百萬千瓦塔式鍋爐安裝方案的優化設計

蔣曉波

中國能建集團江蘇省電力建設一公司 江蘇南京 210028

1 常規安裝方案簡介

江蘇某工程2×1000MW 機組塔式鍋爐的安裝難點主要包括：主鋼架、剛性梁、水冷壁、省煤器、再熱器、過熱器、空預器、脫硝、尾部煙道的安裝等。

1.1 機械的布置

前期在鍋爐爐膛中間布置一臺FZQ2400- 100t 附著式塔機，在主鋼架和大板梁、部分次梁封頂后移到鍋爐固定端，在爐頂布置一臺20t 平臂塔吊和臨時布置一臺250t 履帶吊，履帶吊主要進行FZQ2400 附著式塔機的拆除，并和20t 平臂吊進行大板梁次梁的吊裝；在爐后布置一臺275t 履帶和一臺250t 履帶吊進行空預器和脫硝部分的安裝。

1.2 主鋼架安裝方案介紹

塔式鍋爐總長度60.875m，總寬51m；鋼結構總重12000t，其中主鋼架6500t。主鋼架立柱縱向中心間距31.5m、橫向中心間距30.5m,柱頂標高120.83m，大板梁頂標高為128.2m。

主鋼架由五層鋼結構及爐頂鋼結構組成, 每層由箱型截面的主立柱、主梁、斜撐通過高強螺栓聯接形成框架結構。爐頂鋼架則由大板梁、大板梁次梁、前后桁架等部分構成。

其中主立柱和主梁較重，基本在100t 重左右，最重件達108t。

主鋼架第一層鋼結構采用一臺CC1500- 275t 履帶吊進行作業，第二層至第五層鋼結構由一臺FZQ2400- 100t 塔機進行吊裝就位，爐頂鋼結構則由FZQ2400- 100t 塔機及布置于爐頂的一臺CKE2500- 250t 履帶吊和一臺K50/ 50- 20t 塔機共同完成。

1.3 剛性梁安裝方法

剛性梁分為上部剛性梁和下部灰斗剛性梁二部分。

根據塔式鍋爐特點，其集箱分布在水冷壁外側，其中三器的進出口集箱集中分布在前后水外側，凡是有集箱布置的層面剛性梁即讓開布置，前后側剛性梁是不連續的，因此前后和左右側上部剛性梁分別采用不同的吊裝方法。

左右側上部剛性梁可以形成一個連續穩定的框架，故采用5×100t 液壓提升系統一層一層地組裝進行提升，直至所有構件安裝完畢后將其整體提升至就位標高，穿好吊桿后完成作業；前后側上部剛性梁采用2 臺10t 卷揚機構成的提升系統進行散件拼裝和有條件的小組合相結合的較為靈活的方式來完成安裝。

灰斗部分處的剛性梁采用卷揚機與爐膛內汽車吊吊裝相結合的方法來完成。

1.4 水冷壁安裝方法

水冷壁分垂直段水冷壁和螺旋水冷壁（包括冷灰斗水冷壁），均采用在高空組合方式進行安裝。

1.5 爐內三器（省煤器、過熱器、再熱器）安裝方法

三器全部布置在爐膛內，先在地面組合成一組組，總計334組，在垂直水冷壁、爐頂棚找正就位驗收及所有吊桿安裝好后開始進行安裝。

三器吊裝采用串吊與分層相結合的方法，按照省煤器、一級再熱器、二級過熱器、二級再熱器、三級過熱器、一級過熱器從上至下的順序，以單元組方式從爐左開始向爐右吊裝。

圖1 主吊機械立面布置圖

圖2 主吊機械平面布置圖

在爐內布置水平平移軌道，上面安置三器運輸臺車，臺車上放置三器翻身架，臺車采用5t 卷揚機驅動。三器由150t 履帶吊吊放至臺車上，然后開動5t 卷揚機將其平移送運至爐膛內起吊位置。在爐頂安裝兩臺20t 卷揚機加起吊裝置構成的起升系統，在爐膛內布置一臺50t 履帶吊與之配合進行三器翻身。

三器運送至爐內起吊位置后，50t 履帶吊在翻身架上生好鉤，二臺20t 卷揚機分別生鉤在每組三器上口設計吊點處。三機抬吊先將三器單元組扳直立起，然后50t 履帶吊松鉤，二臺卷揚機雙機抬吊起升三器單元組至就位位置，待懸吊桿焊接好后方可松鉤。從左至右吊裝過程中，水平運輸軌道需要根據進度進行向右調整，而爐頂卷揚機吊點從頂棚上穿入點也相應改變。

1.6 尾部煙道垂直段整體提升方法

尾部煙道總重約195t，采用2×200t 液壓提升裝置分三部分進行提升，最后整體提升到就位位置。

1.7 空氣預熱器、脫硝本體安裝

脫硝部分鋼結構桁架采用爐后布置的CC1500- 275t 履帶吊吊裝就位，煙道殼體體積較大，分片采用FZQ2400- 100t 塔機起吊至安裝位置進行拼焊。

空氣預熱器鋼架及本體采用CC1500- 275t 履帶吊和CKE2500- 250t 履帶吊分兩個作業面進行安裝，中間穿插進行煙風道的安裝，其中空氣預熱器大梁用上述雙機抬吊就位。

2 安裝方案的優化

（1）對鍋爐安裝的大型機械配置進行優化設計。前期在鍋爐爐膛中間布置一臺FZQ2400- 100t 附著式塔機；同時在鍋爐擴建端布置一臺FZQ1380- 63t 附著式塔機，用來進行對FZQ2400 塔機的拆除，部分次梁及其它受熱面等鍋爐設備的安裝；FZQ2400 塔機在主鋼架和大板梁、部分次梁封頂后移到鍋爐固定端，與FZQ1380 塔機一起完成所有鍋爐設備的安裝。 這樣就可以取消常規布置的一臺250t 或275t 履帶吊和一臺20t平臂式塔機，一方面大大節約成本，而且極大地提高了安裝效率。

（2）主鋼架一至五層由FZQ2400- 100t 塔機完成，頂層鋼架由FZQ2400 塔機與FZQ1380 塔機完成，減少了中間環節。

（3）所有剛性梁的安裝全部采用二臺10t 卷揚機組成的抬吊系統，較以前的液壓系統加卷揚機結合進行安裝的方案來具有布置快速、拆裝方便、移位簡單、作業效率提高等優點。

（4）垂直段水冷壁分為上、中、下三部分，采用在地面整體拼裝組合，每面墻分成7 組整體單元，采用40t 龍門吊、250t 履帶吊、FZQ2400- 100t 塔機三機14 點柔性在地面扳直立起，然后由FZQ2400- 100t 塔機起升從爐頂插入爐內，利用FZQ1380 塔機接鉤過渡就位。采用此方案，僅用7d 即完成四面墻28 片水冷壁，較常規方法提前一個半月，并且大大減少了高空作業，保證了人員和機械設備安全（見圖3）。

（5）爐內三器（省煤器、過熱器、再熱器）安裝方法進行了優化，即在頂部軌道上的移動導向滑輪增加固定點，只需要在軌道上開槽固定，這樣可以保證只在頂棚的鰭片上開縱向小槽，以保證起升鋼絲繩通過即可，而原方法是在頂棚上開較大的方孔，需要割除頂棚管，最后要進行焊接，恢復起來困難大。通過對此方案的優化，最后只需要將鰭片上小槽進行密封焊接，工藝簡單且工作量小，在工程上取得了很明顯的效果。

圖3 立水冷壁整體吊裝圖

（6）尾部煙道垂直段整體提升方法進行了優化。尾部煙道總重約195t，采用2×200t 液壓提升裝置分三部分進行提升，最后整體提升到就位位置。但在原方案基礎上增加了水平方向移動的軌道及小車，這樣可以很方便地將煙道在空中精確對接安裝。同時改變安裝順序，即先將垂直煙道提升到位，然后再進行空預器鋼架和脫硝鋼架及下部脫硝煙道的安裝，大大減少了交叉作業和降低了作業難度（見圖4）。

（7）空氣預熱器、脫硝本體安裝方案的優化。空氣預熱器鋼架和脫硝鋼結構及本體，固定端可由FZQ2400- 100t 塔機起吊，擴建端的則用FZQ1380 塔機完成，爐后中間布置的CC1500- 275t 履帶吊進行中間部分吊裝，煙道殼體體積較大，可以分段組合采用FZQ2400- 100t 塔機起吊至安裝位置進行拼焊。減少布置一臺250t 履帶吊，并且三個作業面能同時開展工作，中間穿插進行風道等其它設備的安裝。

3 結論

圖4 尾部煙道垂直直段整體提升圖

經過對塔式鍋爐安裝方案的優化設計，比較以前的常規布置和安裝方法具有很強的先進性，目前這一施工方案已經成為主流，大大提高了工程建設的效率和效益，如我公司的第二臺塔式鍋爐的安裝較第一臺節約了一千多萬元的費用, 實際工期也大有提前，而第三臺即國信連云港2×1000MW 超超臨界機組塔式鍋爐的安裝取得了更為明顯的效果，也得到了兄弟單位的廣泛認可。

1 《華潤彭城2×1000MW 超超臨界機組施工組織設計》江蘇省電力建設第一工程公司 2007

2 《中電國際常熟2×1000MW 超超臨界機組施工組織設計》江蘇省電力建設第一工程公司 2009

3 《國信連云港2×1000MW 超超臨界機組施工組織設計》江蘇省電力建設第一工程公司 2010