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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2008/1/8 18:35:48
为了适应国民经济的快速发展，火力发电厂发电机组单机容量越来越大，锅炉机组及其重要组成部件的重量和外形尺寸亦随之增大，如锅炉汽包，其尺寸大，重量重，且安装高度达60～80m，其吊装是否到位直接关系到火力发电厂能否按期投产发电。汽包吊装是整台锅炉设备安装的重大里程碑，是从钢结构安装到受热面安装的转折点，其吊装工作必须满足安全、经济、工期短、施工方便的要求。
锅炉汽包吊装牵涉到锅炉部分钢结构的缓装，因此必须选择最优化吊装方法。本文以台山电厂1号（600MW）燃煤发电机组锅炉汽包吊装方法研究为例加以说明。
台山电厂规划建设8台600MW燃煤机组，1号和2号机组已安装完毕，3～5号机组正在建设当中。1号机组锅炉设备为上海锅炉厂设计制造，锅炉汽包外形尺寸为28.287m×φ2.163m，吊装重量2940kN，由2根U型吊杆悬挂在锅炉大板梁上，汽包中心就位标高74m。在狭小的炉膛里，如何将该大件顺利吊装就位，使锅炉设备安装顺利过渡到受热面安装具有重要意义，吊装工艺有否创新改进也是衡量汽包吊装的指标之一。
1吊装方法分析与选择
锅炉汽包是火力发电厂三大特重件之一，其吊装受到现有施工机具、吊装空间、施工工期、施工成本、作业安全以及施工经验等诸多因素的限制。如何选择一个最优的安装方案，必须进行综合分析。大型火力发电机组锅炉汽包的重量一般都超过为锅炉设备安装所配置的起重机械的起重量。因此，在每个火力发电厂安装工程中，汽包的吊装从施工设计、施工准备到施工，都是每个阶段工作人员应特别重视的问题。由于各施工单位施工方法以及现有施工设施的不同，汽包的吊装方法也有差异。
汽包的吊装方法有多种：用起重机械直接吊装就位；用卷扬机和滑轮组吊装就位；用钢索式液压提升装置吊装就位；等等。具体采用哪种方法，应视现有机械能力等因素综合分析而定。
大型火力发电机组锅炉汽包的重量较重，采用起重机械直接吊装就位最方便快捷，但所用起重机械机型庞大，起重机械自身安装时间长、费用高、占用场地大。从经济上考虑，这种方法不合适。
锅炉汽包吊装通常采用卷扬机通过滑轮组将汽包吊装就位。采用此方法吊装比较快捷，但现场布置卷扬机和高空串绕钢丝绳的工作量较大、危险性较高。又由于锅炉汽包重量重、就位高度高，所需钢丝绳的长度比较长，需要定制，成本较高。
目前，国内外普遍采用钢索式液压提升装置进行大跨度桥梁的吊装，如果采用该装置吊装锅炉汽包最简单易行，因为吊装用的钢绞线不需定制，其长度可根据需要进行裁剪，现场布置液压提升装置非常简单，辅助工作量少，安全可靠。
本文介绍采用钢索式液压提升装置吊装锅炉汽包的方法。
2钢索式液压提升装置的工作原理
钢索式液压提升装置的工作原理如图1所示。
钢索式液压提升装置由上卡爪、上支座、中空式液压千斤顶、下卡爪、下支座、钢绞线和下锚头组成。上支座与液压千斤顶活塞杆连接，下支座与液压千斤顶活塞缸连接并支承于提升架上，下锚头与被吊物连接。
首先，上卡爪夹住钢绞线，打开下卡爪，液压千斤顶活塞杆顶出带动上支座上升；接着，下卡爪夹住钢绞线，打开上卡爪，液压千斤顶活塞杆缩回，液压千斤顶完成一个行程。如此重复液压千斤顶以上运动，从而实现重物的提升。
目前，国内吊装采用的钢绞线一般选φ15.2mm的钢绞线。钢绞线根数多少根据被吊物重量而定，钢绞线的长度根据被吊物始吊位置和提升架之间的距离而裁截。由于钢索式液压提升装置运作平稳，钢绞线、卡爪、支座之间的机械自锁性能良好，不会出现脱卡爪现象，因此，如果汽包白天未提升到位，可停机暂停吊装工作，待第二天继续吊装作业。钢索式液压提升装置可靠性高，确保了汽包吊装的安全。
3吊装方法
锅炉汽包吊装方法如图2所示。
在锅炉顶部2组汽包吊装梁上布置2个提升架，每个提升架下方各连接4个重物移运器，使提升架能够在汽包吊装梁上来回移动；每个提升架上布置1台1960kN（LSD200型）钢索式液压提升装置。
汽包由平板车从AB通道运进锅炉炉膛底部，由布置于锅炉大板梁顶部的2台钢索式液压提升装置卸车。汽包长度为28.287m，吊装空间（轴线3.8和轴线6.2跨度的空间）净宽度为25.2m，在轴线3.8和轴线6.2各标高层上已安装了支承平台的钢梁。显然，由于汽包长度大于吊装空间，无法进行水平吊装，因此必须采用倾斜方式进行吊装。又由于汽包就位位置正下方为钢结构平台，汽包无法在其就位正下方吊装，必须采用在避开钢结构平台的空间里进行吊装，如图2所示。
首先，启动炉顶右边的液压提升装置将汽包一端提高，当汽包该端离开地面约8m时将汽包的1根U型吊杆悬挂于汽包上，之后继续将汽包高端提升，使汽包与水平面处于36°倾角状态，提升过程完全避开吊装空间两侧的平台钢梁。同时启动炉顶2台液压提升装置将汽包以36°倾角提升，当汽包低端离开地面约5m时将汽包的另一根U型吊杆悬挂于汽包上，并以此状态继续提升汽包。当汽包高端超过就位标高74m时，停止该端液压提升装置，而继续提升汽包低端，直到将汽包摆平，并调整汽包高度使其处于74m就位标高上。
然后，用2台牵引力为98kN的手拉葫芦同时拖移2个提升架使汽包向就位位置移动，通过起重机械协助穿好2根U型吊杆使汽包就位，拆除有关吊装用具。至此，汽包吊装工作完毕。
4吊装机具结构
4.1提升架
提升架结构见图3。
4.2提升架主要受力梁
提升架主要受力梁为工字梁结构，见图4。
5受力分析
5.1计算负荷
汽包以36°倾角吊装时，汽包上2个吊耳的负荷分配如下（图5）：
式中G为锅炉汽包重量，a，c为汽包吊点位置尺寸，α为汽包倾斜吊装角度，如图5所示。由于汽包吊点位于汽包中心线上，因此c=0。将G=2940kN代入上式，得FH=FL=1470kN。
5.2提升架受力情况
经计算，提升架工字梁弯曲应力σ=39MPa<[σ]=170MPa，提升架强度满足使用要求。
6结束语
随着大型火力发电站单机容量的不断提高，锅炉汽包的重量也越来越重，如何将汽包安全吊装就位是工程管理人员需要着重考虑的课题。实践证明，在台山电厂600MW燃煤发电机组安装工程中，采用钢索式液压提升装置吊装锅炉汽包等电厂大型设备确实经济、方便、安全可靠，值得在其它类似大型火力发电机组安装工程中借鉴推广。
参考文献
［1］陈心爽，袁耀良．材料力学［M］.上海：同济大学出版社，1996.
［2］沈养中，石静．结构力学［M］.北京：科学出版社，2001.
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