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吊装工艺
1.1锅炉吊装原则
1.1.1根据选定的起重机械的吊载能力,制定的具体吊装方案。
1.1.2综合分析编出科学的吊装顺序。
1.1.3吊装方案及吊装顺序中力求创造多作业条件,以利于加快施工速度,缩短工期。
,力求减少加固量,并能有效地保证设备安装质量。
1.1.5锅炉吊装过程中,对于不易吊装件或吊装通道难以畅通部位的设备如磨煤机、给煤机、风烟管道钢性梁、燃烧器等要尽量穿插在吊装工程中予以预存。
利用设备自身进行加固,例如67T/h。
炉钢架组建其横向则度不足时,将平台组合上起横向加固作用;水冷壁纵向刚性不足时,可将分散降水管组合在一起,增加其抗弯矩;钢架纵向刚度不足时可利用平台热腿焊拉条,改变受力状态,从而起到加固作用,管排的吊装最好将各管组成一体,利用管夹固定,以减少管排变形。
利用加固结构进行加固,对于组合安装的设备应充分利用组合架进行加固,组合架应做成活结构,对于热器等组件,组合架下部能起到设备运输加固的作用。
1.1.7起吊过程中采取防变形措施。
为防止组件在起吊运输过程中变形,除经过计算采取的加固设施外,一般尚可利用起吊方案进行,以减少加固量。
多起点吊装法。
在设计起吊方案时,对可能产生变形的部位采用多点起吊法,在起吊点布置上应保证被吊件受力一致为最好,将不一致转移到绳索上。
柔性起吊法
柔性起吊法仅适用于不带锅炉墙或保温层的水冷壁组件,它是应用于被吊件允许变形的条件下,且变形所欲弹性变形范围之内的一种方法。
1.1.8全悬吊锅炉结构均采取空中倒钩作业,这种作业有两种方式:
一、是采用专用倒钩三角板它由三轴结构组成,被吊件占一轴,起吊机械占一轴,接钩结构机械占一轴。
1.2锅炉吊装阶段的划分无论锅炉型号、容量、锅炉吊装均可划分为锅炉钢结构的吊装,锅炉顶板梁吊装,锅炉承压部件吊装,锅炉其它设备吊装四个阶段。
1.2.1锅炉结构的吊装阶段
锅炉钢结构施工期较长,贯穿于吊装全过程中。
而本阶段主要指锅炉构架吊装阶段。
这个阶段值得注意的问题是:
如涉及厂房结构和锅炉构架结构为联合结构,由于锅炉架结构稳定性依赖于厂房结构,所以必须在厂房结构吊装到设计位置时方可进行承压部件的吊装。
1.2.2锅炉顶板梁的吊装阶段
锅炉顶板梁的吊装阶段已成为大型锅炉吊装的独立阶段,这是由于大型锅炉均采用全悬吊结构,因此顶板尺寸大,顶板最高为3.2~6m,长度达33m就位位置高,最高高标达82m~85m。
最重单根梁重120t,由于它位于柱顶,重量大,因而形成以个独立的吊装阶段。
1.2.3锅炉承压位吊装阶段
锅炉承压部件的吊装包含炉筒的吊装水冷壁吊装,各种过热器、省煤器,以及再热器的吊装,这个阶段是锅炉的钢构架顶板梁完成后(除开口要求后装外)形成稳定结构条件下进行的。
1.2.4锅炉其他设备吊装阶段
锅炉其他设备的吊装是指布置在锅炉间的其他设备,对于组合安装锅炉可视为大件吊装完后工序,但对自然组装来讲,大件吊装概念已失去其内涵,故本文取消大件吊装概念。
1.3锅炉吊装总程序
锅炉吊装程序可以从两个角度来说明,一程序为工序程序,它包含起吊、找正、焊接三道主要工序,另一个程序是锅炉设备安装过程中的程序,它又可分为已所叙述的四阶段,这四个阶段是不可逆的,故也可视为程序。
在锅炉吊装过程中有一个共同遵守的原则:
即先吊炉外设备,对于承压部分先吊上部,后吊下部;对于锅炉构架部分,先吊下部,再吊上部。
2.1锅炉钢构架的吊装
锅炉构架对于配100MW汽轮发电机组的锅炉主柱接头选用焊接方式较多。
对于配装200~660MW汽轮发电机组的锅炉多选用高强螺栓连接。
采用焊接的构架目前多选组合吊装,而对高强螺栓接头,如起吊能力允许,可组合吊装或部分组合吊装。
2.1.1焊接接头钢结构吊装
HG4-9.8-YM15锅炉吊装,采用CKP-2600塔式起重机吊上吊点,利用50/35龙门式起吊下吊点,用起吊扁担保证横向钢架横向稳定性,其吊装方法见图2-1和图2-2.吊装数据见表2-1.
表2-1钢架组件数据
序
号
名称
外形尺寸(mm)
重量(kg)
h1(mm)
h2(mm)
PA(kgf)
PB(kgf)
1
Z2-Z3组件
45930×1240×2500
68676
7200
14000
34338
34338
2
Z2外-Z3外组件
42000×10500×800
37733
7200
14000
18894
18894
3
Z1-Z1外组件
48440×6700×3100
31102
9200
13500
11920
19182
4
Z4外-Z5外组件
45620×56000×600
20215
9200
13500
9760
10455
5
Z5-Z5反组件
47480×12800×800
32102
10000
14000
16501
16501
6
Z4-Z4反组件
46640×13000×2850
55225
7000
14000
27612
27612
7
Z4外反-Z5外反组件
45620×5600×600
20215
9200
13500
9760
19182
8
Z2反-Z3反组件
45930×12400×2500
68676
7200
14000
34338
34338
9
Z2外反-Z3外反组件
45620×10500×800
37788
7200
14000
18894
18894
10
Z1反-Z1外反组件
46440×6700×3100
3102
9200
13500
11920
19182
,其具体工作流程如图2-3所示
高强度螺栓连接钢结构的组合图和吊装应注意的问题
(1)高强度螺栓连接钢结构宜于组合吊装,过去曾担心已紧固好的接点在吊装过程产生松动或移位,但经计算和实测是无影响的。
(2)锅炉钢结构架的主柱用高强度螺栓连接方式与焊接柱有本质的不同,因为高强度螺栓连接的钢结构不但以主柱中心为准,它要保持钢结构整体中心为准,且保证螺栓在有足够紧固力条件下使受力中心对称。
(3)为保测量尺寸的准确程度,测量用尺应检测,对误差值要整修。
(4)摩擦型高强度螺栓连接的钢结构,在安装H柱时两柱端面有一定接触面应达到端面积75%,安装时要达到70%以上。
问题是如何测,现采用塞尺测定:
工程设计中要求用0.05mm塞尺侧,因实际难以达到一般可采取0.3mm塞尺塞不进为准。
(5)柱对接实常出现“顶紧”后柱的垂直度不对,应先找柱垂度,两者不能相接时,以垂直度为准,超过接触面部分可加软钢或不锈钢垫片,但加位置应合适,不能出台阶,层数不能超过两层。
1垫圈的装配
高强度螺栓使用前必须检查垫圈位置是否正确。
扭剪型高强度螺栓仅一只垫圈,应装与螺母侧。
大六角高强度螺栓有两只垫圈,在螺栓侧圆弧影响螺母,螺帽处应向螺帽。
如果装反,螺栓根部没与垫片吻合会造成局部受力,同时影响扭矩的真实性。
2轴力的确定
从理论上讲,高强度螺栓的轴力由其自身强度和截面所决定,其强度指标以屈服点为准,但高强度螺栓无明显屈服点,一般0.9δb作为假想屈服点。
考虑拧紧过程中,螺栓除受拉应力外,还受剪应力,对于剪应力取1.2作为折剪应力系数;考虑螺栓自身材质不一定均匀,故引入均质系数为0.9;考虑超张拉螺栓不被拉坏,按超张拉5%~10%计,取张拉系数0.9,故高强度螺栓轴力为:
0.93
P=——————δbAJ(2-1)
1.2
式中:
P为轴力,KN;δb为热处理后高强度螺栓抗拉强度,Map;AJ为高强度螺栓净面积(按螺纹根计算),mm2.
在实际工程中螺栓轴力是设计给定或按螺栓强度等级及直径选取。
3高强度螺栓矩系数,是螺栓螺纹之间摩擦系数、垫片与螺母之间摩擦系数的函数。
它是在定轴力、定扭矩条件下,通过测试方法而得的,适用于大六角头高强度螺栓。
M
扭矩系数K=-------(2-2)
Pd
式中:
M为扭矩,KNm;d为螺栓公称直径,m0
高强度螺栓扭矩
M=KdP(2-3)
式(2-3)对于一定强度的螺栓,d、p为定值,但扭矩系数是一个变值,每一螺栓即使是同样工艺条件下、同期生产的螺栓,其扭矩系数也不相等,工程使用中只要求同批同规格螺栓扭矩系数在一定范围内编号,这样才能得出适合的扭矩。
根据GB1231-84规定,扭矩系数平均值应为0.110~0.150,其扭矩系数标准偏差应小于或等于0.010。
4高强度螺栓紧固方法
高强度螺栓紧固方法有扭矩法、扭断法、加热法和张拉法。
目前大六角头螺栓采用扭矩法,扭剪型螺栓是螺栓生产厂根据螺栓轴力、通过经验选定的扭矩系数,确定出的扭矩,依据扭矩值决定在螺尾部开切口槽尺寸。
这种螺栓用专用电动扳手紧固,扳手中有同轴两个轴套,一是卡住六角螺母,一是卡住螺栓尾部花键部分,当达到扭矩值时,同时从开凿部位扭断,即视达到扭矩值,所以又称自标量螺栓。
扭剪型螺栓只要加工可靠,一般不会产生欠紧或超紧。
大六角头螺栓采用扭矩法,选用电动扳手进行紧固,按试验扭矩系数核定的扭矩进行紧固。
这种扳手工作时要求电压稳定,一般采用稳压器来解决。
终紧时则用力力矩扳手拧45。
~60。
即终紧完毕。
5高强度螺栓紧固程序
前述高强度螺栓钢结构施工流程图中高强度螺栓紧固分初紧、复紧、终紧三个阶段。
按设计规范定初紧值为终紧值得70%,一般推荐初紧值化两个阶段为宜,第一阶段到40%,这个紧力主要消除节点装配时造成的不紧密状态;第二阶段达到70%,这样紧密度误差小,终紧为70%~100%。
初紧和终紧不能时间过长,最好当日完成,最长不能超过2~3d。
终紧后松弛值以在超张值考虑了。
螺栓紧固顺序(方向)很重要,尤其是初紧阶段更为重要,紧固开始应从节点中心进行。
这样可将节点接合面通过初紧作用,展平、压实。
由于设计或制造原因,施工中有时会出现板厚不一致,在螺栓紧固过程中引起预紧力的变化。
当板厚差为2mm时,节点滑动承载力降低10%。
对板厚差余力一般按下述方法进行。
两板厚度差<1mm时,可不进行处理。
两板厚度差<3mm时,以1:
10坡度修正后板,修正后喷砂处理。
两板厚度差>3mm时,加等后垫,垫双面进行喷砂处理。
2.2顶板梁的吊装
平圩第一台引进技术亚临界压力锅炉中,起重A、B、C三根顶板梁采用所谓自身吊装方法起吊,即利用调幅扒杆结构见图2-4.调幅扒杆利用自制的地盘座落于3.1~3.8和6.2、6.9柱顶上,位高应保证79.52~80.52m。
这种吊装方法的特点是无须配备大型起重机,但其未保证钢结构的稳定所进行的顶部加固,耗材量约24t。
另A、B两顶梁可移至木梁的J、K柱中心起吊,而C梁由于稳定性需要,钢架永久杆件已装至47.4m,因此用两台CC-1000履带式起重机抬吊至52m,再由调幅扒杆吊装就位。
由于该机组起吊方案中布置一台DBQ630炉顶吊,它位于J、K列顶板梁,所以待B、C梁吊装就位、找正无误后安装锅炉顶吊,而其余EFD顶板梁用炉顶吊吊装。
2.2.2利用两台履带机改变幅绳起吊顶板梁
北仑港电厂1#炉最大一根大板重106t,长25.7m,宽1.42m,高4.4m,就位标高74m。
如果采用250t履带机,主臂长度88.39m,工作幅度26m,其起吊能力仅24.9t,难以满足要求。
借此将变幅滑车钢丝绳与机身三脚架分离,将变幅绳总钢丝绳接长,作为临时拉线,固定后烟根部,这样充分利用两起重机主臂,行成工况雷同于独角扒杆,进行大板梁的起吊。
详见起吊方案示意图2-5.
2.3锅炉的吊装
锅炉的吊装有一起重机吊装或两台起重机械抬吊,滑轮组+卷扬机吊装及液压顶升装置吊装
等三种方案。
每一工程选择方案时,要根据锅炉结构、机械布置等因素综合考虑。
本例是哈锅引进美国CE公司制造的HG2008-168M型锅炉。
锅筒自重261.5t,起吊重量为261.5t,直径为2.13m,长度为27.9m。
安装就位高度为+73m。
采用100t滑轮组四对;15t卷扬机四台,其容省量在1200m以上。
锅炉吊装方案见图2-6.锅炉水平运输至“a”点,用已准备好的卷扬机滑轮组将“a”点及“c”点连接,启动一端卷扬机使锅筒呈45°,以避开65.6m以上横梁,保持45°起升。
当高点至78.325m后,利用“b”点180t滑轮组,正式吊装就位。
本例是哈锅产HG670/140-13型锅炉。
锅筒自重101.84t。
起吊重量为91.257t,直径为2.0m,长度为21.5m,安装就位标高为52.2m。
采用液压顶升装置吊装方案。
所用液压装置为钢索式,有关其原理及结构详见附录。
采用液压顶升装置吊装锅筒,除对液压装置进行检修和试验外,一般尚须以下辅助工作。
(1)制作液压顶升装置的液压千斤顶的生根结构。
(2)制作锚头与钢锁连接。
(3)制作钢锁导向支架,以利钢锁抽出后的固定。
(1)一般用液压装置,尤其是钢锁式,宜将液压千斤顶布置在炉顶顶板处,液压泵站组应处于液压千斤顶附近,以保油管较短。
(2)按计算长度切取钢索,切口应平整,无毛刺,并固定,保证不散股。
钢索如不正常,应随时更换,一般每使用六次,即应更换新钢
(4)穿钢索时要带上穿线帽,按左右捻向相隔顺序向千斤顶下部穿钢索。
此时应打开上下卡抓,穿好后关闭上下卡抓,使全部钢索锁住,保持自由下垂。
(5)利用测力计,给每根钢索分别依次加2-3KN预紧力,以确保使用中各钢
索受力均匀。
并先将锁好起吊设备进行实际试吊,吊起高度以刚离地50~100为宜,试卡抓灵活性和可靠性,并调整液压千斤顶之间升高误差。
利用液压顶升装置吊锅筒,除设备和吊装上下点结构的准备工作外,大的方面雷同于滑轮组方案。
再起吊过程中,应注意被吊锅筒不允许摆动,检查各液压千斤顶,每次升高量是否一致。
吊装方案见图2-7。
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