上海電力安裝第二工程有限公司 顧紅凱 孫琳玲 王國興

某電廠新建工程#2機組鍋爐為上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的1000MW超超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈加垂直管水冷壁燃煤直流鍋爐，單爐膛、二次中間再熱、采用四角切圓燃燒方式、平衡通風、固態(tài)排渣、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)、塔式、半露天布置、爐頂設(shè)全覆蓋式輕型防雨屋蓋。脫硝裝置布置在空預(yù)器構(gòu)架上方位于爐后K4～K6軸區(qū)域，前煙道支架采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計位于爐后K6軸至電除塵區(qū)域。鍋爐爐鋼架由輔鋼架、主鋼架及板梁組成，主鋼架的主立柱為箱型鋼柱。立柱縱向中心間距30.9m、橫向中心間距29.3m，板梁頂標高122m。外圍輔鋼架構(gòu)件重量較輕主要承擔平臺扶梯、煙風道和管道重量。

鍋爐廠為提高燃煤效率、降低吊裝及制造難度，對鍋爐設(shè)計進行了優(yōu)化。將主鋼架立柱分為十段進行吊裝，段與段之間用螺栓連結(jié)，主立柱重量不大于55t。板梁采用主梁及次梁結(jié)構(gòu)設(shè)計，使用高強度螺栓連接。主梁為上下疊梁設(shè)計，上梁6根、下梁4根，下梁吊裝時須先進行兩兩組合，組合后吊裝重量約為122t。次梁采用單梁設(shè)計、共13根，其中水冷壁前、后墻次梁為最重件，約70t。

表1 鍋爐板梁統(tǒng)計表

參考以往1000MW火電機組塔式鍋爐施工經(jīng)驗，吊裝機械多采用動臂塔式起重機作為主吊。因動臂塔式起重機具有平衡臂短、起重臂角度可調(diào)、群塔作業(yè)易避讓的特點，塔式鍋爐主吊機械布置可采用爐中爐側(cè)布置或爐兩側(cè)布置。兩種布置方案在具備鍋爐板梁設(shè)備吊裝的前提條件下，均能滿足鍋爐區(qū)域全覆蓋及吊裝效率要求。

圖1 鍋爐板梁平面布置圖

1 主吊機械爐中爐側(cè)布置方案

1.1 主吊機械參數(shù)

電建企業(yè)用于火電施工的典型動臂塔式起重機多為法?？斯炯吧虾ｋ娏C械廠生產(chǎn)的140t級動臂塔式起重機，此型塔式起重機具有起重能力大、覆蓋范圍廣、速度快、群塔作業(yè)時可有效實現(xiàn)安全避讓等優(yōu)點，起重臂可在36.6～64.2m范圍內(nèi)自由轉(zhuǎn)換。采用36.6m起重臂時，17.5m工作半徑內(nèi)主鉤最大起重能力可達140t，在140t負荷時主鉤提升速度0～5.7m/s。采用64.2m起重臂時主鉤最大起重幅度63.3m，起重能力達到22.1t。小鉤全幅度范圍內(nèi)起重能力可達19t。

表2 140t塔式起重機36.6m起重臂性能表

表3 140t塔式起重機63.3m起重臂性能表

1.2 機械布置

根據(jù)爐中爐側(cè)布置原則，鍋爐中間140t塔式起重機布置于K2～K3軸與B3～B4軸中間位置，140t塔式起重機拆除時無需降節(jié)，由布置在爐側(cè)擴建端140t塔式起重機在高空直接拆除。為降低起重機高空拆除的難度，實現(xiàn)122t主梁1（主梁下梁）單機吊裝的要求，鍋爐中間140t塔式起重機選用36.6m起重臂。鍋爐鋼架吊裝期間，140t塔式起重機可實現(xiàn)鍋爐K0～K5軸、B1～B6軸全區(qū)域覆蓋。待板梁吊裝至爐中間最后一根次梁4（懸吊管梁）時，鍋爐中間的140t塔式起重機須先進行拆除。

鍋爐外側(cè)140t塔式起重機布置于擴建端K3～K4軸之間，距B6軸7.5m位置，選用64.2m起重臂，實現(xiàn)吊裝區(qū)域最大化。鍋爐中間的140t塔式起重機拆除后，為確保最后一根次梁4（懸吊管梁）的吊裝就位，同時為滿足后續(xù)鍋爐受熱面設(shè)備及蒸汽管道的施工進度，在爐頂固定端靠爐后位置另安裝1臺20t平臂塔式起重機作為后續(xù)輔助機械。20t平臂塔式起重機選用40m起重臂，采用壓重式基礎(chǔ)，安裝高度為27m。

圖2 主吊機械爐中爐側(cè)平面布置圖

1.3 板梁吊裝

根據(jù)鍋爐中間140t塔式起重機性能，板梁須由爐后K4～K6軸區(qū)域起吊。為保證吊裝的順利進行，爐后K4～K6軸與B1～B6軸區(qū)域（即鍋爐脫銷及空預(yù)器區(qū)域）須暫緩施工，待所有板梁吊裝完成后，方可進行施工作業(yè)。

主梁1（主梁下梁）由運輸車輛運至爐后K4～K6區(qū)域后，在K5軸位置組合，組合后吊裝重量約為122t，由鍋爐中間140t塔式起重機單獨完成吊裝。選用預(yù)先制作好的吊耳做吊點，將塔式起重機主鉤、索具、卸扣與板梁上的起吊吊耳連接，起重機起升吊鉤，將大板梁吊裝至其下平面離開地面200mm后停止，檢查起重機的結(jié)構(gòu)強度及制動情況以及大板梁的水平情況，無異常后將大板梁繼續(xù)吊起至爐頂上方，塔式起重機慢速回轉(zhuǎn)、調(diào)整作業(yè)半徑，直至將板梁吊裝到就位位置。起重機負載率分析以最重件為例：140t塔式起重機起吊時，工作半徑20m、額定起重量130t、負載率93.8%；就位時，工作半徑12.7m、額定起重量140t、負載率87.1%。

其余主梁2（主梁上梁）、次梁1（爐中水冷壁側(cè)墻）、次梁2（爐前、爐后水冷壁側(cè)墻）、次梁3（爐前、爐后水冷壁墻）、K1～K2軸與K3～K4軸之間次梁4（懸吊管梁）由鍋爐中間140t塔式起重機單獨吊裝就位。K2～K3軸之間2根次梁4（懸吊管梁）因距離鍋爐中間140t塔式起重機太近，因此需要與鍋爐擴建端140t塔式起重機雙機抬吊就位。位于鍋爐中心位置的次梁4（懸吊管梁），由鍋爐中間140t塔式起重機將其先行起吊至爐頂，并在爐后臨時擱置，待鍋爐中間140t塔式起重機拆除后，由鍋爐擴建端140t塔式起重機與后期爐頂安裝的20t平臂塔式起重機抬吊就位。

圖3 主吊機械爐兩側(cè)平面布置圖

2 主吊機械爐兩側(cè)布置方案

2.1 機械布置

根據(jù)爐兩側(cè)布置原則，鍋爐兩側(cè)140t塔式起重機分別布置于鍋爐擴建端及固定端，兩臺起重機對向布置可實現(xiàn)鍋爐K0～K6軸、B1～B6軸全區(qū)域無死角覆蓋。鍋爐擴建端140t塔式起重機布置于K3～K4軸之間、距B6軸7.5m位置，選用64.2m起重臂。鍋爐固定端140t塔式起重機布置于K2～K3軸之間偏爐后方向，避開疏水擴容器鋼架基礎(chǔ)，距B1軸7.5m位置，選用64.2m起重臂。為確保鍋爐爐后K4～K6軸區(qū)域（即鍋爐脫銷及空預(yù)器區(qū)域）可與鍋爐鋼架同步施工，鋼架與板梁均由爐內(nèi)起吊。鍋爐爐后K6軸至電除塵區(qū)域（即鍋爐煙道支架區(qū)域）須暫緩施工，待鍋爐固定端側(cè)140t塔式起重機拆除后方可進行施工。

2.2 板梁吊裝

為確保鋼架主立柱及板梁在爐膛內(nèi)的順利起吊，鍋爐擴建端B6軸位置、K2～K3軸之間17m層以下鋼梁暫緩施工，以便板梁等設(shè)備運輸通道暢通。主梁1（主梁下梁）吊裝時，首先吊裝距離2臺塔式起重機較遠位置的K2軸，再吊裝較近位置的K3軸。

K2軸2根主梁1（主梁下梁）組件分別由運輸車輛運至爐膛中間位置，利用爐兩側(cè)的2臺塔式起重機進行卸車，并在爐膛內(nèi)45度對角放置組合，組合后吊裝重量約為122t。選用預(yù)先在主梁1（主梁下梁）兩端制作好的吊耳做為吊點，將2臺塔式起重機主鉤、索具、卸扣與板梁上的起吊吊耳連接，2臺塔式起重機同時起升吊鉤，將大板梁吊裝至其下平面離開地面200mm后停止，檢查起重機的結(jié)構(gòu)強度及制動情況以及大板梁的水平情況，無異常后將大板梁繼續(xù)吊起至爐頂上方，2臺塔式起重機慢速回轉(zhuǎn)、調(diào)整作業(yè)半徑，直至將板梁吊裝到就位位置。

起重機負載率分析以最遠、最重件為例：固定端140t塔式起重機起吊時，工作半徑22m、額定起重量103t、負載率59.2%；擴建端140t塔式起重機起吊時，工作半徑21m、額定起重量105t、負載率58%；固定端140t塔式起重機就位時，工作半徑22m、額定起重量103t、負載率59.2%；擴建端140t塔式起重機就位時，工作半徑25m、額定起重量96.1t、負載率63.4%。

位于板梁兩端的主梁2（主梁上梁）由爐兩側(cè)塔式起重機單獨吊裝就位，板梁中間位置的主梁2（主梁上梁）由爐兩側(cè)塔式起重機抬吊就位。其余次梁1（爐中水冷壁側(cè)墻）、次梁2（爐前、爐后水冷壁側(cè)墻）由爐兩側(cè)塔式起重機分別吊裝就位。次梁3（爐前、爐后水冷壁墻）、次梁4（懸吊管梁）吊裝工藝參考主梁1。

爐中爐側(cè)布置：機械配置數(shù)量。2臺140t塔式起重機，1臺20t平臂塔式起重機；機械安拆時間。爐中140t塔式起重機在爐架吊裝前完成安裝，板梁吊裝基本完成后拆除。擴建端140t塔式起重機可延至板梁吊裝前完成安裝，至鍋爐施工結(jié)束拆除。20t平臂塔式起重機在爐中140t塔式起重機拆除后完成安裝，爐頂防雨屋蓋安裝基本結(jié)束前拆除；爐后區(qū)域施工影響。爐后K4～K6軸之間的脫銷及空預(yù)器區(qū)域設(shè)備，待板梁吊裝完成后方可施工。脫銷及空預(yù)器施工周期短，勞動強度較大；機械力能配置影響。爐中140t塔式起重機拆除及爐頂20t塔式起重機安裝需要擴建端140t塔式起重機配合，這將導(dǎo)致15天左右時間，鍋爐施工缺少主吊機械配合。

爐兩側(cè)布置：機械配置數(shù)量。2臺140t塔式起重機；機械安拆時間。爐兩側(cè)140t塔式起重機爐架吊裝前完成安裝。擴建端140t塔式起重機至鍋爐施工結(jié)束拆除。固定端140t塔式起重機在爐后前煙道鋼架吊裝前拆除；爐后區(qū)域施工影響。爐后K4～K6軸區(qū)域可與爐架同時施工，K6軸至電除塵之間的前煙道鋼架待固定端塔式起重機拆除后施工。前煙道鋼架施工周期無較大變化。脫銷及空預(yù)器施工周期相對放寬5～6個月；機械力能配置影響。機械力能配置充裕、利于施工作業(yè)。

3 結(jié)語

主吊機械采用爐中爐側(cè)布置時，鍋爐中間140t塔式起重機使用周期僅需6個月左右，在完成板梁吊裝后可立即轉(zhuǎn)場至下一個工程項目。且由于鍋爐中間140t塔式起重機實現(xiàn)了鍋爐區(qū)域的全覆蓋，在鍋爐鋼架吊裝初期，鍋爐擴建端的140t塔式起重機可延后至板梁吊裝前完成安裝。因此爐中爐側(cè)布置方案更能滿足企業(yè)同時承接多個火電工程時的施工的要求，有效提高140t塔式起重機的使用效率，減少外租大型塔式起重機械的需求，大大降低企業(yè)成本與資金支付壓力。但由于爐中爐側(cè)布置方案將照成一定時期的機械力能配置不足，對保證鋼架吊裝進度帶來一定難度，鍋爐脫銷及空預(yù)器的開工時間滯后，也對項目部的機械協(xié)調(diào)能力、施工進度管理提出了較高要求。

主吊機械如采用爐兩側(cè)布置，鍋爐脫銷及空預(yù)器區(qū)域可與鍋爐鋼架同時開始吊裝，避免了脫銷及空預(yù)器施工周期被壓縮的難題。2臺140t塔式起重機同時完成安裝，使得鍋爐區(qū)域機械力能配置得到全面保障，為加快鍋爐施工進度提供了可能，但也將導(dǎo)致大型機械成本提高，主吊機械周轉(zhuǎn)效率下降。

通過對兩種主吊機械布置方案的比較分析，可以看到兩種布置方案在電廠塔式鍋爐施工過程中各有優(yōu)劣，項目決策者應(yīng)根據(jù)實際情況靈活選擇主吊機械布置方案，以期實現(xiàn)施工成本最低化、機械效率最大化、現(xiàn)場管理最易化、施工進度最優(yōu)化。