600MW超临界机组锅炉大板梁高空双机对抬吊装.pdf

经验 DOI 1 0 ． 3 9 6 9／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 5 ． 1 1 ． 0 3 8 6 0 0 MW超临界机组锅炉大板梁高空双机对抬吊装 郑基彦 福建省特种设备检验研究院， 福建福州 3 5 0 0 0 8 摘要根据大唐某电厂 6 0 0 M W机组锅炉结构和所布置的大型起重机械 ，通过分析计算、设计吊耳和设计载荷分配，确定大板 梁吊装方案 ，细心组织现场作业人员，合理安排双机高空对抬作业顺序 ，实时监控双机受力状况，有效控制高空双机对抬风 险 ，实现了高空双机对抬安全吊装作业，积累了高空作业经验。 关键词 大板梁 ；高空作业 ；双机对抬 ；安全 ；吊装 中图分类 号 T K 2 2 6 文献标 识码 A 文章编号 1 0 0 99 4 9 2f 2 0 1 51 1 0 1 4 7一O 6 6 0 0 M W S u p e r c r i t i c a l Un i t Bo i l e r M a i n Gi r d e r Ho i s t i n g f o r Do u b l e M a c h i n e o n Hi g h Al t i t u d e Z HENG J i y a n F u j i a n S p e c i a l E q u i p e m e n t I n s p e c t i o n a n d R e s e a r c h I n s t i t u e ，F u z h o u 3 5 0 0 0 8 ，C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o Da t a n g 6 0 0 MW u n i t i n o ne p o we r p l a n t b o i l e r s t r u c t u r e a n d t h e l a y o u t o f l a r g e h e a v y ma c h i n e r y ，t h r o u g h t h e a n a l y s i s a n d c a l c u l a t i o n ， d e s i g n o f l i f t i n g l u g s ， d e s i g n l o a d d i s t r i b u t i o n t o d e t e r mi n e t h e p l a t e g i r d e r h o i s t i n g s c h e me ， c a r e f u l o r g a n i z a t i o n o f f i e l d o p e r a t i o n s p e r s o n n e l ，r e a s o n a b l e a r r a n g e me n t o f d o u b l e ma c h i n e f o r h i g h l i f t o p e r a t i o n s e q u e n c e ，t h e s t r e s s s t a t e o f r e a l - t i me mo n i t o r i n g o f d o u b l e ma c h i n e ，e f f e c t i v e c o n t r o l o f d o u b l e ma c h i n e t o c a r r y h i g h r i s k ， t h e r e a l i z a t i o n o f t h e a l t i t u d e o f l i f t s a f e t y h o i s t i n g ， a c c u mu l a t i o n o f t h e a e ria l wo r k i n g e x p e rie n c e ． Ke y wo r d s ma i n g i r d e r ；a l t i t u d e wo r k；d o ub l e ma c h i n e ；s afe t y；h o i s t i n g 0前言 大唐 集 团福 建 某 电 厂 4 机 为 1 6 0 0 MW 机 组 ，锅 炉为 超临 界变 压运行 燃煤 直流 炉 、单炉 膛 、一次再热 、平衡通风 、露天布置 、全悬 吊结 构n型锅炉 。锅炉钢架所有设备 由哈尔滨锅炉厂 供货 ，锅炉大板梁是钢架安装 中难度最大 、危险 性最大的设备 ，也是 6 0 0 M W机组大件吊装内容 之一 见表1 。大板梁就位高度达8 1 1T I 高 ， 重量 最重的达 1 1 0 t ，每根大板梁长度均达 3 l In 左右， 是典型的高空危险作业项 目。 1 大板梁吊装方案的确定 在 施 工 现 场 有 两 台 大 型 起 重 机 。 一 台是 F Z Q 2 0 0 0U型 自升 塔式 起重 机 简 称筒 吊 ，布 置在锅 炉房 扩建端 ，离 K排柱往扩建端和炉后各 5 I n ，最大额定起重量 为 8 0 t ，工作半径为 2 5 1T I ； 收稿 日期 2 0 1 51 01 7 表 1 大板梁 重量及 尺寸 另一台是 C C 2 5 0 0 履带吊，停放在锅炉房炉后固定 端 ，在锅炉大板梁 吊装时履带 吊的工况是 7 2 m主 臂加 5 4 13 1 副臂 S WS L 塔式工况 ，主车身配重为 交流 罐 扩建端[ 二二 二 三 ； 三三 蟮，离 ＼ ／ 吊点 受 力 Fl51吨 ，离 ’ 离 扩 建 端大 B 、C 、D 大板粱上部各吊耳装配示意圈。每个吊点由两十吊耳组 成，每个吊耳横向中心距幂点中心线2 0 0 m m。 图1 大板梁吊点位置图 1 2 0 t ，挂6 0 t 超起配重 ，最大额定起重量 5 2 t ，工 作半径 2 8 i n 。在最初 的方案 中锅炉靠 炉后 B I O 到 B 2 0 排 开 口，C C 2 5 0 0 履带 吊用 1 2 0 m的主臂工况 在炉膛 内和筒 吊对抬 吊装 ，由于筒 吊满负荷 吊装 时对钢架横向拉力最大会达到 1 0 0 t ，将会严重影 响钢架的结构尺寸，这样钢架不形成整体就无法 进行大板梁吊装，经过计算、分析和测量，最后 决定锅炉钢架要封 闭，C C 2 5 0 0 履带 吊退 到炉后靠 固定端进行 吊装 ，吊装方案采用 吊耳连接钢丝绳 挂钩方式双机对抬 。D大板梁上部最重放 在炉膛 内起 吊，这样可以减轻重件在高空回转时不安全 因素 ，同时减 少筒 吊在起 吊时严重超负荷行 为 ； B大板梁 由于起吊半径最大 ，为了防止 C C 2 5 0 0 履 带 吊在钢架 上 出现卡脖 子现 象也放 在 炉膛 内起 吊，其余的大板梁放在炉后起吊 。 2筒吊、履带吊工作半径和载荷分配及钢丝 绳选择 2 ． 1载荷分配 通过对各件大板梁受力分析，力矩计算，为 筒 吊和 C C 2 5 0 0 履带吊分配载荷 ，选择 吊点位置 ， 见图 l“ 大板梁吊点位置图” ，并选择相应 的工作 半径。在载荷分配时考虑两机负荷率要相对均 匀，着重考虑C C 2 5 0 0 履带吊荷载程度。计算结果 见表 2“ 筒吊、履带吊负荷及工作半径分配表” 。 由 吨，离 表 2 简吊、履带吊负荷及工作半径分配表 大板梁 A 大板梁 B 上3 0 t 4 4 ． 7 m 4 4 ．7m 7 5 ％ 大板梁 B 下2 2 t 4 4 ．7m 4 4 ．7 m 5 5 ％ 大板梁 C 上4 0 t 3 7 ．4Il l 3 7 ．4 m 8 2 盘％ 大板梁 C 下3 0 ． 5 t 3 7 ． 4 m 3 7 ．4m 6 3 ％ 大板梁 D 上4 0 t 2 9 m 2 8 In 8 0 ％ 大板梁 D下3 1 t 2 9 i n 2 8 m 6 2 ％ 大板粱 E 1 3t 5 1 ． 9m 5 1 ．9m 5 7 ％ 3 6t 1 9m 2 5 ． 2m 4 6 ％ 2 6t 1 9m 2 5 ． 2m 3 3 ％ 6 0t 2 7m 2 2In 8 7 ． 8 ％ 4 5 ．5t 2 7m 2 2m 6 6 ． 6 ％ 6 6t 2 5m 2 3 ． 9m 8 2 ． 5 ％ 5 1t 2 7m 2 3 ． 9m 7 4 ．5 ％ 1 8t 5 1 ． 9m 5 1 ． 9m 7 8 ％ 2 ． 2钢丝绳计算 大 板 梁 A和 E吊装 钢 丝 绳 用 8 mm，6 3 7 2 8 ． 0 1 6 6 7 GB 1 1 0 2 7 4 ，4 道 捆绑 吊装 ，钢 丝 绳 破 断 拉 力 为 4 8 0 8 2 3 N， 安 全 系 数 1 0～ ，符合要求。 4 大板 梁 B上 下 、C下 和 D下 吊装 钢 丝 绳 用 5 2 mm，6 3 7 5 2 ． 0 1 6 6 7 G B 1 1 0 2 7 4 ，4 道捆 绑 吊装 ，钢丝绳破断拉力为 1 6 7 2 0 3 4 N，安全系 匿蠢■ 圈 郑基彦6 0 0 M W超临界机组锅炉大板梁高空双机对抬吊装 经验交 数 8 ，符合要求 。 4 大板梁 C上 和 D上最 重 吊装 重量 6 6 t ，吊装 钢 丝 绳 用 6 5 mm， 63 7 6 5 ． 0 1 6 6 7 G B 1 1 0 2 7 4 ，2 道捆绑吊装，钢丝绳破断拉力为 2 6 1 3 4 7 2 N，安全系数 一 2 6 1 3 丽 4 7 2 一 。 ， 符合要求 。 ， ． o 2 3 大板梁吊装用吊耳设计计算和检验 】 大板 梁 吊装 用 吊耳 结 构 见 图 2 “ 大板 梁 吊 耳” ，吊耳焊接位置见图 1“ 大板梁吊点位置图” 。 1 大 板 梁 吊耳 设 计 C 3和 D 3吊 耳 共 4 个 ，用厚度 3 6 m m的钢板加工 ，单个 吊耳最大受 力 2 6t 。 用许用剪应力计算单个吊耳承载能力 P J r 】 x A1 0 0X 3 6 x 1 2 0 4 0 2 8 8 0 0 0N 2 8． 8t 式中 【 钢板许用剪应力 ，H 1 0 0 MP a 吊耳焊 缝计算 焊缝 长度 2 8 0 mm，两边 共 5 6 0 mlT l ，焊 缝 计 算 长 度 Z 2 8 0 1 0 2 7 0mm ， 焊缝高度不小于 1 5 mm，并 进行两边 4 5 。 角坡 口。 焊缝验算 ，载荷按 2 8 ．8 t 计算 ，力与焊缝方 向为 6 O。 。 4MPa 丽2 8 8 0 0 0 c o s 6 0 h _2 6MP a ，一 Z 伽 一 227 01 O． 5 一 u n C3 、D 3 吊耳，共 3 6 ra m， Q 2 3 5 耳 l ／ Ⅱ I x l I ＼箭栖 钢板厚 度为 Cl 、1 l 疗 j 耳 ， 5 0 Ⅱ l m，材料O 2 n 、 2 6 0 I ＼ ⋯ 钢板厚度为 ／ 1 ．5 丁 √ 4 4 十 1 ．5 X 2 6 2 p 合格 5 4 M P a [ f ff ] 1 0 0 M P a 式 中 h 。 焊 缝 有 效 高 度， h O． 7 0． 71 51 0 ． 5mm ， L 绷 焊缝强度许用应力 ，L ] 1 0 0 MP a。 C 3 和 D 3 吊耳各 由两个组成一对 ，焊在 C和D 大板梁下部组件 ，C 3吊耳焊在 C 大板梁下部组件 的腹板离扩建端端面 6 5 0 0 mm的位置 ，两个 吊耳 在腹板两侧对称 布置 ，并 在 吊耳上焊加强筋板 。 D 3吊耳焊在 D大板梁下部组件 的腹板离扩建端端 面 7 5 0 0 m m的位置 ，两个 吊耳在腹板两侧对称布 置，并在吊耳上焊加强筋板。 2 大板梁 吊耳设计 B 3 、B 4 、D 4 、C 4吊 耳共 8 个 ，用厚度 3 0 mm的钢板加工 ，单个 吊耳 受力 1 6 t 。 用许用剪应力计算单个 吊耳承载能力 P 【 丁 】 x A1 0 0 X 3 0 x 1 i 0 - 4 0 2 1 00 0 0N 21 t 吊耳 焊缝 计算 焊缝长 度 2 8 0 mm，两边 共 5 6 0 m m，焊缝 计算长度 z 2 8 0 1 0 2 7 0 m m ， 焊缝高度为 1 2 mm，并进行两边 4 5 。 角坡 口。焊缝 验算，载荷按2 1 t 计算，力与焊缝方向为6 0 。 。 丽2 1 0 0 0 0 x s i n 6 0 _ 4 0 Mp a 丽2 1 0 0 0 0 x c o s 6 0 h -2 3 Mp a ，一 。2 一 22 7 O8 ． 4 一厶 J n B3 、B 4 、C 4 、D 4 度3 o m m， 材料Q 爿I 、 ／l l 2 R O I x ． 共8 个，钢板厚 度Y 4 0 mm，材料C I l I 、 一 ，l l一 2 板 图2大板梁吊耳 匿誓强叠 备吊耳焊接时要坡口，焊缝高度不 小于1 5 m m筋 板焊接时也要坡口 。 焊缝商度为l O m m。 G 交 流 √ 5 √ 4 0 5 2 3 合 格 4 9MPal 0 0MPa 式中 h 焊 缝 有 效 高 度， h 0． 7 r 0． 71 28 ． 4mm ， [ ] 焊缝强度许用应力 ， 】 1 0 0 MP a 。 3 大 板 梁 吊耳 设 计 C1 和 D 1吊耳 共 4 个 ，用厚度 5 0 mm的钢板加工 ，单个 吊耳最 大受 力 3 3 t 。 用许用剪应力计算单个吊耳承载能力 P [ ] x A1 0 0 X 5 0 1 3 o 一 5 0 4 0 0 0 0 0N 40 t 吊耳焊缝 计算 焊缝 长度 2 6 0 mm，两边共 5 2 0 i l l m，焊 缝 计 算 长 度 Z 2 6 0 1 0 2 5 0m m ， 焊缝 高度不小 于 1 5 mm，并进行两 边各 4 5 。 角坡 口。焊缝验算 ，载荷按 4 0t 计算 ，力与焊缝 方向 为6 0 o 。 i x h 2 X 2 5 0 1 0_6 6 M P a u 一 f ． ． ～ ． 5 一uu d 丽4 0 0 0 0 0 c o s 6 0 h _3 8 MP a ～ 1 f 1_ 22 5 01 O ． 5 ⋯⋯ √ 5 、』 6 6 1 ．5 x 3 8 2 合 格 8 0MPa1 00MPa 式中 焊 缝 有 效 高 度， h 0． 7 O． 71 51 0． 5 mm ， L 】 焊缝强度许用应力，[ ] 1 0 0 M P a 。 4 大板梁 吊耳设 计 B 1 、B 2 、C 2和 D 2吊 耳共 8 个 ，用厚度 4 0 mlT l 的钢板加工 ，单个 吊耳 最大受力 2 0t 。 用许用剪应力计算单个 吊耳承载能力 P ] x A1 0 0 x 4 0 x 1 2 0 5 0 2 8 0 0 0 0 N2 8 t 。 吊耳焊缝 计算 焊缝 长度 2 4 0 mm，两 边共 4 8 0 mm，焊 缝 计 算 长 度 Z 2 4 0 1 0 2 3 0m m ， 焊缝 高度不小 于 1 5 mm，并 进行两 边各 4 5 。 角坡 口。焊缝验算 ，载荷按 2 8 t 计算 ，力与焊缝方 向 为6 0 。 。 h 2 X 2 3 0 X 1 0-5 0 MPa u一 ，Z． ． 一 ．5 一J u n h 2 2 3 0 -2 9MPa ／ f ． ． 1 0 ． 5⋯～ J 1 ．5 厨 1 ．5 2 9 合 格 6】MPa】 O0MP0 式中 焊 缝有 效 高 度， h 。 0． 7 O． 7X1 51 0． 5mIT l ， [ ” ] 焊缝强度许用应力 ，【 】 1 0 0 MP a。 5 吊装用 吊耳检验 所有 大板梁 吊装用 吊耳是委托 厂家焊接 的 ， 要求焊接时对 吊耳进行 4 5 。 角坡 口，焊缝高度不小 于 1 5 mm。通过超声波探伤 和渗透控伤两种方式 检验 ，仅 C大板梁上部有一支 吊耳存在有密集气 孔 ，其余的合格 ，符合设计要求 ，未发现焊缝有 超标缺 陷。对 C大板梁 的一个 吊耳进行 了重新 焊 接处理 ，焊接完并进行热处理 ，保证 了大板梁母 材性能不受影响。 4 大板梁双机对抬吊装及安全控制 4 1 大板梁吊装顺序为大板梁 B、大板梁 D、大板 梁 C、大板梁 A、大板梁 E 。B大板梁上下 、D大 板梁 上均从 炉膛对 抬起 吊，C大板梁上下 和 D大 板 梁下在炉后起 吊。B、C、D大板梁为双机对抬 吊装 。A、E大板梁由单机 吊装 ，均在炉后起吊。 C C 2 5 0 0型履带 吊回转 中心位置距离 B 0 排 柱 中心 1 2 ． 7 米 ，距离 E排柱 2 米 的锅炉 固定端 侧 。 在两个履带轮位置用厚度 5 0 m m的钢板铺垫 ，并 沿平行于 B 0 排柱用钢板铺到炉后 ，使履带吊在 吊 装大板梁时能够沿炉前炉后方 向行走。 B大 板 梁 上 下 部 由 平 板 车 运 到 炉 膛 ，用 F Z Q 2 O 0 0I I 型塔 吊和 C C 2 5 0 0 型履带 吊对抬。由于 C C 2 5 0 0 履带 吊工作半径 为4 4 ． 7 m，副臂在炉顶 与 钢架靠得 近 ，尽量避免 副臂进行 大的 回转动作 ， 选择B 大板梁B 1 0 端靠近J l O 柱起吊，这样大板梁 就位时 C C 2 5 0 0 履带 吊只要进行小角度 回转或者行 走就可 以就位 。筒 吊这一端负荷率较小 ，在起 吊 时，B 大反梁 B 4 0 端朝炉后靠 L 4 0 柱 ，起吊半径为 1 9 1 1 3 ，当 B大板梁上下部起 吊到炉顶后 ，筒 吊朝 炉前 回转 ，然后变幅到就位半径 2 5 ． 2 i n ，就位 大 板梁 见图3 。 D大 板 梁 吊装 顺序 排第 二 。先 吊 D大 板梁 下 ，再 吊 D大板 梁上 。D大板梁下用平板 车运到 炉后 ，在炉后起 吊 ；D大板梁上运到炉膛 ，在炉 膛 内起 吊。D大板梁下部在起 吊时筒 吊实 际载荷 读 数 为 5 9 t 含 筒 吊大 钩 重 量 ，工 作 半 径 为 2 6 ． 5 m，负荷率达 8 3 ％；C C 2 5 0 0 履带 吊靠炉后停 放 ，在工 作半径 3 4 i n时起 吊 ，两机对 抬 到炉顶 匦 圈 郑基彦6 0 0 M Wa l g界机组锅炉大板梁高空双机对抬吊装 经验交 图3 B大板梁吊装 后 ，筒 吊先减 幅到工 作半 径 2 5 m，保证 负荷 安 全 ；C C 2 5 0 0履带 吊进行 回转操作 ，筒 吊后 回转 ， 到 C C 2 5 0 0 履带 吊位 置接近 L 1 0 柱 时 ，行走大车 ， 筒 吊再 回转和减 幅。这样 就避 免 了 出现 对拉 现 象。D大板梁上部在炉膛内起吊，D 1 0 端靠近L 1 0 柱起 吊，减少 C C 2 5 0 0 履带 吊大幅度动作。D大板梁上 部 是 最 重 的 大 板 梁 组 件 ， 筒 吊 实 际载 荷 读 数 为 7 0 t 含 筒 吊 大 钩 重 量 ， C C 2 5 0 0履 带 吊为 4 0 t ，负 荷 率均 超过 了 8 0 ％，所 以 在垂 直起 吊过 程 中速度控 制得 很慢 ，保证 大板 梁平 稳 吊装 。到炉顶后 C C 2 5 0 0 履带 吊基 本不 动作 ，由筒 吊进行 回转 ，减幅操作 ， 见 图 4 。 施工前进行安全技术交底 ， 分析危险因素及所要采取的 预控措施 ，两台吊车派经验 m Q m 丰富的老师傅进行操作 ，起 重指挥人员也增派了老班长 进行指导 ，同时对筒吊和履 ⋯ 带吊也派了专人进行车况监 护 。当每一 件大 板梁 起 吊 时 ，在离 地 1 0 0 m m后停止 1 0分钟 ，对钢 丝绳 、吊耳 和卸 扣 由专 业人 员进 行 检 查 ，确认状态 良好后才开始 继续起 吊。在组件垂直起 吊 过程 中，派起重指挥人员逐层跟随大板梁起升指 挥 ，及时调整两机起升速度 ，由于简吊起升速度 慢，履带吊快，就以筒吊速度不变，靠履带吊单 机进行调整 ，保证组件水平起升。当组件到炉顶 后 ，由炉顶起重指挥人员指挥外 ，地面起重指挥 C大板梁 吊装顺序为最 后 ，C大板梁下部 可以放 在炉膛 内起 吊，也可 以 放 在炉 后起 吊 ，c大 板梁 上部 只能放 在 炉后 起 吊。在实际 吊装 中C大板梁上下部都放在炉后起 吊，C大板梁上部是操 作难度最大的 吊件 。筒 吊 实际载荷读数为 6 6 t 含筒 吊大钩重量 ，负荷率 达到8 7 ．8 ％；C C 2 5 0 0 履带吊为4 0 t ，起吊和就位 半径均为 3 7 ． 4 m，负荷率达到 8 2 ． 8 ％。特别担心起 吊过程 中 出现 倾斜 现象 和 回转过程 出现 对拉 现 象。见图5“ c 大板梁吊装” 。 为了控制 吊装安全 ，采取 了一系列措施 。在 图4 D大板梁 吊装 就位半径r 2 8 m ，Q e 5 2 t r 2 8 m e 5 2 t 员进行监护 ，监控吊钩倾斜情况，比如当c 大板 梁上部起吊到炉顶后，履带吊先 回转 ，回转到 B 1 0排时 ，然 后利用履 带 吊行走 大车进行 调整 ， 筒吊则进行回转和减幅作被动动作，调整两吊钩 间距 ，使组件不出现对拉现象。 5 结论 这 台6 0 0 M W 机组锅炉大板梁通过 吊装 组全 体成员的努力用了4 天顺利吊装了6 件大板梁组 件 ，实现 了大板梁高空双机对 抬安全 吊装 作业 。 在 吊耳 、钢丝 绳和起 重指 挥操作 上完全 符合要 匪誓丑亘