4×330 MW機(jī)組鍋爐吊裝機(jī)械配置

楊浩然，郭江濱，尚衍華

(黑龍江省火電第三工程公司，黑龍江 哈爾濱 150016)

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工程建設(shè)速度日新月異，火電機(jī)組施工記錄不斷被刷新，300 MW機(jī)組施工周期最短僅為12個(gè)月，平均工期基本在14個(gè)月左右。在這么短的時(shí)間內(nèi)，如何加快安裝速度，保證施工工期，除了設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)備供貨、建設(shè)資金等外界條件，在施工組織方面大型機(jī)械配置是否科學(xué)、合理對(duì)工程建設(shè)工期也起著決定性的影響［1］。本文以山東魏橋鋁電鄒平三電技改二期工程鍋爐吊裝為例，探討了在鍋爐安裝過(guò)程中如何確定關(guān)鍵工序，加快安裝速度，縮短施工工期。

1 鍋爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

山東魏橋鋁電鄒平三電技改二期工程設(shè)計(jì)裝機(jī)容量為4×330 MW機(jī)組，鍋爐為東方鍋爐集團(tuán)公司制造亞臨界、自然循環(huán)鍋爐，型號(hào)為DG/1190－18.4－Ⅱ13。4臺(tái)鍋爐由右至左依次并列布置(序號(hào)為5、6、7、8 號(hào))，5、6 號(hào)鍋爐同步施工，5 號(hào)鍋爐緊鄰一期，固定端(0－1軸)為輸煤棧橋，5、6號(hào)鍋爐之間設(shè)置運(yùn)行集控樓和空壓機(jī)室。鍋爐為全鋼結(jié)構(gòu)，寬度35 m，前后深度45 m，頂板高度75 m。鍋爐最重件為汽包，重量為153 t，鍋爐大板梁共6根，K1－K6，最重為K5板梁85 t。整體上鍋爐布置的非常緊湊。

2 鍋爐設(shè)備施工的基本原則

由于施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，不便于施工機(jī)械的設(shè)置，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備安裝采用分層單件吊裝方法，煙、風(fēng)、煤管道隨著鋼結(jié)構(gòu)及受熱面安裝穿插進(jìn)行存放安裝［2］，汽包采用4臺(tái)GYT－100型液壓提升裝置吊裝就位。受熱面采取地面組合和高空散件安裝的方法，受熱面組合根據(jù)主力吊車的負(fù)荷情況，盡量擴(kuò)大地面組合率，以減少高空作業(yè)量，提高施工質(zhì)量和安全性［3］。

3 鍋爐吊裝機(jī)械的配置

3.1 吊裝機(jī)械布置原則

鍋爐吊裝機(jī)械配置主要考慮三個(gè)方面，一個(gè)是吊裝機(jī)械的起重能力，能否滿足施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的吊裝;另一個(gè)是根據(jù)施工進(jìn)度的要求，合理進(jìn)行配置，既不能過(guò)剩造成浪費(fèi)又要滿足施工進(jìn)度的需要;再一個(gè)是要考慮吊車裝拆的難度和可行性［5］。

3.2 吊裝機(jī)械的配置及優(yōu)缺點(diǎn)

吊裝 2臺(tái)鍋爐共配置 3臺(tái)機(jī)械，即一臺(tái)FZQ1380附著自升式塔式起重機(jī)和一臺(tái)DBQ3000TM塔式起重機(jī)、一臺(tái)QUY 150履帶式起重機(jī)。

FZQ1380附著自升式塔式起重機(jī)優(yōu)點(diǎn)是起升范圍大，拆卸方便，占地面積小，抗風(fēng)穩(wěn)定性好，適合場(chǎng)地狹小空間作業(yè)。缺點(diǎn)是吊車為固定基礎(chǔ)不可水平移動(dòng)，需要將吊裝設(shè)備運(yùn)輸?shù)降踯嚨跹b范圍內(nèi)。

DBQ3000TM塔式起重機(jī)優(yōu)點(diǎn)是起重量大，可以沿軌道方向移動(dòng)，作業(yè)范圍較大。缺點(diǎn)是占地面積大，對(duì)軌道平實(shí)性要求高，抗風(fēng)穩(wěn)定性較差，不適合場(chǎng)地緊張空間作業(yè)。

QUY 150履帶式起重機(jī)優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性好，活動(dòng)空間更大，抗風(fēng)穩(wěn)定性較好。缺點(diǎn)是起升高度變化對(duì)起重量和工作幅度影響較大，對(duì)工作地面平實(shí)性有一定要求。

3.3 吊裝布置方案及優(yōu)缺點(diǎn)

根據(jù)已完工或正在建設(shè)的同類型機(jī)組情況來(lái)看，一般現(xiàn)場(chǎng)都是兩臺(tái)300 MW機(jī)組同時(shí)建設(shè)，而且是兩個(gè)施工單位分別承擔(dān)。吊裝機(jī)械一般是在固定端放一臺(tái)，擴(kuò)建端放一臺(tái)，爐后和電除塵之間布置一臺(tái)履帶吊，滿足現(xiàn)場(chǎng)的施工需要。

3.3.1 吊裝布置方案

本工程鍋爐吊裝配置FZQ1380、DBQ3000TM塔機(jī)兩臺(tái)主力吊裝機(jī)械，配置一臺(tái)QUY 150履帶式起重機(jī)為輔助機(jī)械。FZQ1380吊車布置在6號(hào)鍋爐左側(cè)，其吊裝范圍能夠覆蓋整個(gè)鍋爐。DBQ3000TM吊車布置在爐后側(cè)，軌道布置在脫硝鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，左右行走方向貫穿5、6號(hào)鍋爐，即可作為5號(hào)鍋爐的主力吊車也可同時(shí)兼顧6號(hào)鍋爐吊裝工作［4］。具體吊裝機(jī)械平面布置如圖1所示。

3.3.2 吊裝布置優(yōu)缺點(diǎn)

FZQ1380塔機(jī)布置在6號(hào)爐左側(cè)(見圖1)，優(yōu)點(diǎn)是能夠覆蓋整個(gè)6號(hào)爐鋼架及部分除氧煤倉(cāng)間區(qū)域，起重能力能夠獨(dú)自完成鍋爐K1－K3板梁的吊裝。缺點(diǎn)是由于K4、K5板梁較重，單機(jī)不能完成吊裝，需要與DBQ3000TM吊車抬吊就位;6號(hào)爐鋼煤斗吊裝也受起重量限制，需要分段配制吊裝;同時(shí)不能用于5號(hào)鍋爐吊裝。

圖15、6號(hào)鍋爐大型吊裝機(jī)械平面布置圖(單位:mm)Fig．1 Large hoisting machinery layout of No．5 and No．6 boiler

DBQ3000TM塔機(jī)布置在鍋爐后側(cè)(見圖1)，優(yōu)點(diǎn)是可同時(shí)兼顧兩臺(tái)鍋爐吊裝，能夠配合完成6號(hào)鍋爐最重板梁的吊裝，且保證第一臺(tái)鍋爐施工進(jìn)度。缺點(diǎn)是5號(hào)鍋爐K1排鋼架無(wú)法吊裝，同時(shí)無(wú)法進(jìn)行5號(hào)爐鋼煤斗的吊裝，需要利用其它吊車完成吊裝工作;吊車占位脫銷基礎(chǔ)及送風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，需留出足夠的施工時(shí)間，這樣需要吊車早日完成吊裝工作退出場(chǎng)地，吊車使用時(shí)間受到限制，無(wú)法覆蓋到鍋爐K1排鋼架(見圖1)。

3.4 優(yōu)化后兩機(jī)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)發(fā)揮效能

FZQ1380塔機(jī)原設(shè)計(jì)布置在5、6號(hào)鍋爐之間，這樣可以同時(shí)覆蓋兩臺(tái)鍋爐，增加吊車的利用率，但考慮到集控樓施工后，吊車拆除時(shí)難度較大，所以優(yōu)化后改為布置在6號(hào)爐左側(cè)，減少拆車的難度。優(yōu)化后擴(kuò)大了吊車在6號(hào)爐的覆蓋面積，使吊車效能發(fā)揮更好。

DBQ3000TM塔機(jī)原設(shè)計(jì)前后方向布置在5號(hào)爐固定端，工作半徑能夠覆蓋整個(gè)5號(hào)鍋爐及除氧、煤倉(cāng)間，但不能為6號(hào)爐吊裝所用。同時(shí)由于吊車尺寸較大，5號(hào)鍋爐與輸煤棧橋之間的距離無(wú)法滿足吊車軌道設(shè)置，如果前期布置完吊車后，將來(lái)會(huì)影響輸煤棧橋基礎(chǔ)的施工。優(yōu)化后改為布置在鍋爐后側(cè)，盡管軌道占據(jù)了部分脫銷鋼架基礎(chǔ)及送風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，但可以使其成為6號(hào)鍋爐吊裝的又一主力，同時(shí)為大板梁兩車抬吊創(chuàng)造了寶貴條件。

選擇兩臺(tái)機(jī)械各有優(yōu)缺點(diǎn)，在施工中盡量做到互補(bǔ)，以發(fā)揮各自最大的效率，保證現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度不受影響［6］。

4 吊裝機(jī)械性能及實(shí)際應(yīng)用

4.1 吊裝機(jī)械性能

FZQ1380型附著自升式塔式起重機(jī)，吊車高度隨著鋼結(jié)構(gòu)吊裝同步頂升，最終頂升高度為81 m，副臂54 m。主鉤工作幅度半徑為7～50 m，額定負(fù)荷為63～18 t;副鉤工作幅度為12～54 m，額定負(fù)荷12.5 t。

DBQ3000TM型塔式起重機(jī)，主臂66 m，副臂42 m，主鉤工作幅度半徑26～49 m，額定負(fù)荷為55～18 t;副鉤工作幅度為29～52 m，額定負(fù)荷10 t。

4.2 6號(hào)鍋爐鋼架及大板梁吊裝

6號(hào)鍋爐大板梁一共6根，編號(hào)分別為K1－K6。由于K1－K3板梁重量較輕，F(xiàn)ZQ1380吊車可獨(dú)自完成吊裝工作。吊裝方法以K3板梁為例，板梁重量為54 t，考慮吊裝輔具及搭設(shè)的臨時(shí)設(shè)施，吊裝重量按56 t計(jì)算。吊車工作半徑通過(guò)計(jì)算得知為23 m，查表額定負(fù)荷為58 t，吊車負(fù)荷率為96%，滿足吊裝要求。

鋼絲繩選用φ60鋼絲繩，破斷拉力為1870 kN。繩長(zhǎng)L=25 m，1對(duì)，四股受力，吊點(diǎn)利用廠家設(shè)計(jì)的4個(gè)吊點(diǎn)，用35 t卸扣連接，鋼絲繩安全系數(shù)K1=11.8。

K4、K5板梁重量較大，F(xiàn)ZQ1380吊車無(wú)法獨(dú)自進(jìn)行吊裝，需要與DBQ3000TM吊車抬吊。以最重件K5板梁為例，板梁重量為85 t，考慮吊裝輔具及搭設(shè)的臨時(shí)設(shè)施，吊裝重量按88t計(jì)算。兩車負(fù)荷進(jìn)行平均分配，每車承受負(fù)荷為44 t。K5板梁卸車時(shí)卸到鍋爐K6排位置，F(xiàn)ZQ1380吊車起吊時(shí)的工作半徑為24 m，查表額定負(fù)荷為55 t，吊車負(fù)荷率為80%，滿足吊裝要求;通過(guò)計(jì)算得知DBQ3000TM吊車起吊時(shí)工作半徑為26 m，額定負(fù)荷為55 t，吊車負(fù)荷率為80%，滿足吊裝要求。

鋼絲繩選用φ60鋼絲繩，破斷拉力為1870 kN。繩長(zhǎng)L=25 m，1對(duì)，4股受力。吊裝時(shí)廠家提供的4個(gè)吊點(diǎn)存在傾角，不適合兩車抬吊使用，因此繩子采用兜板梁底部的方式，位置與吊點(diǎn)重合，每側(cè)鋼絲繩為兩股垂直受力，考慮防止繩子發(fā)生串動(dòng)，用35 t卸扣將繩子和吊點(diǎn)連接起到固定作用，鋼絲繩安全系數(shù)K=8.7。

吊裝時(shí)，兩車保持同步提升速度，抬過(guò)柱頂標(biāo)高后，F(xiàn)ZQ1380吊車向爐膛內(nèi)轉(zhuǎn)桿，DBQ3000TM吊車向爐膛內(nèi)轉(zhuǎn)桿的同時(shí)向前走車，此時(shí)須保持兩車同步運(yùn)行，保證吊件平穩(wěn)就位。板梁吊至K5柱頂后，兩車緩慢回鉤，落至柱頂墊板上進(jìn)行找正固定，完成吊裝工作。大板梁每吊裝一件要及時(shí)進(jìn)行相鄰板梁間連梁安裝，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)［7］。大板梁吊裝一覽表如表1所示。

表1 大板梁吊裝一覽表Tab.1 Girder hoisting list

5 結(jié)語(yǔ)

鍋爐配置兩臺(tái)不同類型的主力吊裝機(jī)械，不但較好地形成性能互補(bǔ)，而且各有優(yōu)勢(shì)，提升了鍋爐施工效率，實(shí)現(xiàn)了工程預(yù)定工期，為機(jī)組如期發(fā)電提供了機(jī)械動(dòng)力保障。

［1］從前．建設(shè)工程項(xiàng)目管理規(guī)范實(shí)施手冊(cè)［M］，西安:西安地圖出版社，2002．CONG Qian．Manual of construction project management implementation specifications［M］．Xi'an:Xi'an Map Press，2002．

［2］李清華．電力工程建設(shè)施工國(guó)際先進(jìn)技術(shù)與通用標(biāo)準(zhǔn)匯編［M］．北京:科大電子出版社，2004．LI Qinghua．International advanced technology and common standards compilation of power engineering construction［M］．Beijing:UESTCP，2004．

［3］中國(guó)電力建設(shè)企業(yè)協(xié)會(huì)組編．中國(guó)電力建設(shè)吊裝技術(shù)優(yōu)秀論文集［C］．北京:中國(guó)電力出版社，2013:54 63．China Electric Power Construction Association．Excellent symposium of China electric power construction hoisting technology［C］．Beijing:China Electric Power Press，2013:54 63．

［4］吳天鵬．電力工程施工組織進(jìn)度控制與施工管理及強(qiáng)制性條文使用手冊(cè)［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2005．WU Tianpeng．Manual of construction organization，progress control，construction management and mandatory provisions for power engineering construction［M］．Beijing:China Electric Power Press，2005．

［5］電力建設(shè)安全工作規(guī)程第1部分:火力發(fā)電廠(DL5009.1—2002)［S］．北京:中國(guó)電力出版社，2003．

［6］國(guó)家電力公司編委會(huì)．最新電力建設(shè)工程安全生產(chǎn)考核達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家安全生產(chǎn)強(qiáng)制性條文實(shí)施手冊(cè)［M］．北京:中國(guó)電力出版社(1)，2007．Editorial board of State Grid．The latest power construction project safety assessment standards and manual of implementation of the mandatory provisions of the state safe production［M］．Beijing:China Electric Power Press(1)，2007．

［7］國(guó)家電力公司電源工作部．火電機(jī)組達(dá)標(biāo)投產(chǎn)相關(guān)文件匯編［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2003．State Grid Power Department．Compilation of thermal power unit standard production［M］．Beijing:ChinaElectricPower Press，2003．