百万千瓦塔式锅炉安装方案的优化设计

蒋晓波

中国能建集团江苏省电力建设一公司 江苏南京 210028

1 常规安装方案简介

江苏某工程2×1000MW 机组塔式锅炉的安装难点主要包括：主钢架、刚性梁、水冷壁、省煤器、再热器、过热器、空预器、脱硝、尾部烟道的安装等。

1.1 机械的布置

前期在锅炉炉膛中间布置一台FZQ2400- 100t 附着式塔机，在主钢架和大板梁、部分次梁封顶后移到锅炉固定端，在炉顶布置一台20t 平臂塔吊和临时布置一台250t 履带吊，履带吊主要进行FZQ2400 附着式塔机的拆除，并和20t 平臂吊进行大板梁次梁的吊装；在炉后布置一台275t 履带和一台250t 履带吊进行空预器和脱硝部分的安装。

1.2 主钢架安装方案介绍

塔式锅炉总长度60.875m，总宽51m；钢结构总重12000t，其中主钢架6500t。主钢架立柱纵向中心间距31.5m、横向中心间距30.5m,柱顶标高120.83m，大板梁顶标高为128.2m。

主钢架由五层钢结构及炉顶钢结构组成, 每层由箱型截面的主立柱、主梁、斜撑通过高强螺栓联接形成框架结构。炉顶钢架则由大板梁、大板梁次梁、前后桁架等部分构成。

其中主立柱和主梁较重，基本在100t 重左右，最重件达108t。

主钢架第一层钢结构采用一台CC1500- 275t 履带吊进行作业，第二层至第五层钢结构由一台FZQ2400- 100t 塔机进行吊装就位，炉顶钢结构则由FZQ2400- 100t 塔机及布置于炉顶的一台CKE2500- 250t 履带吊和一台K50/ 50- 20t 塔机共同完成。

1.3 刚性梁安装方法

刚性梁分为上部刚性梁和下部灰斗刚性梁二部分。

根据塔式锅炉特点，其集箱分布在水冷壁外侧，其中三器的进出口集箱集中分布在前后水外侧，凡是有集箱布置的层面刚性梁即让开布置，前后侧刚性梁是不连续的，因此前后和左右侧上部刚性梁分别采用不同的吊装方法。

左右侧上部刚性梁可以形成一个连续稳定的框架，故采用5×100t 液压提升系统一层一层地组装进行提升，直至所有构件安装完毕后将其整体提升至就位标高，穿好吊杆后完成作业；前后侧上部刚性梁采用2 台10t 卷扬机构成的提升系统进行散件拼装和有条件的小组合相结合的较为灵活的方式来完成安装。

灰斗部分处的刚性梁采用卷扬机与炉膛内汽车吊吊装相结合的方法来完成。

1.4 水冷壁安装方法

水冷壁分垂直段水冷壁和螺旋水冷壁（包括冷灰斗水冷壁），均采用在高空组合方式进行安装。

1.5 炉内三器（省煤器、过热器、再热器）安装方法

三器全部布置在炉膛内，先在地面组合成一组组，总计334组，在垂直水冷壁、炉顶棚找正就位验收及所有吊杆安装好后开始进行安装。

三器吊装采用串吊与分层相结合的方法，按照省煤器、一级再热器、二级过热器、二级再热器、三级过热器、一级过热器从上至下的顺序，以单元组方式从炉左开始向炉右吊装。

图1 主吊机械立面布置图

图2 主吊机械平面布置图

在炉内布置水平平移轨道，上面安置三器运输台车，台车上放置三器翻身架，台车采用5t 卷扬机驱动。三器由150t 履带吊吊放至台车上，然后开动5t 卷扬机将其平移送运至炉膛内起吊位置。在炉顶安装两台20t 卷扬机加起吊装置构成的起升系统，在炉膛内布置一台50t 履带吊与之配合进行三器翻身。

三器运送至炉内起吊位置后，50t 履带吊在翻身架上生好钩，二台20t 卷扬机分别生钩在每组三器上口设计吊点处。三机抬吊先将三器单元组扳直立起，然后50t 履带吊松钩，二台卷扬机双机抬吊起升三器单元组至就位位置，待悬吊杆焊接好后方可松钩。从左至右吊装过程中，水平运输轨道需要根据进度进行向右调整，而炉顶卷扬机吊点从顶棚上穿入点也相应改变。

1.6 尾部烟道垂直段整体提升方法

尾部烟道总重约195t，采用2×200t 液压提升装置分三部分进行提升，最后整体提升到就位位置。

1.7 空气预热器、脱硝本体安装

脱硝部分钢结构桁架采用炉后布置的CC1500- 275t 履带吊吊装就位，烟道壳体体积较大，分片采用FZQ2400- 100t 塔机起吊至安装位置进行拼焊。

空气预热器钢架及本体采用CC1500- 275t 履带吊和CKE2500- 250t 履带吊分两个作业面进行安装，中间穿插进行烟风道的安装，其中空气预热器大梁用上述双机抬吊就位。

2 安装方案的优化

（1）对锅炉安装的大型机械配置进行优化设计。前期在锅炉炉膛中间布置一台FZQ2400- 100t 附着式塔机；同时在锅炉扩建端布置一台FZQ1380- 63t 附着式塔机，用来进行对FZQ2400 塔机的拆除，部分次梁及其它受热面等锅炉设备的安装；FZQ2400 塔机在主钢架和大板梁、部分次梁封顶后移到锅炉固定端，与FZQ1380 塔机一起完成所有锅炉设备的安装。 这样就可以取消常规布置的一台250t 或275t 履带吊和一台20t平臂式塔机，一方面大大节约成本，而且极大地提高了安装效率。

（2）主钢架一至五层由FZQ2400- 100t 塔机完成，顶层钢架由FZQ2400 塔机与FZQ1380 塔机完成，减少了中间环节。

（3）所有刚性梁的安装全部采用二台10t 卷扬机组成的抬吊系统，较以前的液压系统加卷扬机结合进行安装的方案来具有布置快速、拆装方便、移位简单、作业效率提高等优点。

（4）垂直段水冷壁分为上、中、下三部分，采用在地面整体拼装组合，每面墙分成7 组整体单元，采用40t 龙门吊、250t 履带吊、FZQ2400- 100t 塔机三机14 点柔性在地面扳直立起，然后由FZQ2400- 100t 塔机起升从炉顶插入炉内，利用FZQ1380 塔机接钩过渡就位。采用此方案，仅用7d 即完成四面墙28 片水冷壁，较常规方法提前一个半月，并且大大减少了高空作业，保证了人员和机械设备安全（见图3）。

（5）炉内三器（省煤器、过热器、再热器）安装方法进行了优化，即在顶部轨道上的移动导向滑轮增加固定点，只需要在轨道上开槽固定，这样可以保证只在顶棚的鳍片上开纵向小槽，以保证起升钢丝绳通过即可，而原方法是在顶棚上开较大的方孔，需要割除顶棚管，最后要进行焊接，恢复起来困难大。通过对此方案的优化，最后只需要将鳍片上小槽进行密封焊接，工艺简单且工作量小，在工程上取得了很明显的效果。

图3 立水冷壁整体吊装图

（6）尾部烟道垂直段整体提升方法进行了优化。尾部烟道总重约195t，采用2×200t 液压提升装置分三部分进行提升，最后整体提升到就位位置。但在原方案基础上增加了水平方向移动的轨道及小车，这样可以很方便地将烟道在空中精确对接安装。同时改变安装顺序，即先将垂直烟道提升到位，然后再进行空预器钢架和脱硝钢架及下部脱硝烟道的安装，大大减少了交叉作业和降低了作业难度（见图4）。

（7）空气预热器、脱硝本体安装方案的优化。空气预热器钢架和脱硝钢结构及本体，固定端可由FZQ2400- 100t 塔机起吊，扩建端的则用FZQ1380 塔机完成，炉后中间布置的CC1500- 275t 履带吊进行中间部分吊装，烟道壳体体积较大，可以分段组合采用FZQ2400- 100t 塔机起吊至安装位置进行拼焊。减少布置一台250t 履带吊，并且三个作业面能同时开展工作，中间穿插进行风道等其它设备的安装。

3 结论

图4 尾部烟道垂直直段整体提升图

经过对塔式锅炉安装方案的优化设计，比较以前的常规布置和安装方法具有很强的先进性，目前这一施工方案已经成为主流，大大提高了工程建设的效率和效益，如我公司的第二台塔式锅炉的安装较第一台节约了一千多万元的费用, 实际工期也大有提前，而第三台即国信连云港2×1000MW 超超临界机组塔式锅炉的安装取得了更为明显的效果，也得到了兄弟单位的广泛认可。

1 《华润彭城2×1000MW 超超临界机组施工组织设计》江苏省电力建设第一工程公司 2007

2 《中电国际常熟2×1000MW 超超临界机组施工组织设计》江苏省电力建设第一工程公司 2009

3 《国信连云港2×1000MW 超超临界机组施工组织设计》江苏省电力建设第一工程公司 2010