燃機(jī)余熱鍋爐受熱面模塊吊裝裝置設(shè)計(jì)對(duì)安裝工程的影響

上海電氣電站工程公司 施濤 陳極有 徐永勇

1 引言

燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐是集高效、清潔、環(huán)保于一體的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)的關(guān)鍵發(fā)電設(shè)備，是燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)電站發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵主機(jī)之一。余熱鍋爐（HRSG）是一種能量回收熱交換設(shè)備，可以從熱氣流（例如燃?xì)廨啓C(jī)或其他廢氣流）中回收熱量。余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽可以用于驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)（聯(lián)合循環(huán)）。余熱鍋爐（HRSG）模塊由4 個(gè)部件組成，包括蒸發(fā)器、過(guò)熱器、再熱器和預(yù)熱器。通常余熱鍋爐廠(chǎng)家會(huì)將不同的組件放在一起形成模塊化以滿(mǎn)足單元的操作要求。

模塊吊裝是余熱鍋爐安裝的核心工作。本文比較兩臺(tái)來(lái)自不同廠(chǎng)家（H鍋和S鍋）的同等級(jí)F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐中的受熱面模塊所配置的吊裝裝置的不同設(shè)計(jì)，基于此設(shè)計(jì)特點(diǎn)編訂的吊裝方案，對(duì)比得出兩種吊裝模塊設(shè)計(jì)所帶來(lái)的工期和成本的影響。

2 工程概況

項(xiàng)目A 采用的是H 鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的余熱鍋爐，室外露天布置。鍋爐為H鍋生產(chǎn)的臥式、三壓、再熱、無(wú)補(bǔ)燃、正壓運(yùn)行、9F燃機(jī)余熱鍋爐等。余熱鍋爐設(shè)有旁路煙系統(tǒng)，增加了機(jī)組運(yùn)行性能的安全性、可靠性，便于實(shí)現(xiàn)燃?xì)鈫窝h(huán)和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的相互切換[1-2]。余熱鍋爐受熱面采用模塊設(shè)計(jì)供熱，余熱鍋爐有6 個(gè)單元，每單元3 個(gè)模塊，共計(jì)18 個(gè)模塊。H鍋余熱鍋爐的受熱面模塊的尺寸、質(zhì)量參數(shù)見(jiàn)表1。

項(xiàng)目B 采用的S 鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的余熱鍋爐，室外露天布置，為9F級(jí)聯(lián)合循環(huán)三壓再熱臥式布置自然循環(huán)余熱鍋爐。煙氣從燃?xì)廨啓C(jī)排出，經(jīng)煙道進(jìn)入鍋爐本體，依次水平橫向經(jīng)過(guò)模塊1、模塊2、模塊3、模塊4、模塊5 和模塊6，最后經(jīng)出口煙道及煙囪排空。鍋爐汽包分高、中、低壓汽包，鍋爐受熱面采用模塊形式，共分為18塊，模塊從爐前向爐后共有6排，編號(hào)依次為1、2、3、4、5和6，每排分為3個(gè)。S鍋余熱鍋爐的受熱面模塊的尺寸、質(zhì)量參數(shù)表見(jiàn)表2。

表2 S鍋余熱鍋爐的受熱面模塊的尺寸、質(zhì)量參數(shù)表

3 受熱面模塊的吊裝裝置

余熱鍋爐受熱面模塊整體呈長(zhǎng)方體狀，由鱗片管、集箱、集箱連管組成，體積大，重量重；特別是長(zhǎng)度較長(zhǎng)（可達(dá)數(shù)十米），且模塊中間無(wú)剛性支撐，整體柔性較大。由于受熱面模塊在余熱鍋爐內(nèi)垂直布置，通常情況下，受熱面模塊的吊裝需要使用多臺(tái)吊車(chē)進(jìn)行共同抬吊，將受熱面模塊從地面水平放置狀態(tài)調(diào)整為豎直吊裝狀態(tài)，然后從余熱鍋爐頂部吊裝就位，即從上往下進(jìn)行逐層吊裝。采用多臺(tái)吊車(chē)共同抬吊時(shí)，多臺(tái)吊車(chē)要求整體協(xié)調(diào)配合度高；在吊裝過(guò)程中受熱面模塊鱗片管易發(fā)生變形等弊端；另外，受熱面模塊數(shù)量較多，工程施工效率低，成本費(fèi)用較大。所以，鍋爐廠(chǎng)家通常會(huì)配備與自身產(chǎn)品相適應(yīng)的余熱鍋爐受熱面模塊吊裝裝置。

下面分別介紹A 項(xiàng)目H 鍋爐廠(chǎng)和B 項(xiàng)目S 鍋爐廠(chǎng)的余熱鍋爐受熱面模塊配備的吊裝裝置，均為一個(gè)項(xiàng)目配備一套。A 項(xiàng)目H 鍋的受熱面模塊吊裝裝置如圖1所示，B項(xiàng)目S鍋的受熱面模塊吊裝裝置如圖2所示。

圖1 A項(xiàng)目H鍋的受熱面模塊吊裝裝置

圖2 B項(xiàng)目S鍋的受熱面模塊吊裝裝置

從以上對(duì)比可以看出，H 鍋和S 鍋的模塊吊裝裝置設(shè)計(jì)基本相同，將吊裝裝置與模塊運(yùn)輸過(guò)程中的包裝架形成固定，一側(cè)預(yù)留主吊具吊點(diǎn)。不同的是H 鍋的吊裝裝置為整套吊裝裝置，僅需要模塊頭部銷(xiāo)軸連接+中部插銷(xiāo)固定；而S鍋的吊裝裝置為散裝框架，需要對(duì)模塊進(jìn)行頭部、兩側(cè)采用大量螺栓固定。

4 吊裝方案

4.1 A項(xiàng)目H爐吊裝的主要機(jī)械和吊裝方案簡(jiǎn)述

選用一臺(tái)600t 履帶吊作為主吊機(jī)械，布置1 臺(tái)150t履帶吊作為輔吊機(jī)械，另布置50t汽車(chē)吊1 臺(tái)，作為600t履帶吊附加配重?cái)[放使用，A項(xiàng)目H鍋余熱鍋爐模塊吊裝主要機(jī)械見(jiàn)表3。

表3 A項(xiàng)目H鍋余熱鍋爐模塊吊裝主要機(jī)械

模塊吊裝主吊吊車(chē)為600t履帶吊，將150t吊車(chē)布置在與600t吊車(chē)同一軸線(xiàn)上，起吊架重量及設(shè)備包裝架一共約為30t，回落扳起架時(shí)150t 吊車(chē)的載荷為15t，而150t 吊車(chē)在主臂為57.9m，半徑為16m時(shí)能夠起吊的重量為33.8t，滿(mǎn)足吊裝條件。

待模塊組件組合完成后，將模塊組件豎直，組件不離開(kāi)地面，150t 走到模塊前側(cè)，拴鉤將起吊架放回到原位。用主吊機(jī)慢慢地將模塊從水平位置翻轉(zhuǎn)到豎直位置，H 鍋特別注明模塊起吊架在豎起過(guò)程中，只需要主吊機(jī)，不需要尾部輔助吊機(jī)，用600t履帶吊將模塊吊裝就位即可[3]。

4.2 B項(xiàng)目S爐吊裝的主要機(jī)械和吊裝方案簡(jiǎn)述

選用一臺(tái)600t 履帶吊作為主吊機(jī)械和1 臺(tái)400噸履帶吊作為輔吊機(jī)械，B項(xiàng)目S鍋余熱鍋爐模塊吊裝主要機(jī)械見(jiàn)表4。

表4 B項(xiàng)目S鍋余熱鍋爐模塊吊裝主要機(jī)械

模塊卸車(chē)時(shí)使用600t履帶吊和400t履帶吊配合水平架將模塊直接吊起，卸到扳起位置擺放好扳起架上，進(jìn)行模塊吊裝地面組合。

模塊吊裝采用一臺(tái)600t履帶吊（主臂工況）及一臺(tái)400t履帶吊配合將模塊直接扳起。當(dāng)600t履帶吊將模塊連同扳起架及吊裝架扳起垂直后，另用一臺(tái)400t履帶吊配合將模塊的扳起架拆除與模塊及吊裝架脫離，然后用600t履帶吊將模塊吊裝就位。

5 工程影響

由于H 鍋和S 鍋余熱鍋爐配置的受熱面模塊吊裝裝置的不同設(shè)計(jì)，導(dǎo)致A、B 兩個(gè)項(xiàng)目在受熱面模塊安裝上工期和費(fèi)用的影響。

S鍋比H鍋安裝成本增加主要為2方面，一是主要的吊裝機(jī)械；二是地面組合。S 鍋比H 鍋安裝成本對(duì)比見(jiàn)表5。

表5 S鍋比H鍋安裝成本對(duì)比

從表5可以看出，B項(xiàng)目比A項(xiàng)目為滿(mǎn)足余熱鍋爐受熱面模塊安裝需要全程配備一臺(tái)400t履帶吊和額外配備人工進(jìn)行模塊與吊裝裝置的地面組合。

6 結(jié)語(yǔ)

燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐是燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)電站發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵主機(jī)之一。余熱鍋爐模塊吊裝是余熱鍋爐安裝的核心工作。本文介紹了兩臺(tái)同等級(jí)F 級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)，來(lái)自不同廠(chǎng)家H 鍋和S 鍋的余熱鍋爐模塊的吊裝裝置。H 鍋的吊裝裝置為整套吊裝裝置，需要模塊頭部銷(xiāo)軸連接中部插銷(xiāo)固定；S 鍋的吊裝裝置為散裝框架，需要對(duì)模塊進(jìn)行頭部、兩側(cè)采用大量螺栓固定。

由于H 鍋和S 鍋余熱鍋爐配置的受熱面模塊吊裝裝置的不同設(shè)計(jì)，導(dǎo)致A、B 兩個(gè)項(xiàng)目在受熱面模塊安裝上工期和費(fèi)用的影響。從費(fèi)用上，B 項(xiàng)目S 鍋比A 項(xiàng)目H 鍋為滿(mǎn)足余熱鍋爐受熱面模塊安裝需要全程多配備一臺(tái)400t 履帶吊和額外配備人工進(jìn)行模塊與吊裝裝置的地面組合。A 項(xiàng)目H 鍋比B 項(xiàng)目S 鍋可以節(jié)約1 個(gè)月的工期，相對(duì)整臺(tái)余熱鍋爐安裝時(shí)間可以節(jié)約為20%。

基于以上的分析，建議S 鍋可以對(duì)其余熱鍋爐的模塊吊裝裝置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，安裝公司在施工組織策劃過(guò)程中也可以對(duì)廠(chǎng)家進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)建議，可以?xún)?yōu)化安裝成本，同時(shí)可以縮短工期。