电厂烟囱排烟钢内筒液压顶升施工及质量控制

黄志源　王炳琴　王炳莉（.华电郑州机械设计研究院，河南郑州 45005；.乐山职业技术学院，四川乐山 500；.华能日照电厂，山东日照 7686）

电厂烟囱排烟钢内筒液压顶升施工及质量控制

黄志源1王炳琴2王炳莉3
（1.华电郑州机械设计研究院，河南郑州 450015；2.乐山职业技术学院，四川乐山 511100；3.华能日照电厂，山东日照 276826）

目前电厂烟囱钢筋混凝土外筒内设置钢内筒已成为使烟囱达到设计使用寿命要求的主流方案，应用越来越广。在众多电厂脱硫改造工程中，烟囱钢内筒因其重量大，高度大，施工难度很大。采用SQD-1200-200SF型松卡式千斤顶液压顶升方法施工具有操作简单、安全可靠及其施工高效，被电力施工单位越来越多采用。

烟囱钢内筒 液压顶升 倒装法 质量控制

1　工程概况

贵州大方电厂一期工程装设4×300MW燃煤供热机组，烟气脱硫装置与发电机组同步建设，均为喷淋塔，一炉一塔配置。由于电厂实际燃煤的含硫量大大高于原设计燃煤含硫量，并于2010年至2012年完成了四台机组的脱硫增容改造。

1、2号机组和3、4号机组排放的烟气分别从烟囱两侧对称布置接入两根240/Φ7.0m烟囱中，烟囱结构形式为钢筋混凝土套筒烟囱，烟囱内筒内衬采用耐酸砖，设计防腐等级偏低。鉴于取消脱硫旁路烟道和GGH后烟囱运行条件的变化，原有排烟内筒防腐蚀做法无法满足要求，需进行防腐蚀改造。改造方案为：拆除砖内筒、检修平台和保温等，用钛钢复合板材料新建排烟内筒、内烟道、导流板，排烟内筒采用直立结构形式，上下等直径，直径为6.8m。钢内筒高度为243m，钢内筒筒体材料采用钛钢复合钢板，厚度取六种：分别为20mm+1.2mm厚、18mm+1.2mm厚、16mm+1.2mm厚、14mm+ 1.2mm厚、12mm+1.2mm厚和10mm+1.2mm厚。

2　钢内筒顶升工艺流程

（1）施工流程：筒体单片吊装进入顶升平台——→用5吨的倒链把筒体收紧点焊固定——→校正合格——→外缝焊接，内缝清根焊接——→液压提升装置提升到2.0米（一节钢板的高度）——→重复以上过程——→在9米高的临时平台上保温施工——→钢内筒顶升到指定高度后锁定液压提升装置——→钢内筒筒体与基础安装焊接——→拆除液压顶升装置——→进行钢烟道吊装。

（2）液压顶升倒装法施工原理：烟囱钢内筒的高度为243米，计算重量为767吨，采用12台安装在地面的SQD-1200-200SF型松卡式千斤顶顶升钢内筒，采用倒装法施工，顶上一节安装一节，与上部焊接后再顶升，以此完成243米的高度，钢内筒加工在烟囱0米地面上完成，包含卷板，喷砂刷漆，焊接，加强筋焊接，胀圈加工焊接等，避免了高空作业，在施工和操作过程中有很高的安全性。

（3）SQD-1200-200SF型松卡式千斤顶的工作原理：钢内筒采用SQD型松卡式千斤顶液压提升设备，逐层倒装完成。该千斤顶为松卡式，上、下卡头分为两面三刀体的穿心式双作用液压千斤顶（也可称为液压提升器），适用于各种大型储罐（钢制的）、电厂脱硫塔、火电厂烟囱钢内筒、砼倒锥壳水塔、水柜或其它重物的液压提升施工。①SQD-1200-200SF型松卡式千斤顶的中心有一根直径70mm的提升杆，长度为9.85米。安装时先把上下夹头的松卡螺母逆时针向上调至顶端，这样上下夹头的工作状态处于送卡位置，上下夹头中的夹块在弹簧的作用下，向下把提升杆锁住。②液压缸上升时上下夹头都处于锁紧状态，（夹块是放在锥套里的，向下液压越紧，向上松开。上夹头的夹块锁住提升杆，液压缸上升时提升杆带动夹块向下运动，越拉越紧，下夹头也是锁住提升杆的。但提升杆在液压缸上升时同步上升，下夹头的夹块受到一个向上的力则自动送开，从而松开了提升杆，提升杆带动提升架上的托架，托架带动胀圈，胀圈与钢内筒是焊接在一起的，从而带动整个钢内筒向上提升。③SQD-1200-200SF型松卡式千斤顶，液压行程为200mm。但液压缸行至200毫米时，液压缸受限而停止，下夹头在弹簧的作用下锁紧了提升杆。这时可以让液压缸回程上下运动，下夹头受提升杆的重力和弹簧的作用，将提升杆锁住。提升杆不能向下运动，液压缸下降时，则上夹头收到一个向上的力，夹块自动打开，松开提升杆，这样液压缸回到原位后，就可以接着下一个行程的工作。

3　钢内筒液压顶升系统安装

（1）提升架及千斤顶安装。贵州大方发电有限公司1#烟囱新建钢内筒ø 6800mm，内筒使用12个顶升装置，如图1所示，额定起升重量960T，新建钢内筒起升总重量约767吨。设备提升架在未就位前将千斤顶安装在提升架顶部并将固定螺栓装齐，提升架安装沿着钢内筒直径8750mm，按12等分圆周分布，提升架由11根直径510mm× 16mm的无缝钢管长度为9m，单独一根立柱5560mm座在相邻两根提升架中间的门梁上拼装组成，提升架底部与烟囱底部的预埋铁焊接牢固，提升架中有一根直径70mm（45#）的提升杆，用于提升托架，从而带动钢内筒的提升，每根提升架之间ø 121*7的无缝钢管作为支撑。用门梁的制作为5530*20mm的钢板焊接成的箱型梁，门梁下作为进板的门洞，尺寸为4020*2920mm，门洞下安装进板轨道，轨道由I20卷制成弧形，另一端与外筒壁的门口相连。

（2）胀圈的制作安装：涨圈是将卷压成弧形的钢板焊接成箱型梁，用箱型梁提着焊接在钢内筒上的卡块进行起升作业，提升胀圈采用20毫米的钢板卷压成弧型，做成整体圈梁，放在安装的预定位置。

（3）操作平台制作安装：本工程的操作平台分为四层，标高分别为3.7m，5.2m，7.2m，9.3m，各层平台用L110*10的角钢作为支撑，4mm厚的满铺于平台，用ø32*2.5的无缝钢管作为扶手栏杆，并在支架的一侧安装一个高9 m的直爬梯。其中标高9.3米的平台需用20*200的钢板卷制成弧形，并与提升架顶部焊接牢靠，用来加固提升架的稳定性。

（4）设备油管安装：提升架安装完成后，在千斤顶的两个油孔分别引出一根油管，千斤顶上方为回油管，下方为进油管，进油管和支油管连接时应加阀门。按照液压油路图连接管路系统，油路的尾段安装排气三通，其余千斤顶用普通三通相连。进油管三通与立管（千斤顶上所连的最细的管）之间安装针形阀，回油路不需要。设备油管安装如图2所示。

使用时，电机带动液压注塞泵，将液压油供至溢流阀，通过溢流阀调整整个泵站系统压力，通过阀板将液压油分别输至各个千斤顶，当油进入千斤顶后，液压油从下油咀进入缸内。由于上卡头自动锁紧提升杆，此时下卡头松开，在油压作用下，活塞上升将提升杆带着负载向上举起。当活塞升至一个满行程时，油泵停止供油，负载停止上升，完成提升过程。回油时，液压油从上油咀进入，此时下卡头锁紧提升杆静止不动，在压力作用下，活塞回程，液压油从下油咀排出。至此，完成一个提升过程。如此往复循环，千斤顶将提升杆带着重物不断提升。当完成一个阶段的提升工作后，停止供油，将上、下卡头松开。 然后将提升杆放下。如此反复，直至烟囱钢内筒安装完成。

4　钢内筒液压顶升过程

防腐好的钢内筒2m钢板通过3t行车吊运至烟囱门口处预设轨道下，再用2t单轨吊通过轨道运进烟囱内预定位置，而后进行拼节组对。

（1）把后续节的弧形筒片运入，以4片为一节，将它们合围在初始顶端段的外圈，把相邻筒片间的4条纵缝中的3条焊固，留下最后一条纵缝因围在已组装筒节的外圈尚有相当间距，在此间距的两侧适当位置上分别焊上两对钢板制的素具眼板，用两只5t的手拉葫芦把相邻的二板收紧。

（2）把钢内筒的胀圈加固在钢内筒上。

（3）检查筒体的周围，清除可能影响其顶升的障碍物。

（4）打开同步阀的阀门，在严密的监视与控制下，使顶端段徐徐上升。

（5）当顶端段升到高度已超过合围在外圈的后续筒片上约50～100㎜时，关上同步阀，稳定住顶端段的位置，把保险保好。

（6）把两只手拉葫芦同步收紧，使后续筒节的最后一长纵缝靠拢，并组对焊固，拆除手拉葫芦，割去素具眼板，打磨光滑。

（7）根据设计要求对焊缝进行检验。

（8）重复1-8的过程，使第2个后续节接上，顶端段由上而下又接上一节，由于它的逐步接长，顶端段就称为已组装的筒段。

（9）不断重复1-8条的过程，已组装筒段不断接长。

（10）当后续筒节逐节组焊上升到设计的筒体高度时，顶升结束。

5　钢内筒顶升过程质量保证措施

（1）钢内筒同步顶升控制：该系统采用同步阀控制多缸同步顶升，同步阀控制具有结构简单、成本低、制造容易、可靠性强等许多优点。

（2）钢内筒顶升垂直的控制：①保证每圈内筒的组对间隙一致，不会出现两面不平行的情况。②0米以上42米以下的内筒顶升，其垂直度主要依靠4根钢丝绳，③筒体超过42米，其垂直度主要依靠导向装置进行引导和纠正，同时在筒体底部与12米平台之间也对角方向斜拉布置四个倒链，对筒体的倾斜及偏移进行纠正。④筒体超过80米，由于两层导向装置的限位，内筒基本上不会再倾斜，同时仍可以通过底部的四个倒链进行限位的纠偏。