中小型锅炉钢结构的安装分析
2018-03-17张阳利
张阳利
(郑州铁路技师学院,河南 郑州 450000)
随着社会的发展,人们对安全及效率的重视程度也越来越高。单纯对锅炉行业来说,安全主要体现在设计的安全系数以及生产质量控制、安装中的效率及施工安全、运行三个方面。文章着重谈一下安装问题。
1 锅炉钢结构概述
锅炉钢架是炉体的支撑构架,全钢结构,承载着受热面、炉墙、及炉体其他附件的重量,并决定着炉体的外形。
锅炉钢架结构:其主要由立柱、横梁、水平和垂直支撑、平台、扶梯、顶梁等组成;广义的钢结构也包括受热面;部分锅炉还有单独的防雨棚设计。
2 安装前的准备工作
锅炉钢结构安装前的准备工作主要分为两大类,一是技术准备,包括熟悉图纸、图纸会审、计算工程量、技术交底等。二是场地和设备的准备,包括场地平整,运输道路清理,工装及施工机械的就位。
其中,工装(主要是地面焊接或者栓接组件件的支架),为了减少高空作业的工程量,在场地条件许可的前提下,要尽可能多的做地面组装工作。
3 设备清点与检查
设备的清点与检查包含施工设备与锅炉散装钢结构,清点与检查主要是根据计划的安装顺序检查工装设备是否到位以及各个锅炉构件的数量是否正确,检查锅炉构建的摆放顺序是否利于安装工序的展开,以提高安装效率。
4 基础的验收与划线
锅炉基础是安装的基石,基础是否达到设计要求很重要,锅炉安装前要会同建筑以及有关人员对基础进行全面的检查验收,确认合格后才能进行下一步的工作。重点检查锅炉基础的外观质量以及轴线、跨距,对角线偏差,并复测预埋螺栓的轴线及标高,合格后各方签字确认。
基础验收工序完成后,进行基础划线工作,首先将基础表面清理干净,然后根据建筑专业提供的锅炉纵横中心线用拉钢丝法或者经纬仪测量,在各基础上画出底板定位中心线。校核各基础中心线的间距以及地脚螺栓的间距,为第一段立柱的安装找正提供依据。
5 立柱的安装
立柱的安装分为第一段立柱的安装和后续的安装,第一段立柱的安装时整个钢结构安装找正的重点,如果第一段立柱安装出现了偏差,上层立柱以及钢梁的安装会出现很大麻烦,甚至会影响到后续受热面以及炉墙的安装,所以,第一段立柱必须确保位置的准确,这样才能有利于整根立柱偏差的控制。
立柱安装过程中相邻立柱找正固定完毕立即安装最少一根横向拉撑梁的方式,目的在于尽快形成支撑结构,预防立柱产生应力变形。在第一段立柱安装完毕后,进行柱脚间距复测和柱顶间距测量,确认符合要求后对各拉撑梁进行完全固定。
待第一段立柱的拉撑梁完全固定(指用于稳定立柱结构的梁,未必把所有横梁全部安装,部分横梁可以后续安装),再进行下一段立柱的安装对接工作,第二段及以后的立柱是以第一段立柱柱顶为基准进行安装,此时需要特别的强调的是施工安全问题,在保证安全的前提下保证安装的规范和定位准确,其他要求与第一段要求相同。
立柱一般有两种结构形式,一是槽钢抱焊型,二是H钢型,槽钢抱焊型也有两种不同的对接方式,一种是上下两根立柱在生产时就将两根槽钢分别留出长短头,便于对接,一种是都是齐头,平面对接,一般来讲,个人认为留出长短头的对接方式更为理想,无论是哪种对接方式,在对接前均要讲对接口除磨出坡口,然后焊后磨平,最后再在周边加焊加强板。
如果是小型锅炉,立柱大多只有两段,直接在地面工装支架上对接完毕更为方便。
6 顶梁的安装
现在锅炉受热面大多是吊挂结构,这就要求在设计时对于顶梁的要求很高,材质上顶梁多采用含Mn 钢,顶梁下方多有竖支撑,同时顶梁上有各种吊挂孔,在顶梁安装前必须全面熟悉图纸,确认顶梁方向,顶梁的方向主要是有吊挂孔位置确定的,一旦方向装错,由于位置高,横截面大,会为后期施工带来较大影响。并且在顶梁安装中,采用吊装一件找正一件,固定一件的办法,不允许在未找正并固定的构件上安装下一构件,以免给后续工作带来麻烦。
在顶梁吊装之前,一般需要将汽包安装到位,安装汽包之前需要将汽包的支撑梁及支撑梁所汽包周边几根立柱上的拉撑梁尽可能的安装到位并固定完毕。
汽包是锅炉受压的的主要构件,安装时要求定位准确,两端水平度良好,固定牢固。
7 钢结构安装的开口方案
在钢结构安装时,在保证整体结构稳定剂强度要求的原则下,部分构件缓装,作为汽包及受热面设备安装开口。
顶梁安装开口:当单台吊车无法满足顶梁吊装要求时,需要吊车进入钢架内部进行工作,部分暂时不影响整体结构的构件应该缓装(如拉撑梁等)。
汽包吊装开口:部分锅炉的汽包安装时,也需要一台吊车进入钢架内部辅助就位,此时,对安装有影响的拉撑梁以及平台扶梯缓装。
受热面安装开口:为满足水冷壁、过热器、省煤器、再热器以及其附属联想的安装,对此有影响的立柱拉撑,次梁等可以缓装,等待所有有影响构件安装完毕再按照一定顺序全部密封。
8 平台扶梯的安装
平台扶梯作为运行时的人工通道是必不可少的,但是在钢结构安装时却不能一次性完全安装完毕,首先,平台扶梯的安装应该遵守有利于施工组织,有利于施工安全的原则逐步安装,比如第一段立柱安装完毕,在对后续工序没有影响的方向可以安装部分平台扶梯,以利于对钢梁的焊接加固以及各种施工工具的放置和施工人员安全。
对其他安装有影响的平台扶梯应该在影响消除后尽快安装,为后续施工的人员安全保驾护航。
9 防雨棚的安装
一般的防雨棚都是在其他钢结构(不包含烟风道)安装完毕后进行安装,防雨棚由于处于锅炉的最顶端切周边没有立柱的防护,一般选择在地面组装完毕后整体吊装,防雨棚的柱脚相比于锅炉立柱小很多,相对来讲对于定位要求也低,指示再吊装时必须考虑天气因素,如风力稍大就需要择日起吊。
以上是对于各种构件的简单叙述,除此之外,还有一些通用的安装工艺要求需要注意:
第一,每层安装先组成一个刚度单元再进行扩展安装,每层钢架安装时除必须保证立柱的垂直度和柱间间距外,立柱上、下段接头之间间隙也必须符合规范要求,否则应垫不锈钢垫片。
螺栓设专人保管,安装时按初紧、终紧等程序进行,当天安装当天终紧,每层炉架验收后方可吊装上一层钢架。
钢结构吊装工艺如下:
首先是组件重心的确定,主要考虑方形、长圆柱体和三角形等物体。
其次是起吊节点的选定,即根据组件的结构、强度、刚度,机具起吊高度、起重索具安全要求等选定。
再次组件绑扎,即为了防止组件在吊装时产生滑动、梁边锐角对绳索的切割、避免吊绳夹角过大等所进行的垫衬和捆绑等,以确保吊装的安全性。
第四是试吊,即对重大或重要组件在正式起吊前,先将组件稍稍吊离地面,然后对机具、索具、夹具和组件有无变形、损坏等情况进行全面检查。
最后是吊装就位,应力求吊装一次到位。