爐頂塔吊在火電工程施工的應用

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摘要：建筑塔吊在火電工程施工中十分常見,其在現場的布置方式也具多樣化,絕大多數為混凝土基礎式、行走式、壓重式等,而將塔吊布置在爐頂的情況較少。該文著重對爐頂塔吊在火電工程施工中的布置應用進行探究。

關鍵詞：STT553塔吊;平臂式;工程施工;鋼結構基礎

華潤蒼南發電廠一期規模為2×1000MW超超臨界燃煤發電機組工程,工程用地為填海建造,鄰靠海邊,建設中受臺風、大霧等影響較大。筆者所在公司承建擴建端側的2#機組,鍋爐主吊機械采用一臺ZSC80220平臂式塔吊(100t),安裝高度為120m,鍋爐鋼架前后尺寸為74.8m,左右尺寸為70m,最高標高87.2m。后爐膛施工機械采用一臺STT553塔吊(24t),布置在鍋爐爐頂。

1爐頂塔吊方案的提出及可行性

(1)一方面,工程中期,受各因素多方面影響,2#機組施工工期一度滯后,為了保障水壓試驗節點目標,必須進一步優化吊裝方案,加快鍋爐吊裝進度;后爐膛各組合構件約1036件,最重組合件不超過11.4t,單獨使用ZSC80220塔吊起吊后爐膛設備未免“大材小用”,而且前爐膛設備件數多、重量重,必須依靠ZSC80220塔吊進行吊裝,可見主吊機械將分身乏術,為此,現場必須另外增設一臺施工機械作為后爐膛施工機械,以加快整體施工進度。(2)另一方面,百萬機組爐型寬70m,且爐后脫銷鋼架已全面施工,若在爐后靠擴建端布置一臺建筑塔吊,至少需要起重臂達75m以上,且最遠幅度處起重量需達10t,這樣一來,至少要選擇一臺45t級的塔吊,且擴建端是鍋爐、脫銷吊裝的喂料區域,如果在喂料區域中間布置一臺塔吊,將會對擴建端的文明施工帶來極大不便。而爐后靠固定端絕大部分區域被側煤倉占據,并不適合布置建筑塔吊,噸位要求也與在擴建端布置無異,且不便于拆除,可見在爐后靠固定端布置建筑塔吊無實際意義。(3)綜上所述,將塔吊布置在爐頂成為了唯一的選擇。首先,ZSC80220塔吊鉤下高度120m,爐架最高點87.2m,即鍋爐主吊機械下方距離爐架頂點之間的距離為32m,這個高度對于一臺只裝基礎節的水平式塔吊已經足夠;其次,塔吊可以布置在鍋爐中心線附近,可以最大限度地利用塔吊的起重能力,如要保證11.4t起重量需求,布置一臺25t級的塔吊即可滿足起吊要求;再者,在吊裝施工期間,鍋爐系統處于冷態(未充水狀態),因此,爐架有能力承載一臺只裝基礎節的塔吊的自重;最后,塔吊布置在爐頂,只需根據塔吊說明書中提供的傾覆力矩制作一個足夠強度的鋼結構基座與爐架焊連,并保證焊縫的受力和質量,即可實現將塔吊整體固定在爐頂的目的。

2機械選型及平面布置

(1)作為后爐膛吊裝施工機械,爐頂塔吊選型及位置的基本要求為:必須保證后爐膛絕大部分設備、管排組合件的吊裝。后爐膛最重件為省煤器管排組合件,重11.4t,長8m;體積最大件為低溫過熱器垂直段,長12.3m,重7.6m。其次,由于主吊機械ZSC80220塔吊為水平式塔吊,為避免與ZSC80220塔吊起重臂產生干涉,爐頂塔吊必須選擇水平式塔吊,且基礎節、標準節的長度必須考慮爐頂與ZSC80220塔吊之間32m的空間以及爐頂塔吊的安裝與拆除。(2)綜合以上要求,最終選擇STT553水平式塔吊作為爐頂塔吊,裝備60m起重臂。STT553塔吊由撫順永茂建機有限公司制造,其標準節、基礎節均為6m,因此,此次塔吊安裝3節標準節(基礎節),總高度為27m,鉤下高度為18m,滿足塔吊的安裝拆除以及最長件低溫過熱器垂直段吊裝的空間要求。(3)其次,爐頂塔吊布置在K4大板梁兩側,靠鍋爐中心線擴建端側的位置,由K4兩側的4根連接次梁承重,塔吊回轉中心距離G4軸線1.55m,距離K4軸線0.33m。此位置時,STT553塔吊回轉中心距離起吊位置38.5m,額定起重量為13.5t,滿足最重件省煤器組合件吊裝的起重能力要求,此外,在低再進入爐膛內部脫鉤時,STT553塔吊起重臂中心距離ZSC80220塔吊1.8m,不會與ZSC80220塔吊塔身碰撞,而且此位置可以全部覆蓋脫銷區域,對脫銷區域的吊裝起到輔助的作用。

3爐頂塔吊固定設計

(1)爐頂塔吊采用的是鋼結構基座,鋼結構基座由4根支承組成,其中支承1與支承2配對,均分別由4根4m的H50型鋼拼接而成,支承3與支承4配對,分別由鋼板拼接而成。(2)此結構的好處是,可以根據爐頂實際情況調整4根支承的位置,以使鋼結構基座適合爐頂復雜的施工環境。該次STT553爐頂塔吊安裝利用了鋼結構隨意拼裝的優點,合理避開了大板梁連接次梁上的吊桿梁(如圖1所示),充分利用了爐頂空間。(3)鋼結構基座固定設計的重點在于鋼結構基座的強度以及4根支承與爐架次梁的焊連質量,為此,對鋼結構基座以及其連接進行理論校核后,繪制制作圖,以指導現場人員進行制作。(4)需注意,鋼結構基座僅與大板梁接觸,但并不焊接,只是起分散傾覆力矩的作用,而只是將支承3、4與連接次梁的接觸面進行焊接。

4結語

爐頂塔吊的投用,充分利用了空間優勢,大大提高了作業效率,工期進度得到了很大提升。經過合理的選型、布置、設計,使得爐頂塔吊的布置得到最經濟、最優化施工、最適應爐頂特殊復雜的作業環境等應用,可以作為火電施工的典型機械布置案例進行推廣,前景良好、社會效益顯著。

作者:成林峰 黃林 單位:中國能源建設集團安徽電力建設第一工程有限公司

參考文獻

[1]華潤浙江蒼南(2×1000MW)燃煤發電機組B標段施工組織設計,AEPC/WZ01.J01-2012[Z].

[2]STT553塔吊使用說明書[Z].

[3]鋼結構設計規范[Z].

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[5]建筑結構荷載規范[Z].

[6]建筑樁基礎技術規范[Z].