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        電廠塔式鍋爐主吊機械布置淺談分析

        2022-02-06 07:17:54上海電力安裝第二工程有限公司顧紅凱孫琳玲王國興
        電力設(shè)備管理 2022年23期
        關(guān)鍵詞:板梁塔式起重鋼架

        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。

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