yùn)輸車輛

火電廠基建期，場(chǎng)內(nèi)設(shè)備和組件的倒運(yùn)主要運(yùn)輸車輛采用1 輛25 t 低駕平板車，2 輛20 t 平板車和2輛12 t 半掛車，大型設(shè)備（鍋爐主鋼架，定子，變壓器和除氧器等）由甲方指定運(yùn)輸單位運(yùn)輸至主吊機(jī)械范圍內(nèi)，部分設(shè)備采用履帶吊帶載行走的方式短距離運(yùn)輸。

3 結(jié)語

隨著大型火電機(jī)組模塊化程度越來越高，設(shè)備尺寸和質(zhì)量逐漸加大，大型機(jī)械吊裝選型和布置直接影響了項(xiàng)目整體施工進(jìn)度和成本控制。本文通過分析施工平面布置圖，確定了吊車布置的可利用位置，并合理策劃施工順序，以便于施工可緩建部分土建工程，同時(shí)根據(jù)設(shè)備自身質(zhì)量和尺寸特點(diǎn)結(jié)合布置高度和位置，合理選擇了既滿足質(zhì)量需要又便于拆裝的吊裝機(jī)械。該機(jī)械布置方案選擇的優(yōu)劣程度直接影響了火電廠基建期的施工進(jìn)度，所以在項(xiàng)目投標(biāo)階段就應(yīng)由專業(yè)人員編制大型機(jī)械布置方案，為項(xiàng)目建設(shè)施工做好機(jī)械保障。