印度燃煤電廠660MW鍋爐大板梁吊裝施工研究

摘 要：燃煤電廠鍋爐大板梁吊裝方案各有特色，文章以印度TALWANDI3×660MW超臨界燃煤電廠為例，闡述了吊裝660MW鍋爐大板梁的方法。采用一臺(tái)600t履帶式起重機(jī)完成吊裝工作。

關(guān)鍵詞：鍋爐；大板梁；單機(jī)；吊裝

引言

隨著中國(guó)電建企業(yè)加入印度火電項(xiàng)目市場(chǎng)，印度國(guó)內(nèi)對(duì)電力的大量需求，電廠數(shù)量也再逐年增加。其火力發(fā)電廠單機(jī)容量也越來(lái)越大，鍋爐機(jī)組及其重要組成部件的重量和外形尺寸亦隨之增大。大板梁是鍋爐最重要的載荷載體，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的核心部件，其吊裝是火電項(xiàng)目施工中一個(gè)非常重要的里程碑節(jié)點(diǎn)。

1 板梁吊裝方法簡(jiǎn)介

燃煤電廠鍋爐板梁吊裝方法分：?jiǎn)闻_(tái)、兩臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械吊裝。

如圖1所示，印度TALWANDI3×660MW火力發(fā)電廠使用的板梁吊裝起重機(jī)，為履帶式起重機(jī)（以下稱吊車）DEMAG.600T CC2800-1 SSL/LSL。

圖1 印度電廠板梁吊裝吊車

鍋爐大板梁吊裝多采用鍋爐后開口形式，吊車布置在爐后位置。將爐后鋼架緩裝，給吊車留出移動(dòng)空間，待左、右側(cè)鋼結(jié)構(gòu)吊裝完畢，將板梁從爐后位置轉(zhuǎn)運(yùn)到爐膛內(nèi)，所有板梁放置在爐后空地位置，然后再按照爐前至爐后順序轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝。在板梁的吊裝過(guò)程中，穿插吊裝板梁與板梁之間的次梁，以保證板梁的整體穩(wěn)固性。

2 工程概況

印度TALWANDI項(xiàng)目同期建設(shè)3臺(tái)660MW燃煤機(jī)組，由山東電建一公司EPC總承包。由哈爾濱鍋爐廠設(shè)計(jì)并生產(chǎn)的HG2140/25.4-YM16型超臨界鍋爐，采用不帶再循環(huán)泵大氣擴(kuò)容式啟動(dòng)系統(tǒng)，四角切圓燃燒方式，24只煤粉燃燒器。由上海重型機(jī)械制造廠制造MGS-4760雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，單臺(tái)出力100t/h，鍋爐在BMCR工況下，5運(yùn)1備。

鍋爐板梁為疊梁形式，分別布置在J、K、L軸線，共6件，幾何尺寸28860mm×1800mm×3840mm。

3 板梁吊裝

3.1 方案介紹

本方案為鍋爐鋼結(jié)構(gòu)爐后開口形式，將吊車布置在開口處，吊車主臂工況102m，回轉(zhuǎn)半徑R=16～18m之間，R=16m時(shí)起吊負(fù)荷最大，負(fù)荷163t，吊車在爐后區(qū)域空間跑車；M250/250t吊車布置爐外側(cè)，配合板梁抵運(yùn)后翻身。將板梁按照?qǐng)D紙編號(hào)J、K、L，按照J(rèn)梁組合件→K下梁→K上梁→L下梁→L上梁順序運(yùn)輸至爐膛底部。將J梁上下兩件卸車至爐膛內(nèi)0m，呈一定角度擺放，使用吊車將上下梁組合。K、L上下梁不組合，單件吊裝。

3.2 前期準(zhǔn)備

3.2.1 板梁檢查

對(duì)板梁外觀進(jìn)行檢查，逐一復(fù)查主要尺寸是否與圖紙相符，如整體長(zhǎng)度、高度、定位螺栓孔大小和孔距、加固肋板位置和數(shù)量是否正確，對(duì)板梁各位置的焊縫進(jìn)行外觀檢查。復(fù)核板梁水平中心線進(jìn)行，確認(rèn)中心位置，吊裝吊耳焊接位置是否符合設(shè)計(jì)初衷。

3.2.2 板梁組合

如圖2所示，考慮到J板梁上下梁重量，可以在地面組合后再整體吊裝，減少高空安裝工作量，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，且組合后板梁和附件的重量135t，工況能滿足。組合時(shí)在地面鋪設(shè)枕木，上下板梁在枕木上組合。安裝結(jié)合面螺栓、連接板，檢查螺栓緊固力矩達(dá)到1000N·m，對(duì)板梁進(jìn)行焊接。

圖2 J板梁地面組合

3.2.3 吊裝準(zhǔn)備

J梁組合完畢后，按照疊梁的施工工序，將加固肋板、疊合面螺栓安裝緊固之后進(jìn)行焊接。對(duì)上梁的吊裝吊耳著色檢查，確認(rèn)焊縫嚴(yán)密，無(wú)裂紋。按照板梁安裝圖紙、爐頂鋼架布置圖，在J、K、L柱頭標(biāo)記板梁安裝中心線，安裝板梁弧面墊鐵，確保其鐵膨脹方向符合圖紙。準(zhǔn)備鋼絲繩77mm×20m一對(duì)，Φ52mm×18m一對(duì)。考慮次梁的吊裝，在每件上梁吊裝前，根據(jù)圖紙，在地面將圖紙上臨時(shí)標(biāo)識(shí)，必須現(xiàn)場(chǎng)安裝的加固肋板割下，次梁安裝完后再安裝。

3.2.4 吊車工作

指定吊車行走道路，在每條走道上鋪設(shè)40mm厚度的鋼板，保證吊車安全移動(dòng)和工作。根據(jù)600t吊車說(shuō)明書，吊裝J板梁時(shí)需在600t吊車后加配重。吊裝前使用60t履帶吊給吊車加配重塊，以滿足機(jī)械超級(jí)起重工況。

3.2.5 安裝安全通道搭設(shè)

在地面將腳手架和安全網(wǎng)布置完畢，在板梁頂部安裝欄桿和保險(xiǎn)繩，以滿足次梁吊裝和其他工作。在板梁的前后兩面，從底部鋪設(shè)安全兜底網(wǎng)。將一鋼爬梯跨在板梁頂部，以備吊裝完畢后解除繩索。

3.3 板梁吊裝過(guò)程

3.3.1 鋼絲繩連接

如圖3所示，J板梁組件吊裝使用一對(duì)Φ52mm×18m鋼絲繩，四股四用，分別與上梁腹板的4個(gè)吊耳連接，使用腹板吊耳吊裝板梁。在上梁翼緣板處，安放包角，保證鋼絲繩安全工作。確認(rèn)鋼絲繩連接完畢后，在板梁左右側(cè)，各拉設(shè)一根150m長(zhǎng)的溜繩，用以限制板梁不自由晃動(dòng)。

3.3.2 動(dòng)靜載荷及剎車試驗(yàn)

板梁吊裝前的各項(xiàng)工作準(zhǔn)備完畢，啟動(dòng)吊車，將鋼絲繩由自由狀態(tài)升載荷至張緊狀態(tài)，解除所有與板梁相連接的防傾倒鏈條葫蘆，逐漸提升吊車載荷，直至將板梁提升至距離枕木200mm高時(shí)，保持起重機(jī)和板梁均靜止，檢查機(jī)車各傳動(dòng)部件、起吊鋼絲繩和吊耳是否受力良好、有無(wú)異常。檢查無(wú)異，將板梁落至100mm高時(shí)剎車，檢查吊車剎車是否靈敏可靠。試驗(yàn)完畢，提升板梁至高空。

3.3.3 調(diào)整板梁位置

在爐膛內(nèi)板梁需要按爐膛對(duì)角線方向才能提升，提升過(guò)程中，需要在各標(biāo)高位置安排起重人員監(jiān)護(hù)板梁傾向角度。通過(guò)布置在板梁兩端的兩根150米溜繩調(diào)整，防止在突然起風(fēng)或者意外與爐架相碰后，調(diào)整板梁方向，保證不與鋼架發(fā)生碰撞。

3.3.4 板梁起吊

如圖4所示，板梁保持爐膛對(duì)角線狀態(tài)勻速上升，各區(qū)域起重人員密切關(guān)注板梁狀態(tài)、風(fēng)向、風(fēng)速，地面人員監(jiān)視起重機(jī)載荷狀態(tài)。

圖4 J板梁爐膛內(nèi)吊裝

3.3.5 板梁就位

如圖5所示，板梁超過(guò)柱頭標(biāo)高300mm后，吊車停止提升，吊車向爐前跑車，直至板梁達(dá)到安裝位置正上方，停止跑車。機(jī)車緩慢落鉤，將板梁落在就位柱頭上。安裝柱頭固定螺栓，在板梁前后兩側(cè)各用5t鏈條葫蘆和鋼絲繩與構(gòu)架連接，固定板梁，防風(fēng)防傾斜。通過(guò)搭設(shè)在板梁上的鋼爬梯，解除板梁吊耳上的鋼絲繩和銷軸。

圖5 板梁就位

3.3.6 K、L板梁

K、L板梁?jiǎn)渭跹b。K下梁64t，K上梁84t，L下梁101t，L上梁129t。

3.3.7 K板梁下梁吊裝

如圖6所示，K、L板下梁卸車后，使用梁腹板上的吊耳吊裝。將上下疊梁的連接板固定在下梁上，疊梁用的安裝螺栓均勻放在前后下梁翼緣板上，鋪設(shè)兜底安全網(wǎng)和水平繩。在梁的兩側(cè)各拴一根150m長(zhǎng)的溜繩，以便在板梁提升過(guò)程中及時(shí)調(diào)節(jié)梁的位置，保證提升過(guò)程的板梁可控制。

3.3.8 K板梁上梁吊裝

K板梁上梁到達(dá)工地后需要將板梁翻轉(zhuǎn)180度才能吊裝，因此吊裝前還需要進(jìn)行翻身工作。翻身使用60t和M2250/250t兩車配合翻身。M2250/250t使用Φ77mm×20m的鋼絲繩捆住板梁，60t吊車則使用Φ52mm×18m鋼絲繩和連接卡環(huán)與吊耳連接翻身。上梁翻身完畢后，使用鋼絲繩與上梁吊耳相連接，進(jìn)行吊裝。在吊裝最后兩件板梁之前，需要安裝J和K之間的次梁，以保證板梁的整體牢固性。

3.3.9 疊梁高空安裝

上梁吊裝至下梁正上方后，開始指揮吊車緩慢落鉤，直至結(jié)合面接觸。根據(jù)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，板梁撓度符合L/850mm。應(yīng)同時(shí)從板梁兩側(cè)向板梁中心安裝螺栓和連接板，一邊安裝一邊緊固，直至上下結(jié)合處的連接板、螺栓全部安裝完畢。重復(fù)螺栓緊固，也是由兩端向中心的工序，直至達(dá)到設(shè)計(jì)力矩1000N·m，檢查驗(yàn)收后疊梁焊接。

3.3.10 L板梁吊裝

如圖7所示，L板梁吊裝工序和K梁工序一致，先下梁后上梁，在高空將上下梁的螺栓和連接板安裝完畢后焊接，之后安裝K和L之間的次梁，以保證板梁之間的牢固。板梁安裝完畢后，應(yīng)立即開始板梁與周圍鋼結(jié)構(gòu)的連接，逐步完善頂部鋼結(jié)構(gòu)，從而完成整體鋼結(jié)構(gòu)的吊裝工作。

圖7 L板梁上梁吊裝就位

4 吊裝經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

4.1 板梁翻身

板梁運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，上梁都需要翻身后才能吊裝。此過(guò)程是相當(dāng)重要的，本項(xiàng)目使用250t和60t兩臺(tái)機(jī)械抬吊翻身。通過(guò)機(jī)械一起一落，變換幅度和起落鉤子，將板梁放倒。而后僅通過(guò)250t吊車將上梁吊到豎直狀態(tài)。在將板梁放倒的過(guò)程，保證兩車不相碰撞是非常關(guān)鍵的。

4.2 吊車配重塊增減

在吊車開始承載時(shí)，使用60t吊車將600t配重塊裝上。直至板梁就位后，不能將負(fù)荷完全從吊車卸載，保持30%的載荷時(shí)，開始卸載吊車的配重塊。直至吊車配重塊卸載完，將吊車的負(fù)荷全部卸載。以保證吊車在超級(jí)起重工況下的安全。

4.3 板梁平移就位

板梁吊至空中后，全方位觀察在各標(biāo)高層是否爐膛內(nèi)挑的鋼梁限制板梁，對(duì)此要及時(shí)使用溜繩對(duì)板梁進(jìn)行控制，在控制的同時(shí)，必須保持板梁不能與吊車臂相碰，這個(gè)是絕對(duì)不能允許的。對(duì)天氣情況也要有所預(yù)測(cè)，防止高空突然刮起大風(fēng)，也需要用繩控制板梁的擺幅。

4.4 疊梁高空安裝

疊梁在安裝時(shí)，螺栓的安裝順序必須是同時(shí)從兩端到中間，逐次安裝和緊固，保證板梁撓度。在考慮次梁安裝前需要按照?qǐng)D紙，在地面將圖紙上臨時(shí)標(biāo)識(shí)為現(xiàn)場(chǎng)安裝的加固肋板割下，等次梁吊裝完后才能安裝。不然會(huì)出現(xiàn)因安裝空間不足，次梁無(wú)法安裝，再一次組織機(jī)械、勞力勢(shì)必造成返工。

5 分析及計(jì)算

5.1 負(fù)荷計(jì)算

按最重組合件板梁重量按134t，吊車吊點(diǎn)距離板梁中心各4m，起重機(jī)C2800-1 SSL/600t回轉(zhuǎn)半徑控制在16m-18m之內(nèi)，102m主臂工況加配重，回轉(zhuǎn)半徑16m，吊車載荷163t，鉤子、鋼絲繩、螺栓連接板計(jì)重135t，吊車負(fù)荷135t/163t=82.82%，滿足單車吊裝不超過(guò)90%安全標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 鋼絲繩計(jì)算

在J、K、L板梁之中，J梁吊裝時(shí)的重量為135t，比其他板梁都要重。因此需要對(duì)鋼絲繩進(jìn)行受力計(jì)算。考慮一對(duì)Φ52mm×18m的鋼絲繩進(jìn)行吊裝，單股最大受力F=135÷8÷COS（45/2）=18.2t。根據(jù)鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)，單股Φ52mm鋼絲繩可以起吊的安全重量22.5t>18.2t，鋼絲繩強(qiáng)度滿足要求。

5.3 吊耳受力計(jì)算

如圖8所示，板梁J、K、L上梁均在制造廠內(nèi)焊接了吊耳，最重件板梁重135t，四個(gè)吊點(diǎn)每點(diǎn)受33.75t。吊盤材質(zhì)選用Q345B， 其σs=345MPa，取1.5倍的安全系數(shù)，其[σ]=230MPa，[τ]=0.6[σ]=138MPa，其厚度δ=30mm。

抗拉伸截面：

σ=F×1000×g/[（L-d）×δ]=34×1000×9.8/[（0.3-0.1）×0.03]=55.5MPa<230MPa

抗剪切截面：

τ=F×1000×g/（d×δ）=34×1000×9.8/（0.1×0.03）=111MPa<138MPa

根據(jù)上述計(jì)算可以得出結(jié)論：吊耳板滿足要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

燃煤電廠鍋爐板梁吊裝是一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)同時(shí)也是一個(gè)里程碑項(xiàng)目，如何將板梁安全吊裝就位是工程管理人員需要著重考慮的課題。不論采用哪種方法，都要做好相應(yīng)方案和準(zhǔn)備工作，考慮吊裝過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題并做好預(yù)案；鋼結(jié)構(gòu)、臨時(shí)設(shè)施及安全設(shè)施安裝完善，確保安全施工。

實(shí)踐證明，在印度TALWANDI3×660MW超臨界燃煤機(jī)組安裝工程中，采用600t履帶單機(jī)完成3臺(tái)鍋爐板梁的吊裝工作，彌補(bǔ)了因場(chǎng)地受限、機(jī)械布局受限問(wèn)題而困擾板梁吊裝的難題。為以后660MW機(jī)組板梁吊裝建立了先例，而根據(jù)本項(xiàng)目的吊裝經(jīng)驗(yàn)，提供可依據(jù)的技術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源。因此，該方案值得在類似項(xiàng)目推廣和使用。

參考文獻(xiàn)

[1]聶毓琴，孟廣偉.材料力學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004，2.

[2]哈爾濱鍋爐廠大板梁圖紙資料[Z].

[3]DEMAG.600T CC2800-1.履帶式起重機(jī)說(shuō)明書[Z] .

[4]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)注.GBT22395-2008.鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

作者簡(jiǎn)介：曾亮（1983，11-），男，籍貫：四川，2008年畢業(yè)于山東建筑大學(xué)熱能動(dòng)力專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，助理工程師，2008年7月進(jìn)入山東電建一公司熱機(jī)工程部，曾參與聊城660MW項(xiàng)目、平頂山1000MW項(xiàng)目建設(shè)，現(xiàn)任印度TALWANDI3×660MW項(xiàng)目熱機(jī)工程公司專業(yè)工程師。