大型電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)探討

何保成

摘要：當前，國家經(jīng)濟的不斷向前發(fā)展推動了我國科學技術(shù)的不斷完善和創(chuàng)新，我們了解到，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)是電站鍋爐最重要的結(jié)構(gòu)和承載部件之一，它是支承和固定鍋爐本體各部件，并維持它們之間的相對位置，保證鍋爐安全運行的空間結(jié)構(gòu)，系建筑結(jié)構(gòu)的一個分支。從整臺鍋爐的金屬耗量上看，鋼結(jié)構(gòu)占三分之一以上;從整個鍋爐設(shè)計工作量上看，鋼結(jié)構(gòu)占三分之一;從鍋爐安裝工期節(jié)點看，鋼結(jié)構(gòu)的大板梁就位，是標志性里程碑節(jié)點，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接是整個鍋爐安裝中高空作業(yè)點最多風險最大的作業(yè)。可見鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量對整個鍋爐建造質(zhì)量和經(jīng)濟效益影響很大，提高鍋爐鋼結(jié)構(gòu)焊接水平具有重要意義。

關(guān)鍵詞：大型電站;鍋爐;鋼結(jié)構(gòu);安裝技術(shù)

引言

鍋爐鋼結(jié)構(gòu)主要由柱底板、柱、梁、垂直支撐、水平支撐、平臺樓梯、剛性梁、大板梁等部件組成，除承受鍋爐本體載荷外，還要承受主廠房框架與鍋爐構(gòu)架之間平臺傳遞的荷載。另外，它是控制鍋爐膨脹，傳遞承受爐膛壓力及載荷的重要部件。結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)要求，對制造過程中坡口制備、裝配、焊接、噴砂、油漆等關(guān)鍵工序和難點進行分析。

1施工工藝技術(shù)特點

鋼結(jié)構(gòu)框架，組裝、吊裝技術(shù)特點如下：（1）通過分段、立體式地面組裝，可避免高空組裝時，受溫度、風荷載影響導致的測量誤差，可改善工序操作條件，便于控制安裝質(zhì)量。（2）分段立體式模塊，需應(yīng)用框架單元組裝方式，減少了高空作業(yè)量，降低了吊裝組裝難度。（3）模塊框架單元組裝，不需搭設(shè)腳手架，只需設(shè)置操作性爬梯，就可維護操作條件。（4）模塊框架單元組裝，減少了高空作業(yè)量，降低了施工控制難度，提升了安全系數(shù)。（5）多框架同時組裝，能擴大施工作業(yè)面，縮短工程組裝時間，方便合理控制工程總進度。

2大型電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

2.1鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

鍋爐鋼結(jié)構(gòu)平面跨度大，無法進行單節(jié)整體吊裝，需要分片、分節(jié)、分段逐層安裝上升。1）鋼結(jié)構(gòu)安裝需要分片、分節(jié)、分段逐層安裝上升。可以考慮汽車吊吊裝鍋爐鋼架底部一定高度的部份構(gòu)件;如果場地合適可以在鍋爐一側(cè)或兩側(cè)考慮布置塔吊，隨著鋼架上升，塔吊可以更方便鋼架的吊裝。2）搭設(shè)操作平臺和物料平臺。考慮場地、成本、安全等方面的原因，可以搭設(shè)柱頭架子，方便鍋爐鋼架的吊裝。在施工過程中一些設(shè)備需要存放在鍋爐鋼架上，為了安全、方便的進行工作，可以考慮在鍋爐鋼架合適位置搭設(shè)物料平臺;鍋爐鋼架部分部件需要焊接，如大板梁等厚度較厚需要焊前加熱、焊后保溫，需要設(shè)置操作平臺。）

2.2BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的實際應(yīng)用

2.2.1工程建模應(yīng)用

在鋼結(jié)構(gòu)工程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助工程人員根據(jù)管理需要來建立各種類型的數(shù)據(jù)庫，如電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)工程的構(gòu)件數(shù)據(jù)，包括構(gòu)件截面形式、加工信息、安裝位置、構(gòu)件材料等。通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的工程信息，能夠使工程人員順利構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)工程的三維模型，工程人員還可根據(jù)實際需要來自由組合這些構(gòu)件，以此形成對應(yīng)的構(gòu)件安裝方案。同時，工程人員也能依據(jù)這些構(gòu)件信息來做出便捷的工程信息統(tǒng)計與后期管理，極大提高了管理效率。在鋼結(jié)構(gòu)工程中，利用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對整個工程的快速建模，進而幫助工程人員對鋼結(jié)構(gòu)工程中涉及的各類工程信息進行快速統(tǒng)計與分析，工程管理效能也因此得到極大提升。

2.2.2構(gòu)件碰撞檢測

對鋼結(jié)構(gòu)工程來說，涉及的節(jié)點數(shù)量眾多，而且非常復(fù)雜。施工技術(shù)會對整個工程施工有非常明顯的影響，使得這些節(jié)點極易發(fā)生碰撞。例如，在鋼結(jié)構(gòu)施工中可能存在管道和混凝土發(fā)生搭接碰撞的問題，通過BIM技術(shù)可以有效解決該問題。工程技術(shù)人員可以利用BIM技術(shù)來對鋼結(jié)構(gòu)工程的三維模型實施碰撞檢測，這樣能夠幫助其對節(jié)點碰撞位置做出準確判斷，并采取相應(yīng)的措施來加以預(yù)防，進而有效降低構(gòu)件在安裝過程中發(fā)生的碰撞概率，同時也有助于提高各類構(gòu)件在鋼結(jié)構(gòu)工程中的安裝施工效率。

2.2.3鋼結(jié)構(gòu)的加工制作

鋼結(jié)構(gòu)加工需要與各個環(huán)節(jié)進行協(xié)調(diào)，如果施工單位只是利用施工人員進行項目管理，不僅會影響工程項目的施工效果，也會增加施工項目的管理隱患，無法提升材料質(zhì)量的控制需求，在實際的施工管理中，若其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤，都會增加施工隱患，降低鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。因此，在鋼結(jié)構(gòu)加工制作中，為了避免結(jié)構(gòu)施工不合理問題的出現(xiàn)，應(yīng)該引入BIM技術(shù)。第一，在BIM軟件系統(tǒng)運用中，可以將各項數(shù)據(jù)資源融入數(shù)據(jù)存儲平臺中，模擬系統(tǒng)按照各項數(shù)據(jù)工序，為操作人員提供數(shù)據(jù)支持。在可視化數(shù)據(jù)平臺設(shè)置中，可以規(guī)范施工行為，避免施工偏差問題的出現(xiàn)，同時保證各項施工工序在可視平臺上進行操作，并將系統(tǒng)中的信息及時反饋，避免鋼結(jié)構(gòu)施工中數(shù)據(jù)偏差問題的出現(xiàn);第二，在BIM軟件模型使用中，可以展示出鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的詳細尺寸，并將不同的參數(shù)格式及時轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)內(nèi)容，為之后的施工管理提供參數(shù)支持。如，在鋼結(jié)構(gòu)施工中，通過BIM軟件系統(tǒng)的運用，可以根據(jù)鋼板的厚度、材質(zhì)等，設(shè)置差異化的BIM軟件形式，并通過參數(shù)的自動分類，將鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給機床數(shù)控系統(tǒng)，穩(wěn)步提升鋼結(jié)構(gòu)項目的施工質(zhì)量，為電力行業(yè)的自動化運行及穩(wěn)步發(fā)展提供參考。

2.3預(yù)變形施工技術(shù)

當前，在大型電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)施工中，通常會選用不規(guī)則鋼結(jié)構(gòu)造型，在具體施工過程中會出現(xiàn)三維變形的情況。對此，施工人員應(yīng)高度重視鋼結(jié)構(gòu)變形情況，借助科學方法處理變形問題。施工單位應(yīng)實時監(jiān)管鋼結(jié)構(gòu)施工情況，檢查施工技術(shù)的實際運用，綜合考慮多種影響因素，科學制定合理的施工方案及施工措施，對鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)計及具體施工質(zhì)量進行嚴格管控，降低鋼結(jié)構(gòu)變形概率，有效保障整體鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在鋼結(jié)構(gòu)預(yù)變形技術(shù)施工中，施工人員需采用構(gòu)件夾固法，將各個構(gòu)件部分固定好，避免中型及小型構(gòu)件出現(xiàn)變形問題，借助有較好剛性的夾具將構(gòu)件固定，再開展相應(yīng)的焊接工作，具體可用夾具強行固定在高溫冷卻后出現(xiàn)收縮變形的構(gòu)件上。構(gòu)件夾固工藝技術(shù)應(yīng)用在低碳鋼結(jié)構(gòu)施工中，可獲得較好的施工效果。施工人員需利用反變形法對中長型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形進行有效控制，先對焊件冷卻后出現(xiàn)變形的大小情況及方向等進行預(yù)測，并在實際焊接操作前，焊接有相同方向和大小的冷焊實施變形，抵消焊接后構(gòu)件變形的情況。施工人員按照不同的順序進行焊接，會產(chǎn)生不同的變形情況，應(yīng)嚴格按照規(guī)定要求開展正確的焊接施工操作。

結(jié)語

總而言之，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程需要經(jīng)歷多個工序，只有嚴格控制每道工序質(zhì)量，特別是裝焊、變形控制、表面處理等關(guān)鍵工序，才能保證了產(chǎn)品的整體制造質(zhì)量，以滿足現(xiàn)場運行要求。

參考文獻：[1]李妍.談鍋爐鋼結(jié)構(gòu)制造中的質(zhì)量控制[J]，科技論壇.[2]沈佳明.塔式鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的制造要點[J]，鍋爐制造，2013（05）.

[3]史啟龍.鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量控制要點闡釋[J].價值工程，2020，39（12）：252-254.

[4]王海川.建筑鋼結(jié)構(gòu)高強鋼高效焊接工藝研究與應(yīng)用[J].科學與信息化，2020（13）：94-95.