高位布置汽轮机8、9号低加穿装论文_刘岩,王海清,蒋志武,张明,刘殿金,杜宪波,王凯

摘要：在大型燃煤汽轮发电机组安装中，合体低压加热器穿装一直作为重要的施工技术受到重视。本文总结国内600MW以上机组合体低压加热器穿装实施情况，结合世界首台高位布置660MW超超临界燃煤空冷机组8号、9号低压加热器穿装实例，通过优化改进形成一套高位布置汽轮机8号、9号低压加热器穿装方法。实践证明了此方法的合理性、可行性，其在同类工程中，具有一定推广价值。

关键词：火力电厂；高位布置；低压加热器；穿装

引言

陕西国华锦界电厂三期扩建项目#5机组是世界首台高位布置660MW超超临界燃煤空冷机组，其排汽装置安装高度上升至43m，8号、9号低压加热器穿装高度也随之上升至55m。通过总结国内600MW以上机组合体低压加热器穿装实施情况，分析讨论高位布置主厂房及排汽装置设计结构，现场发现8号、9号低压加热器无法利用主厂房行车在主厂房内进行穿装，研究决定先用2台260t履带吊，从A排外进行穿装，再用主厂房行车进行就位。

一、高位布置汽轮机8、9号低加穿装

1. 工程概况

陕西国华锦界电厂三期扩建项目2X660MW国产超超临界燃煤空冷发电机组，8号、9号低压加热器由哈尔滨汽轮机有限责任公司生产，全长19000mm，外径φ2332mm，净重72t，安装位置在排汽装置内。由主厂房A排向B排穿入，以50.45米处两处次梁为生根制作拖运平台，平台标高为55米，然后使用2台260t履带吊将加热器放置在预先铺设轨道后，使用5吨卷扬机拖运到安装位置，其中主厂房4-5轴，标高43米-65米层封闭需预留，空冷1-3号柱子间风机设备需预留。

2. 作业条件和准备

2.1 技术准备

2.1.1 施工方案编写审批完毕，土建工序交接完毕。

2.1.2 设备到货经检验合格。

2.2 作业前应做的准备

2.2.1 施工前必须对参加作业人员进行施工程序、施工工艺、质量标准、安全等方面内容的交底工作。

2.2.2 准备好施工过程中所用工具、仪表，并经计量部门检测合格，有合格证且在有效期内。

2.2.3 施工机械、机具进行检修，保证运转良好。

2.2.4 将施工场地铺设平整，保证施工道路畅通。

2.2.5 主厂房A列4-5轴，标高43米至65米层封闭预留，空冷1-3号柱风机及框架设备预留，拆除主厂房4-5轴之间的障碍物（物料机、临时电梯、通道）拆除。

2.2.6 履带吊工作区域，进行临时隔离，严禁无关人员入内；且吊装前地面平整夯实，场地耐力满足吊装要求，并铺设好路基板。

2.3 作业人员配置、人员资格

各专业工种人员要求熟悉本工种的操作技能，有一定的施工经验。电工、架子工、起重工、司机、安全人员等特殊工种必须经过培训，持证上岗。所有施工人员必须经过三级安全教育，并经考试合格后方可上岗。

2.4 施工机械、机具

施工机械、机具进行检修，保证运转良好；配备易损、易坏件的备品；机械、机具有关的负荷实验，有鉴定证书、使用证等。具体配备，如下表所示：

ZCC2000（260t）履带式起重机，性能表如下：

QUY260（260t）履带式起重机，性能表如下：

2.5 穿装前条件

需要提前把排汽装置变径段和连接段存入，排汽装置其他设备可以在穿装后存入。

3. 作业的流程和方法

3.1 作业流程

吊装前准备→8号、9号低压加热器卸车→8号、9号低压加热器确定方向旋转90°→起吊将8号、9号低压加热器超过拖运轨道高度→将8号、9号低压加热器向主厂房方向移动→前支座放入拖运轨道→ZCC2000履带吊摘钩→QUY260履带吊行走与卷扬机同步拖运→后支座放入拖运轨道→QUY260履带吊摘钩→主厂房行车行走与卷扬机同步拖运→8号、9号低压加热器拖运到安装位置。

3.2 施工方法步骤

3.2.1 用QUY260履带吊将8号、9号低压加热器卸车在主厂房A排外，按图纸确定其方向，用QUY260履带吊起吊，在钢丝绳缠绕位置用橡胶板或木板做好防护，以免损伤设备。

3.2.2 当设备起吊离开运输车100mm时，运输车开走，回钩使8号、9号低压加热器离地面200mm，缓慢转杆使其旋转90°，并在安装中心线的延长线上。在8号、9号低压加热器上布置临时安全扶绳。

3.2.3 起吊过程中由专人指挥，缓慢起吊，QUY260履带吊吊远端，距离中心7500mm，距离8号、9号低压加热器远端2800mm，ZCC2000履带吊吊近端（主厂房侧），距离中心5000mm；钢丝绳从8号、9号低压加热器本体上缠绕一圈后引出，一端绳头穿过吊钩与另一端绳头用35t卸扣连接。

3.2.4 两台履带吊起吊高度超过拖运轨道高度时，QUY260履带吊缓慢向主厂房方向行走，ZCC2000履带吊缓慢向主厂房方向转杆，直至将前支座放入拖运轨道重物移动器上，且ZCC2000履带吊的起吊钢丝绳距A排200mm时，ZCC2000履带吊摘钩。

3.2.5 将5t卷扬机钢丝绳用卡扣与8号、9号低压加热器底部支撑连接起来进行牵引拖进，QUY260履带吊行走与卷扬机同步，当8号、9号低压加热器前支座距离主厂房A列11000米后，停止拖拽，此时后支座以进入拖运轨道落入重物移动器上，QUY260履带吊摘钩；使用主厂房行车挂钩，使前支座脱离轨道50mm，使用卷扬机继续拖运，主厂房行车操作与卷扬机操作保持同步，直至8号、9号低压加热器拖运到安装位置。

3.3 拖运轨道及卷扬机布置

由于8号、9号低压加热器安装中心标高为56.72米，无法直接布置拖运轨道，需要以主厂房标高50.45米层4-5轴（跨度11米）横梁为生根制作拖运平台并铺设HM588×300×12×20型钢作为拖运轨道，详见图3.1拖运轨道布置图。

图3.1 拖运轨道布置图

其中，主体框架和轨道采用HM588×300×12×20型钢,横担梁采用HM588×300×12×20型钢与HM440×300×11×18型钢叠加铺设，拖运平台标高为55米与土建梁（8号、9号低压加热器正式支座基础）标高一致；横担梁间距4500mm,轨道支撑立柱高度为55000-50450+588+440+588=2934mm，两轨道中心线间距1500mm，H型钢拖运梁顶面点焊[28槽钢（对称点焊，焊接长度100，间距300mm），用作60t重物移运器限位轨道；型钢两侧每隔500mm对焊一个加固肋（满焊，钢板δ=12mm），在轨道铺设并调整标高完成后，两条轨道之间用φ108×5钢管连接（钢管端部满焊，间距2.5米，上下两层），立柱使用[20型钢进行斜支撑，并且立柱之间使用[20型钢进行连接，轨道与低压加热器土建梁生根埋件进行焊接，使轨道形成整体结构，增强稳定性；轨道布置完成后检查焊接部位无气孔、夹渣等缺陷。

4. 计算与校核

4.1 吊装拖运计算

4.1.1 单履带吊卸车

8号、9号低压加热器重量为72t，吊钩重量为2.87t，卸车时用260t履带吊直接起吊，作业半径10～12米，主臂长56米，荷重86t，负荷率为87%。

起吊时4股绳受力，平均分配负荷，即单点受力为：G=72/4=18t，钢丝绳缠绕位置为距中心2400mm处。

钢丝绳受力：cosα=9.8G/F，=178.18kN。

选用公称抗拉强度为1770MPaφ56的6×37+FC（纤维芯）钢丝绳的最小破断拉力为1830kN，则钢丝绳的安全系数为1830/178.18=10.27倍，安全可以选用。

4.1.2 双履带吊抬吊

双车抬吊时，ZCC2000履带吊和QUY260履带吊起吊位置（钢丝绳从8号、9号低压加热器本体上缠绕一圈后引出，一端绳头穿过吊钩与另一端绳头用35t卸扣连接。）：

QUY260履带吊吊远端距离中心7500mm，距离低压加热器远端2800mm,ZCC2000履带吊吊近端（主厂房侧）距离中心5000mm；

其中P1为ZCC2000履带吊受力，P2为QUY260履带吊受力，G=72t，根据力学平衡原理：P1=(72×7500)/12500=43t；P2=(72×5000)/12500=29t；

ZCC2000履带吊，作业半径18米，主臂71米，荷重为54.8t，吊钩重量为2.87t,负荷率为45.87/54.8=78.4%。

QUY260履带吊，作业半径为20米，主臂81米，荷重42.3t，吊钩重量为3.2t，负荷率为32.2/42.3=76.12%。

4.2 履带吊抬吊作业时垂直高度校核

4.2.1 ZCC2000履带吊,主臂71米，作业半径18米，垂直高度为68米。8号、9号低压加热器起吊时，中心最大高度为57.126米，钢丝绳垂直高度为5.9米，因此吊钩相对标高为63.025米＜68米，满足要求。

4.2.2 QUY260履带吊，主臂81米，作业半径20米，垂直高度为78.4米。8号、9号低压加热器起吊时，中心最大高度为57.126米，钢丝绳垂直高度为5.9米，因此吊钩相对标高为63.025米＜78.4米。吊点距离低压加热器端头2.8米，当加热器中心达到57.126米时，端头距吊车主臂距离5.19米，满足要求。

4.3 拖运轨道校核

4.3.1 拖运横梁（50.45米层4-5轴）校核

8号、9号低压加热器重72t，由于其全长为19m，大于拖运轨道的长度，因此在拖运轨道上只承受1/2的总重，按集中载荷计算，即F=(72/2)＋2=380kN（附加2t是横梁上2根立柱、2根轨道有效部分的自重等）

M=FL/4=(380×103×11000)/4=1045×106N.mm

横梁选用HM440×300×11×18和HM588×300×12×20上下叠加，为简化计算，按HM1028×300×11×18进行校核，W=7100cm3，I=364940.37cm4，S=4080.08cm3，t=11mm。

σ=M/W=(1045×106)/(7100×103)=147.18Mpa[σ]=160Mpa

σ≤[σ] 安全

τ=(QS)/(It)=(190×103×4080.08×103)/(364940.37×104×11)=19.31Mpa

[τ]=100Mpa

τ≤[τ] 安全

E取210Gpa

[f]取L/800=11000/800=13.750mm

f=(FL3)/(48EI)=(380×103×110003)/(48×210×103×364940.37×104)=13.749mm

f≤[f] 安全

4.3.2 拖运轨道支撑立柱校核

采用型钢HM588×300×12×20，每侧设有4个立柱，每根立柱使用I20型钢进行斜支撑，并使相邻的两个立柱相连接，使框架整体稳定；其中单侧最大受力2个为主受力柱，则每个立柱受力F=18t。

Wy=601cm3 A=192.5cm2 H=294cm Iy=9020cm4

截面回转半径i==6.85cm

则立柱长细比为λ==2×=85.8查表得折减系数ψ=0.65

压应力σ===1.44Mpa≤［σ］=160Mpa，支架稳定。

5. 安全质量控制

5.1 安全技术措施

5.1.1 施工人员必须严格遵守DL5009.1-2014《电力建设安全工作规程 第1部分：火力发电》的管理规定，必须严格遵守监理、业主、公司的各项安全管理规定。

5.1.2 参加安装工作的人员须通过各级安全培训，安全考试体检合格后上岗作业。患有心脏病、高血压、癫痫病的人以及酒后人员不能从事高空作业。

5.1.3 施工人员必须经过安全技术交底并签字后，方可参加施工。

5.1.4 施工人员要及时、合理使用安全防护用品。如有孔洞应用安全网封闭，不得擅自拆除安全网，工作需要拆除后应及时恢复。

5.1.5 高空作业人员要正确规范使用双钩安全带，配带工具袋，全部工具系保险绳；传递物品时，严禁抛掷；交叉作业时，工具、材料边角余料等放置牢固、严禁上下抛掷，严禁在吊物下方接料或逗留。

5.1.6 施工中及时完善各种安全设施，脚手架搭设牢固、可靠。

5.1.7 设备、材料摆放有序、牢固，防止滑落、倒塌伤人，不阻塞通道，不影响其它项目施工。

5.1.8 电气设备施工，由专业人员操作。

5.1.9 吊装人员要熟知吊装部件的重量、几何尺寸、重心位置和作业机械的起重性能，合理选用吊装工器具，当棱角与钢丝绳接触时，必须垫管皮或木方、道木等。

5.1.10 起重指挥人员熟悉作业面环境，严密监视吊装件和周围情况，禁止吊装物件卡、碰撞钢结构和其他物件，发出的信号清晰、准确，指挥人员在使用对讲机（使用对讲机时，把电池充好电，预备一块备用电池）传递信号过程中信号必须连续，操作人员超过3秒钟未听到指挥发出的指令时，必须停止操作，防止对讲机发生故障造成误操作。

5.1.11 严禁无关人员及车辆通过或进入施工现场。吊车作业半径内、吊钩垂直线下严禁行人通行且严禁任何施工作业。

5.1.12 吊装前要对履带行走地面进行全面、细致的检查。必须组织各单位对起重机全面检查，确认起重机性能良好，方可作业；起重机如有故障，不得作业。

5.1.13 吊装过程中，起重机的吊钩钢丝绳保持垂直，严禁偏拉斜拽，起吊前复查钢丝绳是否有破损，确认完好后起吊，作业区域内拉设警示带，安排专人监护。

5.1.14 吊车操作人员必须按指挥信号进行操作，信号不明确时严禁任何动作；发现异常时，操作人员应拒绝执行并立即通知指挥人员。

5.1.15 雨雪天气及超过六级以上的大风禁止吊装作业。

5.1.16 吊装过程中发生异常情况必须立即停止吊装，待异常消除后再进行。

5.1.17 低压加热器吊装前复查钢丝绳捆绑无异常，两端要设置安全溜绳。

5.1.18 低压加热器吊装铺设的拖运轨道等设施应经设计计算并验收合格。拖运轨道铺设在结构梁上时，结构梁应经受力核算。设备单侧落在拖运轨道上使用卷扬机拖运时，另一侧起重机操作应与卷扬机操作保持同步，起重机钢丝绳保持受力。

5.1.19 吊装低压加热器前，应对履带吊站位区域采取夯实措施，铺设路基板，防止在吊装过程中发生倾覆。

5.1.20 在钢丝绳导向滑轮内侧的危险区内严禁人员通过或逗留。

5.2 质量保证措施

5.2.1 做好开工准备和报审工作，编制作业指导书并经审核批准。各项工作实施前进行技术交底，使施工人员明确质量要求和工艺措施、步骤，参加交底人员要在交底记录上签字。

5.2.2 低压加热器吊装前应严格核对图纸，确定低压加热器吊装方向，并在低压加热器上做出明显标记。

5.2.3 起吊过程缓慢进行，进行监护，防止碰坏设备及其他建筑结构。

5.2.4 低压加热器安装找正时，严格按照施工图纸及规范要求施工，将安装精度值控制在规范要求值的最小范围内（中心线偏差≤10mm，标高偏差±10mm）。

5.2.5 严格按照施工图纸进行施工。加强成品保护,防止设备二次污染。低压加热器卸车至施工现场后，按要求进行支垫和支撑，悬挂警示牌，拉设警戒绳或设立安全围栏，禁止无关人员靠近。

结语

通过计算与校核，本工程采用的高位布置汽轮机8号、9号低压加热器穿装方法是安全、可靠的，并通过实践证明了其合理性、可行性。在今后同类工程中，此方法具有一定推广价值。

参考文献

[1]《电力建设施工技术规范 第3部分：汽轮发电机组》DL5190.3—2012

[2]《电力建设施工质量验收规程 第3部分：汽轮发电机组》DL/T5210.3-2018

[3]《电力建设施工质量验收规程 第5部分：焊接》 DLT 5210.5-2018

[4]《电力建设安全工作规程 第1部分：火力发电》DL5009.1-2014

[5]西北电力设计院相关安装图纸及技术资料

[6]哈尔滨汽轮机有限责任公司相关图纸及技术资料

论文作者:刘岩,王海清,蒋志武,张明,刘殿金,杜宪波,王凯

论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期

论文发表时间:2020/3/16

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