运营中焦炉极端条件下的现状测量方法

2014-09-03牛运堤

四川建筑 2014年5期

牛运堤，李海

(五冶集团上海有限公司,上海201900)

捣固型焦炉的工作原理为装煤车在捣固区进行装煤捣固后，由装煤车把捣固好的煤饼送入炭化室进行炭化，待煤饼炭化成焦炭后由推焦机把焦炭从炭化室中推出，拦焦车拦下推焦机推出的焦炭进入干熄焦进行熄灭冷却(图1)。施工过程中会产生安装误差，焦炉运营中，炉体和轨道之间会发生不均匀沉降及位移，导致机侧和焦侧的轨道与焦炉中心线不平行，和炭化室中心线不垂直。当这种变形超过一定的范围，装煤车和推焦机在工作运行中将与炭化室发生啃壁和啃底的现象。江苏淮安某焦炉运营过程中就出现了上述故障。为提供准确的设备相对关系，给故障排除提供决策支持，五冶集团上海有限公司测绘分公司受业主委托，对焦炉的现状进行测量。

图1 捣固型焦炉工作示意

1 测量难点与对策

如果装煤车和推焦车在运行时，推杆和与炭化室不平行将会产生啃壁现象；如果二者标高相对关系不正确，将会产生啃底现象。因此，确定了对推焦车轨道、运焦车轨道、炭化室中心线三个主要项目的测量。该项目难度极大，其主要表现为以下几个方面：(1)在炉顶埋设有设备中心标板，该标板将作为设备安装和检修的依据。由于炉体高温，如何将基准移至焦炉的炉床板处是该项目的难点；(2)焦炉一经投产，就不能停止生产。炭化室推出焦炭后温度有好几百度，如何对炭化室的中心线和底部标高进行测量，是该项目的难点。

针对以上两个难点，采取了以下对策：

(1)在测量时我们围着炉体埋设了6个控制基准点，并对这6个基准点进行了一级闭合导线测量，然后联测炉顶的两个设备中心标板，把设备中心标板的坐标引入控制基准点中。通过控制基准点将炉顶中心基准移至炉床板处，方便将来的设备安装和检修测量的依据(图2)。

图2 测量控制网布设

(2)在炭化室项目测量时，我们公司专门制作了可以旋转360°并且带有磁力基座和加长杆的反射棱镜。该棱镜的磁力基座可以吸附在炉门上，在安置棱镜后可以撤离炉门口，待测量完毕后再收回棱镜，可以大大减少测量人员在炉门口的高温烘烤时间。

测量采取全站仪极坐标和三角高程测量，可以快速、高效的测量炭化室的空间三维坐标。

2 测量方法

2.1 控制测量

业主提供了焦炉炉顶的标板1、2号，根据我们对现场的勘查，这两个标板完好，确定以这两个标板点作为平面控制基准。由于业主未提供高程基准点，经业主认可以基准点1号为基准，按二等水准精度要求测定现场2、3、4、5、6号基准点的高程。

由于标板1和标板2无建设时的测量数据，且炉顶温度极高，两标板间无法通视，不能直接用标板1和标板2号作为直接测量依据点。我们采用坐标旋转反算的方法解决了这一问题。首先以基准点1作为控制网的起算点，基准点2作为起算方向，采用一级网的精度要求进行测量，数据采用商业软件进行严密平差；仪器分别架设于基准点4和基准点5上，测定标板1和标板2的坐标；以测定的坐标计算标板1和标板2的实际距离；以标板1为起算点，假定坐标，标板2为北方向，建立焦炉的坐标系；以建立的焦炉坐标系为依据，进行坐标旋转，将6个基准点的坐标都归算至焦炉坐标系上。采用以上方法，有效的解决了坐标系的问题。

2.2 炭化室中心线与底部高程测量

采用焦炉坐标系的控制点成果为依据，在拟测量的炭化室附近设辅助基准点。在辅助基准点上架设仪器，后视基准控制点，测量炭化室两侧壁的坐标，用两侧壁的坐标的平均数作为炭化室中心线坐标，每孔炭化室要进行两端的中心线测量，求两个中心线上的坐标，根据这两个坐标可以体现出炭化室中心线在是否垂直于焦炉中心线(图3)。标高采用三角高程测量的方法进行测量，仪器安置好后，观测地面高程基准点上的标杆，通过更改仪器高使观测的地面基准点高程等于地面基准点的高程，然后测量炭化室底部的标杆。由于测量标杆的高度一样，因此，测量待出的高程就是炭化室底部的高程(图4)。