探讨锅筒卸车方案

文春鸿

摘要： 锅筒是水管锅炉中用以进行汽水分离和蒸汽净化，组成水循环回路并蓄存锅水的筒形压力容器，又称汽包，属于火力发电安装工程中，锅炉房单件最大、最长、最重设备。锅筒卸车方案的优劣，直接影响锅筒的设备安全、体现安装公司整体实力。锅筒卸车方案的选用，主要受到现场的吊车机具、场地、设备特点等具体情况约束。现就鄂尔多斯市绿能光电有限公司2×350MW机组发电工程1#锅炉锅筒的卸车方案进行阐述如下。

Abstract： The boiler drum is cylindrical pressure vessel，and is used for steam-water separation and steam purification， can build water circulation circuit and storage water， belonging to the longest， largest single， most heavy equipment in the thermal power plant installation. The quality of the cylinder unloading scheme has a direct impact on the safety of the drum， and can reflect the overall strength of the installation company. The choice of the unloading scheme is mainly restricted by the specific situation of the crane equipment， site and equipment characteristics etc.. Now， 1# boiler drum unloading process of the 2 * 350MW units power project in Ordos GEPL Co.，Ltd. is described as follows.

關键词： 火力发电厂安装；锅筒；卸车；施工方案

Key words： thermal power plant installation；boiler drum；unloading；construction scheme

中图分类号：TK223.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）16-0159-02

1 概况

1.1 工程概况

鄂尔多斯市绿能光电有限公司动力车间2×350MW机组发电工程，锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造，亚临界参数。锅炉型号： HG-1250/17.5-YM。锅筒外形尺寸为21982（长）×2518（宽）×2901（高）（mm），壁厚145mm，净重量为167吨，临时支座、附件重量为4吨，卸车重量为171吨。

1.2 现场大型机械配置情况

1台神钢7350履带吊：作为主力吊车，工程前期负责锅炉钢结构及空预器安装工作；1台QUY50A履带吊：作为辅助吊车，用于设备倒运、地面准备工作。

1.3 现场情况

锅筒运输到达施工现场时，锅炉钢结构安装至4层2段，还有2层3段钢结构未安装，锅筒吊装系统无法布置，无法利用锅筒吊装系统进行锅筒卸车工作。主力吊车神钢7350履带吊正在负责锅炉钢结构及空预器安装工作，若用于锅筒卸车，需换吊车工况，且不能一次卸车至指定位置，会影响钢结构安装工作，影响整体工期。

2 锅筒卸车方案确定

根据以往锅筒卸车的方案以及现场的施工环境，拟定5种卸车方案如表1所示。综合5种卸车方案利弊及现场施工环境分析，拟采用千斤顶、顶升扁担和顶升支架配合卸车。

3 锅筒卸车时工器具准备

3.1 锅筒卸车需要工器具：

100吨螺旋千斤顶4台；顶升支架2套（现场加工）；顶升扁担1件（现场加工）；枕木300根；1000mm×1000mm×20mm钢板2块；3吨倒链2台；？准17.5钢丝绳头4根。

3.2 相关工具的制作：

①顶升支架制作。顶升支架采用20mm钢板和219*10mm的无缝钢管制作，共制作2套，制作尺寸见图1。②顶升扁担制作。顶升扁担采用30mm的钢板进行制作，圆弧采用20mm钢板制作，尺寸见图2。

4 锅筒卸车方案

①锅筒在运输时，为了运输方便，在锅筒下设置了两个支座，炉左侧支座距锅筒中心距离为3m，炉右侧支座距锅筒中心距离为5m。

②锅筒运输车从炉右侧倒车进出炉膛至指定的卸车位置，使锅筒中心与锅炉对称中心重合。

③在锅筒炉左侧，距锅筒中心线4.4m处，利用千斤顶和顶升扁担将锅筒炉左侧顶起，使炉左侧支座悬空。在炉左距锅筒中心线6.8m处布置枕木垛（地面上），将炉左侧支座拆除，放置在枕木垛上，降落千斤顶，使锅筒降落在炉左侧支座上。

④在锅筒炉右侧，距锅筒中心线4.4m处，利用千斤顶和顶升扁担将锅筒炉右侧顶起，使炉右侧支座悬空，将锅筒运输车开出炉膛。在炉右距锅筒中心线6.8m处布置枕木垛（地面上），将炉右侧支座拆除，放置在枕木垛上，降落千斤顶，使锅筒降落在炉右侧支座上，完成卸车任务。

5 锅筒卸车制作工具强度校核

5.1 顶升扁担强度校核

锅筒卸车吨位为171吨，考虑安全系数，按180吨进行校核计算。

①顶升扁担第一次架设位置在炉左侧，距锅筒中心线4.4m处，如图3所示。

顶升扁担受力为：F=180×5/（5+4.4）=95.8吨

爐右支座受力为：F=84.2吨

②顶升扁担第二次架设位置在炉右侧，距锅筒中心线4.4m处，如图4所示。

顶升扁担受力为：F=180×6.8/（6.8+4.4）=109.3吨

炉左支座受力为：F=70.7吨

③根据①和②，顶升扁担承力数据分析知，顶升扁担的最大受力为109.3吨。考虑安全系数1.1倍，顶升扁担的受力以120吨计算，受力如图5所示。

顶升扁担在1223mm的距中位置处均衡受力，两千斤顶之间的距离为3850mm。校核时，均衡受力的距离以1200mm，两支点间距离以4000mm计算，需要校核顶升扁担弯曲应力σ1是否小于Q235B钢材许应弯曲应力（σ1）。

弯曲应力：σ1=M/W

最大弯矩为：M=FL（2-B/L）/8

抗弯截面系数为：W= Ix/（a/2）

顶升扁担抗扭惯性矩为：Ix=2.25（a/2）4

公式中：F=120吨=1.2×106N；L=4m；B=1.2m；a=300mm。

得：σ1=134.32MPa<（σ1）=235MPa，符合要求。

5.2 顶升支架强度的校核

顶升支架配合千斤顶和顶升扁担使用，顶升扁担最大受力为120吨，顶升支架单个受力为120/2=60吨。每个顶升支架由两块δ20mm的钢板和三根？准219*10mm的无缝钢管制成，每根？准219*10mm的无缝钢管承受力为60/3=20吨，长度860mm，需校核无缝钢管受压应力σ2是否小于20钢材许应应力（σ2）。

圆管的长细比：λ=μL/i

惯性半径：i=（I/A）1/2

极惯性矩：I=π（D4-d4）/32

公式中：π=3.14；D=21.9 cm；d=19.9 cm；

A=π（D2-d2）/4=65.62 cm2；μ=0.5；L=86 cm。

得：λ=4.11<λS=60，所以属于粗短杆。

受压应力：σ2=N/A

公式中：N =20吨；A=π（D/2）2-π（d/2）2=65.66 cm2。

得：σ2=30.46MPa<[σ2]131MPa，符合要求。

6 实践效果

绿能光电1#锅炉锅筒卸车工作历时4个小时，整个卸车过程顺利，圆满完成锅筒卸车作业。

本文仅仅通过对绿能光电1#锅炉锅筒卸车过程进行理论分析和计算，是建立在现场的实际情况进行设计的，主要体现出思维的灵活性，对其他工程具有借鉴的作用。

参考文献：

[1]哈尔滨锅炉厂有限责任公司提供钢架、锅筒图纸及锅筒安装说明书.

[2]许本安，李秀治，主编.材料力学[M].上海交通大学出版社.

[3]罗迎社，喻小明，主编.工程力学[M].北京大学出版社.

[4]樊兆馥，编著.重型设备吊装手册[M].二版.北京冶金工业出版社.