超超临界1000MW机组锅炉顶板梁吊装方案

　　[关键词]1000MW机组 锅炉顶板梁 吊装方案 
 
大型锅炉设备安装施工中,顶板梁吊装一直是重点和难点。惠来电厂(2×1000MW超超临界机组)锅炉构架顶板梁共5组,每组都设计为上、下叠梁结构形式。其中最大的一组板梁设计组装后重量3,130KN,单件最大吊装重量1,430KN,就位后顶部标高88.2m。另外吊装区域场地狭小,给顶板梁卸车及吊装造成较大难度。对此,本文予以较为详细的论述,以供同行参考。 
1 顶板梁结构概况 
惠来电厂锅炉构架系独立式全钢结构构架,宽度为70m,深74.8m,主要构件材料采用Q345B钢板,构件的接头采用扭剪型高强螺栓连接。顶板梁设计5组共十片,每两片为一组,每组按上下叠梁组合。板梁横向布置于柱顶端,板梁间布置间次梁连接。为满足顶板梁吊装需要,炉后钢构架全部缓装,且该区域地面已做平整硬化处理,满足板梁翻边和起吊及大型履带吊通过要求。 
2 吊装负荷计算与校核 
2.1钢丝绳选择和计算 
图1为板梁负荷分配计算模型。根据顶板梁组成构件的重量和实际经验,吊装钢丝绳拟选用6×37+1,φ52mm的钢丝绳,抗拉强度σ取1,700N/mm����2��,每根长为18m,每侧吊点上方挂两根钢丝绳。依据有关手册,该型钢丝绳的破断拉力S����b��=1,395,000N,炉右侧和炉左侧各分布四个吊耳,钢丝绳每根钢丝绳的最大拉力为F=180,113N,安全系数K=S����b��/F=1,395,000/180,113=7.7,故符合要求。 
图1 为板梁负荷分配计算模型 
翻边选用6×37+1,φ32.5mm的钢丝绳,抗拉强度σ取1,700N/mm����2��,每根长为12m,每侧吊点上方挂一根钢丝绳,查表该型钢丝绳的破断拉力S����b��=546,500N,炉右侧和炉左侧各分布两个吊耳,钢丝绳每根钢丝绳的最大拉力为F=75,485N,安全系数K=S����b��/F=546,500/75,485=7.2,符合要求。 
2.2吊耳校核 
(1)吊耳强度校核 
吊耳材料厂家提供,由厂家焊接。材质为Q345,[τ]取140N/mm����2��。吊耳轴孔受剪应力,按K4板梁的最大受力计算: 
F=715/(2×cos6.5°)×1000/(2×cos3°)=180,113N 
吊耳设计受力按照250kN计算,受剪截面面积:S=30×80=2,400mm����2�� 
截面剪应力:τ=250,000/2,400=104.2N/ mm����2��<[τ]=140N/mm����2��,符合要求。 
(2)吊耳根部焊缝强度校核 
焊缝处主要受拉力,焊缝长度l=240mm,厚度h=15mm,受力面积: 
s=240×15=3,600mm����2��; 
截面拉应力:σ=250,000/3,600=69.4N/mm����2��<[τ]=120N/mm����2��,符合要求。 
3 施工方案与吊装步骤 
根据所需吊装的构件,结合现场情况,在吊装中主要需要考虑吊机的配置、吊耳布置和吊装顺序三个核心部分。 
3.1吊机配置 
板梁K1、K5由FZQ2400SMS附壁吊和FZQ1250筒吊抬吊吊装就位;板梁K2、K3、K4由M18000履带吊和FZQ2400SMS附壁吊抬吊吊装就位。所有上板梁的翻边均由吊装吊机加KH700履带吊和QY70K汽车吊四台吊机共同完成。 
(1)FZQ 2400SMS附壁吊工况:布置于炉左靠近K3位置,55.2m伸臂,塔身三层附着工况。主钩在10～21.8m幅度内额定起重量1,100KN(钩下重量)。 
(2) M18000履带吊工况:布置于K5排后G5-G6间,选择带超起塔式工况(主臂85.3m+付臂33.5m、主臂与水平方向夹角87°、副臂与水平方向夹角变幅范围26.1°～73.3°(主臂角度87°)、超起配重距离回转中心12m、超起配重3,900KN)。幅度范围为18.3m～38m,额定起重量1,438～947KN(吊装重量需扣除主钩和钢丝绳重136KN)。 
(3)FZQ1250筒吊工况:布置于炉右K3与K4间,60m伸臂,15节筒体三层附着工况,主钩在16.4～27m幅度内额定起重量500KN(钩下重量)。 
(4)KH700履带吊:用于K1~K5五片上板梁抬吊翻边,布置于翻边板梁的炉左侧。选51m主臂工况,主钩在10.6～14m幅度内额定起重量479～407KN(吊装重量需扣除主钩加钢丝绳重11KN)。 
3.2吊耳布置 
上板梁设计16个吊耳,4个一组,沿吊钩受力轴线对称布置,夹角6°。靠近上翼缘板的8个吊耳在翻边、吊装时使用,靠近小翼缘板的8个吊耳在卸车、翻边时使用。吊耳布置图详见图1。下板梁设计8个吊耳,供卸车及吊装使用。吊耳规格确定主要考虑满足以下方面: 
(1)顶板梁吊装及卸车时,吊钩受力轴线。 
(2)吊耳板及焊缝的尺寸,按设计规范要求的板梁孔群、孔距及边缘尺寸。 
(3)卸扣和钢丝绳的尺寸。 
(4)翼缘板的尺寸。 
(5)工具的操作空间。 
3.3吊装顺序 
根据顶板梁在炉顶的布置情况,并满足顶部钢架结构稳定要求,吊装时顺序选择为下梁→上梁→间次梁。 
(1)顶板梁卸车及翻边 
顶板梁卸车由专用平板车将顶板梁运输至锅炉炉后,吊装前的摆放位置为两处,分别为K1两片板梁以G3轴线为中间位置,按G2-G6方向横向摆放,距离K5排钢架轴线3m;K2、K3、K4板梁共计六片摆放于以G2轴线为中间位置,按G4-炉左方向摆放,距离K5排钢架轴线4m。卸车时,按照吊装顺序,依照先下板梁后上板梁的原则。各片下板梁卸车均由吊装吊机卸车。各片上板梁卸车均由吊装吊机卸车,吊起上板梁后,运输车辆开离卸车场地。将板梁放下至离地500mm高时,检查板梁是否吊平吊稳、检查翻边空间是否有障碍、地面枕木是否摆放到位,准备翻边后吊装。 
上板梁翻边时,上板梁在卸车后将翻边吊机钢丝绳穿过板梁底部挂到反面下侧吊耳上,翻边吊机带力使板梁倾斜,确保倾斜角度不越过板梁重心线,同时保持翻边吊机受力不超过吊装负荷。此时QY70K汽车吊负荷为150KN(负荷率64%);KH700履带吊负荷为150KN(负荷率38%)。四台吊机同时缓慢放下板梁平躺至枕木上。将吊装吊机和翻边吊机的卡环卸下,调换卡环的位置,将吊装吊机的卡环挂到板梁的吊装吊耳位置。翻边吊机撤出,吊装吊机双机抬吊将板梁吊起提完成翻边。 
(2)顶板梁吊装 
根据现场吊机布置情况和板梁重量,板梁由FZQ1250圆筒吊和FZQ2400SMS附壁吊抬吊,吊装前完成对板梁的检查和脚手架搭设。 
顶板梁吊装过程中,板梁间次梁的吊装随板梁的吊装进行。相邻板梁就位后及时对称安装顶板梁间次梁及顶部支撑梁,形成稳定框架。在顶板梁下梁吊装到位后,用角尺检查,调整板梁下翼缘板纵、横向中心线与柱顶支座上的纵横中心线重合。待下梁就位、拉好揽风绳后,开始吊装板梁上梁。当上梁基本吊装到位后,用过铳找正进行上、下梁小翼缘板高强度螺栓连接。高强螺栓安装1/3并初紧后,拉好揽风绳,吊机摘钩。 
当高强度螺栓全部安装完毕,即进行初紧、终紧。M24扭剪型高强度螺栓初紧扭矩390N•m,终紧扭矩780 N•m;M27大六角螺栓初紧扭矩518 N•m,终紧扭矩1,037 N•m。终紧后叠合的小翼缘板不平度不大于1mm,板间间隙不大于1mm,叠梁上、下梁中心偏差不大于1mm。 
4 结论 
本工程锅炉顶板梁5组共十片,单件最大吊装重量1,430KN,按照上述吊装方案实施均顺利吊装就位。在板梁卸车、翻边、吊装过程中运用了多台大型吊装机械,多车抬吊。吊装方案在实施前进行了相关负荷计算与校核,表明吊装方案安全可行。为今后大型机组锅炉顶板梁施工积累了宝贵的实践经验。 
 
参考文献: 
[1]电力建设施工及验收技术规范[S].北京:中国电力出版社,1996. 
[2]电力建设安全健康与环境管理工作规定[S].北京:中国电力出版社,2004. 
[3]钢结构设计规范[S].北京:中华人民共和国建设部,2004. 
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