火力发电厂塔式锅炉钢架安装技术

刘永阳

(山东电力建设第一工程公司,山东济南 250131)

火力发电厂塔式锅炉钢架安装技术

刘永阳

(山东电力建设第一工程公司,山东济南 250131)

以某电厂百万机组工程为例,介绍了塔式锅炉钢架安装的技术特点与安装方法,并提供了相关计算数据,为类似的施工项目提供借鉴。

1000MW机组 塔式锅炉钢架 安装 技术

1 引言

某电厂百万机组锅炉炉型为塔式锅炉，锅炉本体钢架为全钢结构。其塔式锅炉钢结构主要由筒式框架(主钢架)、大板梁和炉顶桁架、锅炉两侧辅钢架、炉前辅钢架、钢平台和脱硝空预器钢架六个部分组成。主钢架是锅炉的主要受力结构，其不但承受垂直力，又是传递水平力的主要结构。主钢架自己组成一个稳定结构，两侧辅钢架、炉前辅钢架和钢平台依附在主钢架上。塔式锅炉钢结构的安装是一个新的课题，现进行介绍相关的安装技术与工艺。

2 施工方法

钢架吊装采用分层、分段，平台、爬梯同步安装的方式，安装顺序为:基础划线→柱底板安装→主立柱安装→主立柱连接横梁和垂直支撑安装→辅钢架立柱安装→连接横梁及垂直支撑安装→小梁及水平撑安装→平台扶梯安装。

在完成设备的检查、清点编号和基础划线及柱底板安装后开始进行钢架的安装工作。

2.1 钢架安装

2.1.1 第一层主钢架及炉左辅钢架安装

(1)钢架卸车和准备。第一层钢架吊装使用M2250履带吊卸车和吊装，M2250履带吊从炉右BF-BJ之间进入锅炉主立柱围成的区域进行卸车和吊装作业，第一层锅炉钢架主立柱和主立柱连接横梁、垂撑到货后，直接在吊装现场卸车，其他辅钢架卸于设备存放区，用龙门吊或汽车吊卸车，提前检查编号和做方向标识，根据吊装顺序逐步运至吊装现场。

(2)安装顺序。从BF-B42．2立柱开始按顺时针方向依次吊装，同时，由于履带吊在炉膛内侧，按顺时针方向吊装的同时，应先考虑吊装外侧辅钢架立柱和横梁，以防内侧主钢架立柱和横梁就位后造成抗杆，外侧钢架不能就位。吊完立柱后及时吊装其与相邻立柱之间的连接横梁和垂撑，以便及时组合成框，保证已吊钢架的稳定性。重量最大件为炉前BF-B10．2、BF-B42．2最下层立柱，重量121．2t，吊装时选用M2250履带吊39．6m主臂工况，回转半径12m，最大起吊重量138t，满足吊装要求。

(3)立柱安装。箱型主立柱内侧已设计爬梯，吊装前在爬梯旁挂防坠绳以保证施工安全，辅钢架通过立柱上端螺栓孔固定软爬梯，挂好防坠绳并安装立柱起吊耳，穿装螺栓时必须与起吊耳上的孔数相对应。用M2250履带吊吊装立柱就位，就位过程中选用39．6m主臂工况，就位回转半径12米，钢丝绳选用一对φ64mm钢丝绳每根2股，就位后吊车松钩。第一层立柱吊装就位后，将立柱上的1m标高线与建筑单位提供的1m标高线进行比对和调整，调整完成后在立柱上进行明显的标识。

(4)设备连接件安装。主钢架两层立柱通过箱型立柱内侧的法兰穿高强螺栓连接，辅钢架两层立柱之间的连接板带在上层立柱的下端，起吊时连接螺栓不要拧紧，就位到安装位置，与下层立柱对齐后，再将螺栓拧紧。

(5)垂直支撑安装。垂直支撑出厂前已焊接吊装吊耳，现场制作吊装专用“C”形工具用于躲避垂撑正上方的横梁，吊装每根垂撑时，提前计算垂撑就位位置吊耳距梁中心的高度，对应固定“C”型吊具。用吊车将垂直支撑吊到位，加好垂直支撑与立柱连接板之间的垫板，穿装支撑与立柱的连接螺栓。

(6)横梁安装。将横梁吊放到位(注意横梁的安装方向)，穿装螺栓，用手带紧后松钩。对于通过立柱腹板或横梁腹板连接的两根横梁，吊装第一根时可以先用限位销(小梁不少于两个，大梁不少于4个)固定并穿装不少于总数的1/3个螺栓(且不少于2个)，在第二根横梁基本到位时方可卸掉螺栓，对齐螺孔后穿装连接螺栓，拆除限位销。

(7)水平支撑安装。在每个框架内横梁安装后及时安装水平支撑，吊装前在地面将两端的连接板带在水平支撑上，螺栓不要拧紧，标明方向。支撑吊装到位后，穿装连接板与横梁或立柱的连接螺栓，均匀受力后松钩。

2.1.2 第二层～第六层钢架吊装

第二层～第六层主钢架及炉右、炉前辅钢架吊装使用FZQ2520/150t和FZQ2200/120塔吊主吊，炉后辅钢架待FZQ2200塔吊拆除后用M2250履带吊吊装。主钢架吊装期间FZQ2520塔吊布置在锅炉炉膛内BF轴线后7．5m、锅炉纵向中心线上，选择主臂最大回转半径50m工况。塔身初始安装高度21．68m，随着炉架的升高而升高，炉前主立柱、炉前、炉右、炉左主钢架横梁均在其20米回转半径内，塔吊最大起吊重量125t，重量最大件124t，满足吊装要求。FZQ2200型附着自升式塔式起重机布置在#6锅炉纵向中心线上、锅炉主钢结构BJ轴线后7．5m处。BJ轴线的主立柱和连接横梁均在其18m回转半径内，吊车最大起吊重量为120t，钢架重量最大件为立柱BJ-10．2-4，重117t，满足吊装要求。M2250履带吊配合两台塔吊进行立柱起立等辅助工作。每层钢架安装时，两台主吊机械同时施工，分别主吊炉前炉、炉后钢架，均从炉右至炉左依次吊装，立柱吊装后及时安装连接横梁以保证钢架的稳定性。辅钢架立柱、横梁、垂直支撑、水平支撑、连接件安装流程及注意事项见以上序号(3)～(7)。

图1

2.2 钢架找正

在第一层钢架吊装过程中，通过调节地脚螺栓上的调节螺母将立柱1m标高线与建筑专业提供的1m标高线对齐，其他各层在吊装过程中(主柱)或吊装就位完后(辅钢结构立柱)，用经纬仪测量各立柱的垂直度，通过缆风绳上的葫芦把立柱调到垂直。在柱顶找出其中心，用钢卷尺测量各立柱间的间距和对角线，通过测量的数据找出偏差较大的，通过在横梁和立柱间加减垫板来调整柱间距，对角线偏差较大的可在两立柱间挂葫芦来调整。检查各验收点合格后，紧固螺栓。复测各尺寸符合要求后调整结束。

2.3 螺栓安装

本工程使用扭剪型高强度螺栓，安装时严禁强行穿入螺栓，连接处的螺栓紧固应按一定顺序施拧，应由螺栓群中央顺序向外拧紧，先初紧，再终紧，直至拧掉螺栓尾部梅花头。

2.4 平台爬梯施工各层的平台栏杆在钢架安装完毕后，进行栅格板的铺设和栏杆的安装。爬梯应随着钢架的逐步吊装随时就位，以保证施工通道的顺畅。

(1)设备检查。吊装前复查设备外观尺寸是否与图纸尺寸相符，制造误差是否超标，若发现栏杆等设备有缺陷，如栏杆有弯曲现象，应及时采取相应纠正措施进行校正。随着每层钢架的安装，及时将平台扶梯就位并进行固定。

(2)格栅采用焊接固定。格栅的受力扁钢方向，严格按照图纸安装，不得任意调转安装方向。格栅的边缘与钢结构立柱等的连接处应保持一定的安装间隙，一般为25mm。严格按格栅布置图安装，严禁挪用其他位置的格栅。凡管道穿过栅格板开孔处，在现场切割(考虑管道的保温厚度及膨胀空间)，并用4×130的扁钢加固在栅格板被切割周围。栅格板之间的最大间隙不大于10mm，栅格支撑在型钢上的宽度不小于25mm。

平台安装的一般流程:设备检查→吊装→调整就位焊接。

3 主梁吊耳强度计算

本项目需要进行主柱吊耳强度、主梁吊耳强度、主垂撑吊耳强度以及钢丝绳的数据进行计算，此处仅列举主梁吊耳强度计算提供参考。(如图1)

主梁1EB1002重量为61．845t，是所有主梁中重量最大的一件(不包含顶端桁梁，顶端桁梁吊装另行编制)，所以选择主梁1EB1002来进行吊装吊耳强度的校核。主梁自重61．845t，起吊重量62．7t(包括安全绳、钢丝绳、卡环等共0．8t)。4个吊点均匀受力，通过负荷分配计算，每个吊点受力15．7t，按16t计算。

吊耳选用Q345，厚度δ=30mm。其σs=345MPa，取1．5倍的安全系数，其许用拉应力[σ]=230MPa，许用剪应力[τ]=0．6[σ]=138MPa。

计算选吊耳承力最薄弱的点。吊耳孔两侧拉应力:σb-b= F×1000×g/[(2L-2r)×δ]=16×1000×9．8/[(280-80)×30]=26．1MPa＜230MPa。

抗剪切截面:τa-a=F×1000×g/(R-r)×δ]= 16×1000×9．8/[(140-40)×30]=52．3MPa＜138MPa。

吊耳焊缝强度计算:=F/S=16×1000×9．8/(420×30×0．7系数)=17．8Mpa＜230MPa。

4 结语

塔式锅炉钢架安装是一项新技术，要在施工前做好策划工作并在施工活动中逐渐完善相关措施，才能确保安全、高质量的施工。