液壓提升系統吊裝鍋爐汽包技術

高寶寶

陜西化建工程有限責任公司 陜西楊凌 712100

陜西化建工程有限責任公司承建的榆神能化50t/ a煤基乙醇項目熱動力站有3 臺260t 循環流化床鍋爐，鍋爐汽包單重52t，安裝標高49.2m，位于鍋爐鋼架B1 軸與B2 軸之間。在建地位于榆林市毛烏素沙漠，地質疏松，鍋爐下部鋼架已經安裝完成，使吊裝空間受限。若考慮吊車吊裝，至少需600t 吊車在爐后進行吊裝，且需對吊車站位場地進行處理。從施工進度及經濟效益出發，此次施工決定采用液壓提升系統對汽包進行吊裝。

1 工藝原理及流程

GYS100- 200 型液壓提升裝置是一種新穎、特殊的起重設備，由液壓泵站、液壓千斤頂、卡緊機構、承載鋼索和上下錨頭等組成。液壓提升裝置的液壓、電氣控制系統有各種可靠的保護功能，液壓千斤頂在提升的過程中有兩套卡緊機構可以隨時實現機械自鎖，從而確保吊裝過程的安全。圖1 和圖2 分別為提升控制系統和提升頂。

圖1 提升控制系統

圖2 提升頂

吊裝工藝流程如圖3 所示。

圖3 吊裝工藝流程圖

2 提升系統布置

在鍋爐框架結構50.2m 標高處設置吊裝簡支梁，梁上安裝2 臺GYS100- 200 型液壓提升器，單臺提升器額定起重能力100t，配套液壓泵源系統。鋼絞線采用公稱直徑Φ15.2mm 高強度低松弛預應力鋼絞線，產品符合《預應力混凝土用鋼絞線》GB/ 5224- 2014 要求，抗拉強度為1860MPa，整根鋼絞線最大力≥260kN，每米重量1.1kg。液壓提升器通過12 根Φ15.2mm 鋼絞線與專用下錨具緊固連接。

（1）提升千斤頂：主要由空心試千斤頂、工具錨、支撐架、和鋼絞線扶架等機構組成。

（2）提升泵站：提升泵站為1 臺泵站控制2 臺千斤頂，配合GYS100- 200 千斤頂最快提升速度為6m/ h（速度可調）。泵站設有電機及液壓系統。泵站型號為16SCY,換向閥型號為WE10，中位機能為M 型，安全閥通徑為10mm。

（3） 支座梁布置見圖4。其材料為工字鋼600，Q345R。

圖4 支座梁布置圖

3 汽包吊裝

將汽包用2 臺GYS100- 200 型液壓提升器吊裝到正式位置。吊裝之前應先將汽包方向調正，然后將汽包吊起離地面100mm 后停留5min，檢查鋼絞線及提升器狀態，確認無誤后方可正式起吊。由于汽包長度約為11068mm，爐膛寬度為15800mm，汽包兩側各有2366mm 的吊裝間隙，因此吊裝時采用水平吊裝。起吊時應嚴格控制吊裝速度，由一個人統一協調指揮（指揮人員位置能清楚觀察汽包狀態）。在汽包就位前，應先將汽包吊桿與吊桿梁吊桿孔對準，以確保汽包吊桿順利穿進吊裝孔。

3.1 汽包吊裝受力分析

汽包吊裝總重約52t（含鍋筒、鍋筒內部設備、鍋筒吊桿和吊具等的重量），其受力分析圖見圖5。圖中，G1=G2=52000×9.8÷2=254800N。

圖5 汽包受力分析圖

3.2 提升器受力分析

液壓提升器為穿芯式結構，中間穿12 根鋼絞線，兩端有主動錨具，利用鍥形錨片的逆向運動自鎖性，卡緊鋼絞線向上提升。液壓提升器最大設計提升重量為100t。

鋼絞線作為柔性承重索具，采用高強度低松弛預應力鋼絞線，直徑為15.2mm，合計12 根共同受力。查相關規范得知，Φ15.2- 1×71860 鋼絞線的破斷力Sb=260kN。

吊裝過程中單根鋼絞線受力：F1=254800 ÷12=21234N；

安全系數K=Sb÷F1=260000÷21234=12.24＞8，選用鋼絞線安全。

當在地面連接時，溝寬為D+0.3m；當在溝內安裝或開溝回填有困難時開溝寬度為D+0.5 m，且總寬度不小于0.7m。在沙土或淤泥的管溝中，可以采取放坡開挖。

3.3 吊裝簡支梁受力分析

吊梁簡支布置時，在框架梁和吊梁上焊接限位塊。為增加安全可靠性，在52m 框架梁支點處局部加強，材料同原鋼結構。

查《鋼結構設計標準》GB50017- 2017 表4.4.1 鋼材的設計用強度指標，低合金高強度結構鋼Q345，厚度40～63mm，抗拉、抗壓、抗彎強度設計值f=290MPa。

經計算，鋼梁最大受力處受力為22.9MPa，遠小于290MPa，強度完全滿足要求。

4 提升過程控制

4.1 預備提升

提升前對液壓提升系統進行調試，檢查各處的連接，以及液壓泵主軸轉動方向是否正確；檢查電磁閥和截止閥的動作是否正常，以及導向架、鋼絞線、地錨、管線及閥塊、臨時設施等的安裝、牢固情況。結構提升之前，應對提升系統及輔助設備進行全面檢查及調試工作。

4.2 提升過程質量控制

在試提升過程中，通過對汽包等設備、提升設施和提升系統的觀察和監測，確認符合模擬工況計算和設計條件，保證提升過程的安全。

（1）以主體結構理論載荷為依據，對各提升吊點處的提升設備進行分級加載，依次為20%、40%、60%和80%。每次分級加載必須保證提升上吊點位移始終在設計控制范圍之內。確認各部分無異常的情況下，可繼續加載到90%、100%，直至汽包等設備前端離地。

（2）分級加載完畢，汽包等設備完全豎直并離開地面約20cm 后，暫停，停留2～12h 作全面檢查（圖6），確保各設備運行及構件正常。停留期間組織專業人員對提升塔架、原結構框架、提升吊具、連接部件及各提升設備進行專項檢查。

圖6 吊裝前檢查

（3）停留期間完畢后，各專業組對檢查結果進行匯總，并經起吊指揮部審核確認無任何隱患和問題后，各吊裝檢查人員就位，然后由施工總指揮下達正式提升命令。

4.3 正式提升

（1）待檢查工作無誤和系統檢測無誤后正式提升，計算確定提升設備所需的伸缸壓力（考慮壓力損失）和縮缸壓力。

（3）設備騰空后停止提升，對液壓提升系統、結構系統進行全面檢查，在確認整體結構的穩定性及安全性絕無問題的情況下，才能繼續提升。

（4）在同步提升過程中，密切注意地面水平滑移情況。確保提升與滑移配合默契同步，提升過程中鋼絞線保持豎直狀態，避免鋼絞線摩擦損壞，避免產生側向力。

4.4 提升過程的監控措施

在一切準備工作完成之后，且經過系統、全面的檢查，確保正確無誤，現場安裝總指揮檢查并發令后，才能進行正式提升。

（1）根據預先計算得到的提升工況提升點反力值，在計算機同步控制系統中，對每臺液壓提升器的最大提升力進行設定。當遇到提升力超出設定值時，提升器自動采取溢流卸載，以防止出現提升點荷載分布嚴重不均，造成對結構件和提升設施的破壞。

（2）通過液壓回路中設置的自鎖裝置及機械自鎖系統，在提升器停止工作或遇到停電等情況時，提升器能夠長時間自動鎖緊鋼絞線，確保提升構件的安全。

（3）設備頭部試提升離開滑移小車（或完全由平臥轉豎直狀態）后，應停止提升。保持此狀態，全面檢查結構、提升設備及提升系統的工作情況（鋼絞線、提升器、安全錨、液壓泵站、傳感檢測系統等）。

（4）監測地面水平滑移情況，配合同步提升。

（5）在提升過程中，注意觀測系統的荷載變化情況等，并認真做好記錄工作。

（6）在提升過程中，地面測量人員要測量各吊點離地的高度。

（7）提升過程中應密切注意提升地錨、鋼絞線、提升器、安全錨、液壓泵站、計算機控制系統和傳感檢測系統等的工作狀態。通訊工具由專人保管，確保信號暢通。在整個同步提升過程中應隨時關注上吊點平臺的整體穩定情況；汽包等設備提升過程的整體穩定性；監視提升承重系統，提升承重系統是提升工程的關鍵部件，務必做到認真檢查，仔細觀察。

5 液壓頂升注意事項

（1）檢查錨具，觀察是否有脫錨情況，檢查錨片及其松錨螺釘安裝情況；

（2）檢查確保鋼絞線從頂部導向架穿出順暢；

（3）觀察主油缸及上、下錨具油缸是否有泄漏或其他異常情況；

（4）時刻注意汽包提升過程的整體穩定性；

（5）密切監視提升承重系統；

（6）設備同步提升至設計位置附近后，暫停，對各吊點進行微調，使結構精確提升到達設計位置；提升設備暫停、鎖定，保持結構的空中姿態穩定不變；最后集中對口安裝。與提升工況相同，卸載時也同步分級卸載，依次為20%、40%、60%、80%；在確認各部分無異常的情況下，可繼續卸載至100%，即提升器鋼絞線不再受力，結構載荷完全轉移至基礎。