锅炉水冷壁专用挂架

张通友，孟庆琳，仉健康，陈 菲

ZHANG Tong-you, MENG Qing-lin, ZHANG Jian-kang, CHEN Fei

（山东丰汇设备技术有限公司，山东 济南 250200）

随着国家规定和标准地不断完善和对施工安全要求地不断提高，电力建设施工现场中使用的一些传统设备和方案已经不符合《电力建设安全工作规程 第1部分：火力发电》（DL 5009.1-2014）中的相关要求。原来锅炉安装、保温施工等使用软梯，显然不满足规范要求，鉴于此，针对规范中关于脚手架的相关规定，为解决施工现场存在的安全隐患而设计一种锅炉水冷壁专用挂架。

1 锅炉水冷壁专用挂架构成

如图1所示，锅炉水冷壁专用挂架包括牛腿、挂架、钢制脚手板、销轴和R型销。牛腿挂在水冷壁上，挂架挂在牛腿上，钢制脚手板铺于挂架之上，各部件之间的均采用销轴和R型销连接。

图1 锅炉水冷壁专用挂架示意图

牛腿主要作为挂架的固定点和支撑点，根据水冷壁结构的特殊性，为了减少对水冷壁的伤害和方便拆装，选用器片开孔钩挂牛腿的方式，并且根据施工情况可在水冷壁上增设多处生根点，牛腿挂钩挂在水冷壁上的开孔处。牛腿上的花篮螺栓不仅有固定连接作用，还可用于调平牛腿梁，防止挂架踏步倾斜，造成挂架单侧主弦杆受力，发生破坏造成事故，保证施工操作的安全性、平稳性。

挂架主要作为钢制脚手板的支撑件。由于现场施工人员操作环境和空间的局限性，挂架单重不易太重，以满足单个施工人员就可完成高空挂架安装的工作。

挂架最后一个踏步两侧设置止挡环，用来限定挂架挂钩的位置，此外还可防止挂钩变形。

挂架上的挂钩为主要受力件，其上的斜面在挂架拆卸时起导向作用，挂钩上设置防脱销，起到防脱保护作用，当挂钩出现破坏时，防脱销仍能承受极限载荷，防止事故发生。

为方便使用，挂架上除第一个和最后一个踏步外，其他踏步做成可拆卸的踏步，在不使用时将其拆除，方便各平台之间人员走动。挂架逐次续接至施工高度便可。

2 锅炉水冷壁专用挂架优化分析

根据极限载荷施加挂钩处得出的挂钩应力云图（图2）可知，平均应力位于200MPa左右，应力集中处应力为327.3MPa，未超出屈服强度345MPa，强度满足要求。

图2 挂架挂钩有限元静力分析应力云图

对挂架挂钩施加冲击载荷时，得出应力云图和位移云图，分别如图3、图4所示，挂钩应力为179.75MPa，不超过屈服强度，不会发生塑性变形，并且最大变形位移为0.997mm。

图3 挂架挂钩冲击载荷下应力云图

经过对锅炉水冷壁专用挂架的主要受力件挂钩的有限元优化分析，既满足强度要求，保证安全，又能减轻自重，节约成本，方便安装。

3 锅炉水冷壁专用挂架技术要点

1）挂钩钩挂在水冷壁上后，挂钩上的垫板与水冷壁应接触，最少接触面积不得少于80%，避免两者出现线接触。

2）牛腿梁安装后，必须将牛腿梁进行调水平，未调水平前不得使用，防止挂架受偏载作用发生破坏，造成事故。

3）牛腿中使用的花篮螺栓必须进行拉力试验合格后方可使用。

4）在进行挂架组装时，应仔细检查挂架的完整性与安全性；对于有踏步烧穿、主弦断裂、焊缝撕裂、连接板孔出现裂纹等损坏严重的挂架，严禁使用。

5）由于挂架材质较薄，室外存放挂架和钢制脚手板时，须采取防雨措施，防止挂架生锈腐蚀。

图4 挂架挂钩冲击载荷下位移云图

4 结 语

本设计是对锅炉水冷壁施工传统上使用的软梯设备的一次重大突破，对以后电力建设领域的锅炉安装、保温施工等有一定的引导与借鉴意义，这种方式带来的好处如下。

1）完全脱离不符合现有规范要求的软梯施工。

2）刚性好，且有防脱保护措施，施工操作更加平稳、安全。

3）承载能力强，使用寿命长。

4）采用有限元优化分析，挂架自重较轻，拆装简便易行。