火力发电厂液压吊装技术探讨

董团利

摘要：随着我国发电技术的不断发展，发电行业的建设日益增多。而发电机组设备的安装一直是发电企业所关注的问题之一，安装不好影响人们人身安全以及机组的正常运行。本文主要对发电厂锅炉汽包应用液压提升吊装技术的进行探讨，供同行借鉴、参考。

关键词：发电厂设备;吊装技术

一、液压提升装置提升吊装原理

（一）在汽包安装的上部平台梁设置上吊点及安装液压同步提升设备等，同时吊耳位置设置专用下吊点，利用钢绞线连接上下吊点。

（二）在地面进行加工制作组合提升梁槽钢轨道托梁顶推座销轴吊具等。

（三）利用锅炉安装施工专用吊装机械和锅炉钢架安装施工正在使用的吊装机械将提升滑移吊装用具吊装到平台梁（大板梁）上进行安装固定，固定前须在其周边搭设安全作业平台和围栏及上人爬梯。

（四）进行钢索式液压提升装置的安装调试

（五）将汽包摆放至提升位置下方的地面后，对汽包进行连接紧固完毕后，提升滑移汽包到安装位置。

（六）当汽包就位后，将汽包吊挂装置与汽包完全连接固定完毕，开动液压提升装置泵站将钢绞线松放至汽包与液压提升装置无任何受力（汽包载荷由液压提升系统转移至正式吊挂装置）后，依次进行液压提升系统及临时设施的拆除工作。

二、液壓同步提升施工的主要设备如（表1）、

表1  液压同步提升施工的主要设备表

序号

名称

规格

型号

单位

数量

备注

1

液压泵源系统

65kW

YS-PP-60

台

1

2

液压提升器

75t

YS-SJ-75

台

4

3

液压顶推器

50t

YS-PJ-50

台

4

4

高压油管

31.5MPa

标准油管箱

箱

16

5

计算机控制系统

32通道

YS-CS-01

套

1

6

专用钢绞线

1860MPa

Km

2

7

传感器

锚具、行程、油压

套

8

8

对讲机

摩托罗拉

台

3

9

激光测距仪

徕卡

台

1

10

汽车吊

国产

25t

台

1

制作工装时用

11

现已钢结构安装施工用的吊装机械（塔吊）

国产

K50/60

台

1

利用钢结构安装塔吊将提升、滑移吊装用具吊装到平台梁

12

焊机

国产

ZX7-400

台

2

13

手拉葫芦

国产

5t

台

1

三、施工工艺流程及操作要点

（一）施工工艺流程如（图1）

图1  施工工艺流程图

（二）操作要点

（1）施工准备

（2）人员组织。本项目人员组织如下：总指挥1位，副总指挥2位，起重吊装工程师1位，专职安全员2位，测量员1位，电工（临时电工）2位，焊工2位，起重工（包括计算机系统操作人员）6位，钳工4位，辅助工6位。人员根据施工现场调整具体施工人数。

（3）施工场地（包括：运输道路卸车场地机具堆场所有自制吊装用具加工/制作/组合/加固场地施工现场操作临时平台以及临时帐篷或工作间的搭设）

（4）材料和设备进场：所有自制吊装用具的材料和液压提升设备进场。

（三）自制吊装用具（包括自制钢架）加工制作组合及加固所有自制吊装用具（包括提升钢架）安装组合和大小是由设备的尺寸重量安装位置以及安装方式确定 经过详细计算绘制主要吊装用具加工制作组合及加固尺寸图如（图2）提升梁结构详图槽钢滑道结构详图。

图2 提升梁结构详图槽钢滑道结构详图

首先在地面进行所有自制吊装用具（包括提升钢架）加工制作组合及加固（加工件圆形开孔需保证同心度及垂直度，受力构件按图纸要求焊接探伤），焊接部分应有专职焊接质检员检验，并出具书面报告。第一次投入使用的自制吊装用具必须经过详细计算，确保整体的承载能力達到吊装要求，符合要求后方可使用。

（四）提升平台（上吊点）设置

提升滑移吊装用具地面组合加固完毕后，利用吊装机械进行提升平台（上吊点）设置工作提升平台设置的基本原则是：对结构安装影响最小，便于施工，且措施量最小。

提升平台（上吊点）形式如（图3）。

图3 提升平台（上吊点）形式

本工程中提升平台设置于67.525m标高的结构平台上，每个提升平台由两根型钢梁组成，提升梁选用规格为H488×300×11×18，材质Q345B，与平台梁焊接连接，提升梁上部设置提升器滑移托梁，托梁规格选用B300×200×20，材质Q345B 提升平台如下（图4）所示。

图4 提升平台图

图5 提升平台计算简图

提升平台梁的计算简图（图5），F=1.4×900÷4=315kN，a=b=3.200m。

Mmax=RA×a=157.5×3.2=504kN.m

Vmax =RB =315kN

根据钢结构设计规范（GB50017-2003），受弯构件的抗弯强度按式（4.1.1）计算：

所需抗弯截面模量：

Mx =504000000÷295=1708474mm3

所需抗剪截面面积：

A=1.3×315000÷170=2409mm2

提升平台梁选用H488×300×11×18的轧制H型钢，材质Q345B，其截面特性：截面积A=15772mm2，强轴截面模量Ix=81050100mm4，抗弯模量Wx =2792500mm3，满足设计要求。

提升梁腹板内需布置加劲板，加劲板板厚t =8mm，间距1000mm。

提升器托座梁计算：

提升器托座采用B300×200×20的箱型截面，其跨中最大弯矩：B300×200×20

M=1.4×900÷2×0.27=170.1kN m，

剪力V=1.4×900 ÷2÷2=315kN;

所需抗弯截面模量：Mx=170100000÷295=576610mm3。

所需抗剪截面面积：A=1.3×315000÷170=2409mm2。

提升器托座梁选用B300×300×16的箱梁，材质Q345B，其截面特性：截面积A=14976mm2，强轴截面模量Ix =180516400mm4，抗弯模量Wx =1203440mm3，满足设计要求。

（五）液压提升装置安装检测调试

液压提升装置安装检测调试主要是液压顶推系统和液压提升系统的安装检测调试。

（一）液压顶推系统的安装

液压顶推系统主要设备是液压顶推器，分别安装在提升梁平台梁上的槽钢滑道内。

（二）液压提升系统的安装

液压提升系统主要由液压提升器液压泵源系统传感检测及计算机同步控制系统组成 液压提升系统的配置本着安全性符合性和实用性的原则进行。

（三）提升施工用电连接

施工中需配备液压泵源系统同时使用，单台液压泵源系统需要足够容量，应经用电负荷计算，配备五芯电缆，提升过程中需要将相应的二级电源配电箱提供到液压泵源系统附近4～5m范围内。

现场提升电源必须从总盘箱拉设专用线路，以确保提升作业过程中，以上专用电源必须不间断供电。

（四）设备的检查及调试（液压提升系统空载试验）

开始提升作业之前，必须对液压提升系统及辅助设备进行全面检查及调试工作，试提升与正式提升同样重要，汽包离开胎架约150mm后，利用液压提升系统设备锁定，并在其底部增设垫板等预防措施，空中停留12h作全面检查（包括吊点结构临时支撑承重体系永久结构和提升设备等，尽量安排在夜间以节省施工时间），并将检查结果以书面形式记录 各项检查正常无误，才能进行正式提升。

（五）汽包托运

汽包卸车后，利用卷扬机及棍排将汽包托运到吊装指定位置

（1）汽包吊装（正式提升）

（2）提升过程控制要点

为确保汽包以及临时措施结构提升过程的平稳安全，根据汽包的特性，拟采用吊点油压均衡，结构姿态调整，位移同步控制，分级卸载就位的同步提升和卸载落位控制策略。

（3）提升过程中的稳定性控制

稳定性控制主要为：液压提升的稳定性临时结构设计的稳定性控制液压提升力的控制空中停留的稳定性控制提升过程同步控制措施：

①液压提升的稳定性：采用液压提升整体同步提升汽包，与用卷扬机或吊机吊装不同，可通过调节系统压力和流量，严格控制起动的加速度和制动加速度，使其接近于零以至于可以忽略不计，保证提升过程中锅筒和提升临时支撑结构的稳定性。

②临时结构设计的稳定性控制：临时结构设计除应考虑荷载分布不均匀性提升不同步性施工荷载风荷載动荷载等因素的影响，在计算过程以及荷载分项系数选取时充分考虑以上因素，还应该对相关永久结构的加固以及临时结构与永久结构的连接要求有充分的认识 这样才能够保证提升过程中不出现结构安全隐患。

③液压提升力的控制：通过预先分析计算得到的汽包提升过程中各吊点提升反力数值，在液压同步提升系统中，依据计算数据对每台液压提升器的最大提升力进行相应设定（当遇到某吊点实际提升力有超出设定值趋势时，液压提升系统自动采取溢流卸载，使得该吊点提升反力控制在设定值之内，以防止出现各吊点提升反力分布严重不均，造成对永久结构及临时设施的破坏。

④空中停留的稳定性控制：为保证提升过程的安全性，在提升过程中遇到突发情况时，如大风暴雨等，需暂停提升，暂停提升这个提示系统的稳定性，主要从以下几个方面考虑：

a.液压提升器自身独有的机械和液压自锁装置，保证了汽包在整体提升过程中能够长时间的在空中停留

b.汽包提升离地之前，应在其两端设置可用于水平限位的钢丝绳卸扣和导链等，以便在提升过程中随时使用。

⑤提升过程同步控制措施：汽包整体同步提升过程中，液压提升系统的同步性控制是稳定性控制的一个重要环节：首先是液压同步提升系统设备自身设计的安全性保障通过液压回路中设置的液压自锁装置以及机械自锁系统，在液压提升器停止工作或遇到停电油管爆裂等意外情况时，液压提升器能够长时间锁紧钢绞线，确保被提升结构的安全。

其次是保证液压提升系统设备的完好性，在正式提升之前进行充分的调试，以确保其在整个提升过程中能够将同步精度控制在预先设定的安全范围之内。

另外采用人工测量的方式进行辅助监控 提升前在每个吊点下方地面上设好测量点，提升过程中每提升一段距离（约10m），利用激光测距仪对每个吊点进行绝对高度测量，并进行高差比对 当相对最大高差大于预设数值时，立即通过手动控制的方式进行调整。

（4）提升过程的监控

在整个同步提升过程中应随时检查，提升承重系统是提升工程的关键部件，务必做到认真检查，仔细观察，做好相应的记录。

第一同步提升过程中的检查：（1）观测液压提升系统压力变化情况，定时做好记录，并与预设值进行比对;（2）上吊点提升平台结构工作情况;（3）锅筒提升过程的整体稳定性;（4）提升钢绞线的垂直度;（5）液压提升系统设备的提升同步性;（6）激光测距仪配合测量各提升吊点在提升过程中的同步性;（7）提升承重系统监控，（8）液压动力系统监控。

第二提升承重系统是提升工程的关键部件，重点检查：（1）锚具（脱锚情况，锚片及其松锚螺钉）;（2）导向架中钢绞线穿出顺畅;（3）主油缸及上下锚具油缸（是否有泄漏及其它异常情况）;（4）缸头阀块软管及管接头;（5）各种传感器及其导线3.6.5 现场利用液压提升施工，首先要懂得应急排除液压提升设备常见故障，主要表现在液压提升器故障泵站故障油管损坏以及突然停电停电复送。

（5）汽包吊装步骤

以参建的某发电厂锅炉电站机电设备吊装为例，因汽包吊装为吊装作业，所以必须以实例计算出相关的吊装参数一般汽包提升位置下方结构复杂，汽包的总长度大于提升空间最大净空长度，因此，汽包提升时，通过液压系统调整两个吊耳的高度，将汽包倾斜后与地面成40°）某工程计算的汽包上两个安装吊耳最大起吊允许角度为40°），此时，可以满足提升的需求。

第一步：将汽包水平放置于吊装结构下方，完善安装液压提升系统及液压顶推滑移系统;

第二步：液压提升系统调试后，并检查临时措施符合要求，正式提升汽包，将汽包提升约1.5m，暂停提升;

第三步：单独提升一个吊点，使得两个吊点的相对高差在汽包倾斜角度约为24°时，暂停提升;

第四步：利用液压顶推滑移系统，将两组滑移梁同时向中间顶推滑移与两个吊点的水平距离一致，钢绞线恢复垂直状态 使得钢绞线在提升过程中倾斜角度始终不大于1°，满足提升的要求;

第五步：继续单点提升汽包，使得两个吊点的相对高差在汽包倾斜角度约为35°时，暂停提升，利用液压顶推系统将两组提升梁同时向中间顶推滑移，使得钢绞线恢复到垂直状态;

图6  钢绞线40°时（第3次）恢复垂直状态

第六步：继续单点提升汽包，使得两个吊点的相对高差在汽包倾斜角度约为40°时，暂停提升，利用液压顶推系统将两组提升梁同时向中间顶推滑移，使得钢绞线恢复到垂直状态（图6）;

第七步：汽包保持此状态继续提升，直至高位吊耳的标高达到要求时，暂停提升;

第八步：按照上述调整汽包姿态的方法，利用液压提升系统及液压顶推系统再次调整两个吊点的高差;逐步将汽包的姿态恢复为水平状态;

第九步：将汽包利用液压顶推系统平移至设计平面位置，并通过液压提升微调汽包标高，使其标高满足设计要求，完成汽包的提升作业。

（6）汽包就位吊装装置的安装

汽包就位吊装装置的安装工作是起重工与钳工不同工序不同专业工种作业之间相互协调相互配合中进行完成的，并且是与汽包吊装工作衔接进行的

（7）液压提升设备吊装用具临时设施的拆除

汽包吊装安装完毕经验收合格后，按照要求拆除液压提升设备吊装用具临时设施，仔细检查，对有造成损坏的要进行修复处理，回复原样，吊装工作完成。

结束语

液压提升吊装方法不但吊装装置安装简单，而且在吊装过程中安全得到了进一步的保障，施工程序也比较科学，此吊装方法也可适用于大型火力发电厂锅炉尾部烟道、锅炉受热面、发电机定子吊装以及整体出厂的汽轮机和发电机等大型超重设备的吊装施工。