談廠房鋼工程中超大直徑鋼煙囪的高效制作、安裝施工：以韶鋼為例

劉錦華，楊 云

（廣東韶關鋼鐵集團建設有限公司，廣東 韶關 512122）

1 概述

新一廠房鋼工程二次除塵、LF爐鋼煙囪2座，直徑5500mm，高度40m，安裝基礎標高-0.500mm，壁厚10.000標高以下16mm，10.000mm以上12mm。煙囪內側底板傾斜放置，在最低處的筒壁上開排水管，煙囪頂部設置2圈外加強圈，頂部內設置鋼管，十字撐單座煙囪重量近100t，為目前韶鋼最大直徑鋼煙囪，煙囪外部在15.000m標高設置一個環形檢測平臺，地面到檢測平臺由旋梯連接，煙囪進風口為方管，方管與煙囪45°傾斜向上連接。由于該煙囪直徑大，受運輸沿途道路高度障礙，構件高度不得超過3000mm。因此，該煙囪無法分段制作運輸，只能單節卷制運輸，按以往工藝此半徑的圓筒需分多塊鋼板卷制后拼成圓筒最后加焊加強圈，制作工作量大且難以保證。圓筒圓度導致現場組對困難，在煙囪安裝施工方面如果按由下往上逐節組對安裝須每道環縫搭設平臺且在12m以上就要大吊車配合，工期緩慢且耗費大量人工和吊機臺班費用。為此，本文特介紹該超大直徑鋼煙囪的快速制作、安裝施工工藝，在施工工期、成本、安全和質量方面均取得良好效果。

2 煙囪制作及安裝工序安排

煙囪筒體共分為16個小節，根據韶鋼軋板能力，每節筒體按單塊板定軋，寬度根據公司輥床卷制寬度確定。兩座煙囪筒體排版尺寸為10.000m標高以下分4接每節高度2620mm，10.000m標高以上分11.5節2530×11＋1265，根據吊裝口設置需利用檢測平臺作安裝操作平臺，即在檢測平臺以上便于安裝操作高度設置吊裝口，為此把高度為1265mm的半圈設置在檢測平臺下面，便于環縫與加強圈錯開。

3 煙囪制作

3.1 煙囪筒體制作

煙囪筒體按安裝順序出場（安裝順序見4.2鋼煙囪安裝）。為滿足工期要求，筒體制作時，筒體開料與底座板、加強圈，同時進行。筒體的切邊開料采用半自動開料，筒體環縫及縱縫坡口均為外坡口，其他所有底座板、加強圈及進風口底板及上蓋板均用CNC數控開料，保證下料精度及安裝組對精度，每個加強圈及底板分8塊下料。筒體的卷制工藝如圖1，卷制筒體時用天車吊鉤及輔助滾輪輔助施工，為控制圓度，在卷制筒體的同時沿著筒壁組對加強圈，并焊好加強圈與筒體焊縫，控制每一塊加強圈外弧長的圓度，相鄰加強圈間對接縫預留不焊，將卷好的筒體吊出卷板機后豎放在地面，調整好圓度后焊接筒體縱縫及相鄰加強圈間對接縫（見圖1）。

圖1 煙囪筒體卷紙示意

3.2 旋梯制作

旋梯梯梁為槽鋼[18a，其卷制加工尺寸控制難度較大，梯梁長度為旋梯角度弧長及梯高為直邊的直角三角形的斜邊長，梯梁下好料后按梯梁展開斜邊角度插入輥床進行卷制，卷制弧度按梯梁平面投影弧度控制。卷制梯梁的同時進行旋梯踏板下料，踏板尺寸為每塊踏板對應圓心角的扇環尺寸。

旋梯組對前按旋梯旋轉角度和高度制模，從地面到最高點均布4個工模。在旋梯組對時先以工模為限位調整內外梯梁外框形狀和尺寸，然后組對踏板和欄桿。

3.3 進風口方管的制作

進風口方管制作分4塊散件制作，其下底板和上蓋板與煙囪筒體的組對邊為橢圓型，兩面側板為平行四邊形。由于進風口截面尺寸較大，四塊板均需拼板制作下料。為節約板料，上蓋板和下底板排版按有規定指示，先按整板訂料，下料后一邊掉頭兩塊對稱拼接。

4 鋼煙囪安裝

4.1 煙囪吊裝方案

由于煙囪為單節運到現場組對按常規吊裝方法在煙囪基礎上逐節往上吊裝組對，須在每道環縫處搭設作業平臺，平臺搭設工作量大和排柵管用量大，吊裝作業危險性加大，且根據現場吊裝條件所需吊車費用較大，安裝工期長，無法滿足工程進度要求，為此決定采用分段倒裝法。

整個煙囪分4段吊裝，為便于操作、節省搭設臨時平臺和吊車臺班費用，首先確定在檢測平臺位置設置一個吊裝口，根據操作平臺以下部分筒體1～7總重及現場吊裝位置計算，筒體1～7總重已超出本公司200t吊車吊裝范圍，因此在筒體2和3之間設置一個吊裝口。根據檢測平臺以上部分筒體8～16重量、現場吊裝位置及吊裝高度，確定分兩段吊裝，即需設置一個吊裝口，該吊裝口高空吊裝時需搭設臨時作業平臺，為安全起見須盡量降低吊裝口高度，為此根據吊裝條件把筒體8～16從上往下計算滿足吊裝條件的最大起重量設置吊裝口與筒體11和12之間（第三吊裝口）。

4.2 鋼煙囪安裝

由于場地狹窄和吊車吊裝能力有限（最大為200t汽車吊）煙囪的安裝無法現場整體組對后吊裝，根據吊車吊裝參數，安裝分4段吊裝，第1段安裝先把底座（第1節）吊運至基礎上，底部均布8組墊板配合斜墊調節標高和水平度，緊固基礎地腳螺栓，然后進行基礎二次灌漿。底座安裝好后直接在其上吊裝第2接，組對焊接操作在搭設的臨時操作平臺上進行，第2、3、4段吊裝前在煙囪邊上臨時地面平臺上進行組對，各段組對按倒裝法進行，即第2、3、4段組對順序筒體編號分別為6、7、5、4、3，10、11、9、8，15、16、14、13、12。每節筒體組對采用垂直組對，相對水平組對垂直組對不受筒體自重引起的橢圓度影響，同時節約場地。每段筒體組對前先把從上往下第2節吊到鋼架平臺上，在其上組對第1節，第1、2節后組對焊接好后，將其吊出鋼平臺，將第3節吊入剛入鋼平臺，再將組對的第1、2節吊上第3節上組對焊接，以此類推完成各段筒體的地面組對。應用倒裝方法組對焊接時搭設的平臺只要便于一個筒體高度的環縫組對操作即可，不必隨筒體環縫升高而搭設相應高度的平臺。在第2段的第6、7節組對時，把相應的檢測平臺安裝上去，同時由檢測平臺往下在組對到第5、3節時把相應的旋梯及平臺安裝上去，第2段筒體吊裝前在筒體3與筒體2上確定角度位置避免旋梯與進風口相碰及上旋梯位置錯誤。在第3段的筒體11、10組對時，把臨時吊裝操作平臺組對上去，并在第3段組對完后吊裝前搭設好臨時爬梯。第4段吊裝完后，用吊車配合拆除臨時操作平臺及爬梯。每節筒體的組對焊縫采用留間隙單面焊雙面成型焊接，組對時采取在環縫焊道上均布若干個扁鋼留間隙，待環縫對稱焊接定位后去除扁鋼。每段筒體吊裝組對時進行垂直觀測，觀測方法為在90°圓心角的兩個方向進行吊線觀測。在吊裝口焊接時為防止焊縫收縮不均引起煙囪傾斜，采取環縫分段對稱焊接。

筒體安裝后進行進風口的安裝，進風口外框豎直截面尺寸為4000×5610，重量近8t，由于風機消聲器已安裝就位，將進風口整體安裝難以就位，為此進行4塊單獨安裝，安裝順序為先安裝一塊側板，再安裝底板，再安裝另一側板，最后安裝上蓋板。進風口安裝前對筒體上的組對位置進行現場實際放樣，然后按預定順序安裝。整個進風口安裝好后進行進風口筒體開孔。

5 結語

本次施工采用的超大直徑鋼煙囪施工工藝，其制作施工中的筒體整板卷制在大直徑筒體制作中屬首次應用，安裝施工中采用分段倒裝法工藝在克服現場條件的同時，在節省了吊車臺班、減少工作量加快施工工期和保障施工安全等方面，均取得顯著效果，同時取得顯著經濟效益。