王明銘

(武漢鋼鐵有限公司 審計(jì)監(jiān)察部 湖北 武漢：430080)

武鋼三煉鋼廠是上世紀(jì)90年代建成投產(chǎn)的世界一流水平現(xiàn)代化鋼廠。其三座250噸轉(zhuǎn)爐是目前最大規(guī)模的煉鋼設(shè)備，其中煙道式余熱鍋爐(下簡(jiǎn)稱“煙道”)是轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中的重要一次煙氣除塵設(shè)備，是受高熱、高壓的巨大管道式鍋爐，擔(dān)負(fù)著收集煉鋼過程中產(chǎn)生的煙氣、塵埃的功能，該煙道的設(shè)計(jì)壓力為4.2MPa，因投產(chǎn)以來多次泄漏，嚴(yán)重危害生產(chǎn)和檢修安全，急需更換。本次工程煙道下段不換，需要更換的是從斜段以上到尾部煙道前的部分煙道,如圖1所示,圓圈內(nèi)為待更換部件。由于類似局部煙道的更換工程在武鋼尚無先例，無直接經(jīng)驗(yàn)可借鑒，且原設(shè)備均為國(guó)外產(chǎn)品，缺乏圖紙及各種技術(shù)資料的支持；且不能影響其他轉(zhuǎn)爐的正常生產(chǎn)等諸多不利因素，造成此次煙道上段更換難度較大。因此必須要求我們科學(xué)合理設(shè)計(jì)施工方案，嚴(yán)格控制施工工序及煙道的吊裝時(shí)間，確保工程施工順利進(jìn)行，確保在規(guī)定工期內(nèi)安全可靠的完成吊裝施工工作。

圖1 煙道示意圖(圓圈內(nèi)為待更換部件)

1 煙道上段現(xiàn)狀分析

本次需要更換的煙道上段是由164根Φ60.3mm×3.91 mm的無縫鰭片鋼管圍成直徑Φ3780 mm的筒體，需更換煙道共重22t。位置在斜煙道上方至尾部煙道接口間，其中下口與斜煙道由無縫鰭片鋼管焊接，通過彎頭段(長(zhǎng)4m，重6t)、垂直段(長(zhǎng)12m，重16t)同尾部煙道由法蘭連接，全長(zhǎng)16m。由于長(zhǎng)期冷熱交換作用，使原煙道上段管道多處開裂，經(jīng)常性的焊補(bǔ)已無濟(jì)于事，大量漏水進(jìn)入爐內(nèi)，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐的正常生產(chǎn)。

2 吊裝難點(diǎn)分析

(1)周圍設(shè)備眾多，空間狹窄。需要更換的煙道上段位于煉鋼廠房2#轉(zhuǎn)爐上方的44m平臺(tái)與60m平臺(tái)上部的空間內(nèi)，而2#轉(zhuǎn)爐又處于正常生產(chǎn)的1#轉(zhuǎn)爐、3#轉(zhuǎn)爐之間，周圍生產(chǎn)設(shè)備眾多，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件更換時(shí)要不影響1#、3#轉(zhuǎn)爐的正常生產(chǎn)。

(2)吊裝部件超長(zhǎng)超重。需要更換的煙道上段垂直段部分長(zhǎng)12m，重16t，煙道附屬聯(lián)箱圍管最大外徑5m，屬超長(zhǎng)、超大、超重構(gòu)件，起吊困難。

(3)屬非常規(guī)吊裝操作。這次由于斜煙道以下部分不更換，只更換斜段以上到尾部煙道前的部分煙道，所以無法按常規(guī)的下部通過法吊裝。

(4)需空中對(duì)接安裝新煙道。煙道在吊運(yùn)過程中，必須多次調(diào)整姿態(tài)、角度，原始位置尺寸難以保持，影響煙道每組管道的對(duì)接，同時(shí)空中接口組裝施工操作困難。

3 總體吊裝工藝的制定

針對(duì)上述技術(shù)難點(diǎn)，運(yùn)用汽車吊和天車配合按常規(guī)的下部通過法吊裝不能滿足吊裝要求，因此從上往下安裝是唯一可選方案。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)勘察和技術(shù)論證分析，提出在煉鋼廠房2#轉(zhuǎn)爐上方的55m平臺(tái)與60m平臺(tái)上部的空間內(nèi)設(shè)置多臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)并掛設(shè)多個(gè)滑車組，先用40t天車將需更換的煙道從3#爐東側(cè)吊裝孔地面吊運(yùn)至55m平臺(tái)，再利用設(shè)置的滑輪吊裝點(diǎn)從55m平臺(tái)穿插吊運(yùn)至60m平臺(tái)鋪設(shè)的拖拉橇板上，然后通過橇板拖運(yùn)到安裝位上方并安裝到位。

總體的吊裝工藝流程是：

煙道的加固→測(cè)量煙道原始尺寸并記錄→搭設(shè)55m接受平臺(tái)→60m平臺(tái)梁(部分)的拆除→舊煙道上段破壞性拆除→新煙道的分成彎頭段和垂直段→新煙道吊運(yùn)至吊裝孔→新煙道吊運(yùn)至55m平臺(tái)→新煙道吊運(yùn)至60m平臺(tái)鋪設(shè)的拖拉橇板上→煙道水平運(yùn)至安裝位上方→連接新舊管口并安裝就位→恢復(fù)拆除平臺(tái)梁等。

4 煙道吊裝前準(zhǔn)備工作

4.1 煙道控制尺寸的測(cè)量與標(biāo)識(shí)

舊煙道拆除后，將丟失空間安裝位置尺寸依據(jù)，新煙道又分段吊進(jìn)相關(guān)位置組裝，能否恢復(fù)原始空間位置就是該工程的關(guān)鍵。

(1)原始尺寸的記錄。拆除前，以連接法蘭為基準(zhǔn)，圓周均布四點(diǎn)(用法蘭連接銷孔作參考)向上量出14m、22m兩處，各對(duì)應(yīng)圓周均布四點(diǎn)，如圖2所示。用儀器測(cè)量每點(diǎn)的空間位置，并在旁邊相應(yīng)地方平臺(tái)上焊線架，掛線測(cè)量每點(diǎn)的標(biāo)高及水平距離。線架以能真實(shí)記錄尺寸為準(zhǔn)且牢固，并不影響拆除、安裝位置。

圖2 定位標(biāo)志點(diǎn)示意圖

(2) 原始尺寸的標(biāo)識(shí)。在各平臺(tái)上煙道下側(cè)最低圓周點(diǎn)處焊接位置標(biāo)志點(diǎn)，并水平測(cè)出距離，在平臺(tái)板上打上永久標(biāo)志。

4.2 煙道的分段及備品倒運(yùn)

(1)煙道分段。煙道進(jìn)行分段時(shí)為盡量減少焊接頭，避免焊接損傷，將新煙道分成彎頭段、垂段。煙道分割尺寸長(zhǎng)度是根據(jù)相關(guān)兩層平臺(tái)的高度所定，將接口分別放在平臺(tái)150mm以上，便于安裝焊接。中間接口，直接連接。即在制造時(shí)就完成所有164組管口的上、下段裝配，控制總體安裝標(biāo)準(zhǔn)和每組管口對(duì)接質(zhì)量，并對(duì)其編號(hào)、加固定圈和米字支撐固定，位置在管口300mm處。設(shè)置四組導(dǎo)向限位裝置，便于分解組裝。

(2)備品的運(yùn)輸準(zhǔn)備。此次涉及構(gòu)件體積龐大，運(yùn)輸通道和臨時(shí)擺放地的安排稍有不慎，直接影響工期，因此新備品全部提前送進(jìn)廠房?jī)?nèi)廢鋼線旁，用120t液壓吊倒運(yùn)進(jìn)出吊裝孔的新舊構(gòu)件，同時(shí)爐前天車配合所有備品構(gòu)件的吊運(yùn)。

4.3 施工平臺(tái)的準(zhǔn)備

拆除60m部分平臺(tái)梁, 搭設(shè)55m接受平臺(tái)；新煙道內(nèi)預(yù)設(shè)爬梯和接口處安裝平臺(tái)，便于安裝焊接并兼作下部空間的保護(hù)棚，安裝后期拆除。同時(shí)施工前清理相關(guān)平臺(tái)的廢物，開工后堆放構(gòu)件。

4.4 吊裝機(jī)械的準(zhǔn)備

(1)提前設(shè)置卷揚(yáng)機(jī)，掛設(shè)吊裝、倒運(yùn)滑輪組，制作好運(yùn)輸馬鞍座。需更換的煙道上端設(shè)立兩組主吊滑輪組。55m平臺(tái)上部設(shè)置27.5kW卷揚(yáng)機(jī)一臺(tái)，掛3×3 15t滑車組兩組；60m平臺(tái)上部設(shè)置27.5kW卷揚(yáng)機(jī)3臺(tái)，掛4×4 20t滑車組四組，如圖3所示。

圖3 吊裝滑輪組設(shè)置

(2)檢修40t吊車，試重，確保天車起重時(shí)的起重量；插吊裝專用繩扣，采用包圍捆綁，便于調(diào)整各個(gè)吊點(diǎn)。

5 吊裝工藝實(shí)施

對(duì)于本次大型煙道上段的吊裝施工而言，機(jī)械數(shù)量很多，備件的進(jìn)場(chǎng)時(shí)間存在差異，安裝時(shí)間較少，為了對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，需按照工序要求與時(shí)間要求等完成任務(wù)，必須合理整合吊裝工程資源，以免出現(xiàn)機(jī)械閑置或是浪費(fèi)的現(xiàn)象。具體吊運(yùn)步驟如下：

(1)用爐前450t天車將彎頭段及垂段煙道吊到3#爐附近地面并分別吊運(yùn)，先吊彎頭段再吊垂直段。

(2)用120t液壓吊將一端伸到吊裝孔內(nèi),然后用40t天車接住一端，用120t液壓吊配合送進(jìn)吊裝孔，再用40t天車吊到55m預(yù)置接受平臺(tái)，如圖4所示。

圖4 起吊示意圖

(3)連接60m平臺(tái)上部的兩組主滑輪，及55m平臺(tái)上部的輔滑輪。向卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)移載荷，摘40t天車鉤，吊到60m平臺(tái)上。

(4)卸開尾部煙道并移出，騰出空間后利用卷揚(yáng)機(jī)牽引調(diào)整好煙道角度，鋪設(shè)拖拉橇板，逐步將煙道通過通道，拖運(yùn)至安裝位上方。然后連接兩組吊裝主滑輪組及輔助滑輪組，將煙道傾斜吊入安裝位，如圖5所示。

圖5 60m平臺(tái)施工布置圖

(5)調(diào)整、組裝彎頭段和垂段，尾部煙道復(fù)位，連接煙道和尾部煙道，使其基本定位；以氧槍中心和尾部煙道中心為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整找正。

(6)逐一配接過渡管，連接新舊管口，施焊及完成后續(xù)施工。

經(jīng)過實(shí)踐,上述煙道吊運(yùn)方案得到驗(yàn)證。在整個(gè)吊運(yùn)過程中，使煙道完全處于有效控制之中，由于技術(shù)分析準(zhǔn)確、組織合理僅17天就完成了該項(xiàng)目，工期縮短3天。經(jīng)過近一年多的實(shí)際應(yīng)用，更換的煙道上段運(yùn)行正常，完全滿足生產(chǎn)工作要求。

6 結(jié)語

250噸轉(zhuǎn)爐煙道更換吊裝的成功，充分證明了在狹窄空間的廠房?jī)?nèi)進(jìn)行超長(zhǎng)、超重、超大構(gòu)件吊裝時(shí)，若無直接吊裝設(shè)備或無垂直吊裝空間時(shí)，設(shè)置多臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)并掛設(shè)多個(gè)滑車組進(jìn)行構(gòu)件的吊運(yùn)是完全可行的，創(chuàng)新性的新煙道從上部進(jìn)行穿插吊運(yùn)方法，解決了新煙道無法按常規(guī)的下部通過法進(jìn)行吊運(yùn)的難題，實(shí)現(xiàn)了煙道局部更換技術(shù)在吊裝方案上的技術(shù)突破，在施工技術(shù)上有顯著創(chuàng)新，具有普遍的借鑒意義，同時(shí)具有較高的適用性和可推廣性。