首钢京唐烧结脱硫除尘装备安装施工技术

史以扬，周 翔

福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000

1 工程概况

首钢京唐2×500m2烧结烟气脱硫脱硝深度治理改造工程，位于渤海湾中心地带——唐山市曹妃甸工业区。2018 年，《唐山市钢铁、焦化超低排放和燃煤电厂深度减排实施方案》发布，素有中国钢铁“掌上明珠”之美誉的首钢，率先响应号召，一举将其2×500m2烧结机进行超低排放改造，采用SSC 干式超净+SCR 脱硝工艺，建设过程通过合理的施工组织，制定并采用合理有效施工方案，保障项目如期投产。

脱硫系统由吸收塔、吸收剂制备系统、布袋除尘器、电气、仪表及控制系统组成，施工需要涉及的工种有机电设备、电气、仪表、保温、仪控等。

经本系统脱硫脱硝后排放指标达到：SO2 浓度≤35mg/Nm3（干标，16%O2），粉尘浓度≤10mg/Nm3（干标，16%O2）。

2 工程特点及难点

项目共包含4 套脱硫脱硝系统，总平规划分为南、北区施工，其中脱硫部分钢架约3600t，除尘器约4600t，吸收塔烟道约2600t，脱硝部分约12000t，设备结构总重超2.2 万t。

（1）主体结构吨位大，吊装“钩数”多，另外除尘器部分墙板迎风面大，吊装危险性高，容易受大风天气限制吊装；

（2）项目所在地位于曹妃甸工业区，工程所在位置靠近海边，当地气候条件冬季为风季，且本项目主要安装阶段就在冬季，大风天气对室外吊装作业产生极大限制；

（3）因属于改造项目，现场场地十分受限，对施工总平面图规划提出了很高要求，个别区域只能允许一辆车通过，施工场地规划需更加严谨，另外在施工过程中存在多专业、部位的交叉施工，场地协调的工程量大；

（4）地下条件复杂，除了对桩基、土建造成的影响，在安装阶段，因建筑物所在区域附近存在地下管廊，限制了塔吊等大型机械的使用。

3 安装施工技术要点

3.1 吊装机械选择

结合本项目总平面布置图，除尘器高度为45.35m，吸收塔高度为58.775m，南区除尘器横向总长为38m，纵向总长度为42.4m。南区的主体设备吊装仅有南侧和东侧两个方向可站车吊装，且南侧通道下部为地下通廊。若设立塔吊，满足本项目吊装需求的最小塔吊型号为25t 塔吊。按照塔吊基础对于地基承载力的要求，本项目塔吊基础需打桩，但南侧受地下通廊影响，东侧受烟道布置影响，均无法设立塔吊。

结合现场实际情况，最终南区主要吊装机械选定为2 台250t 履带吊，北区主要吊装机械机械选定为2 台280t 履带吊，均采用58m 主臂+45m 副臂。履带吊为本项目主体结构的主要吊装机械，覆盖除吸收塔顶部方形段及最远处3 片墙板吊装，履带吊覆盖范围外的大型结构，采用临时租赁500t 汽车吊的方式进行吊装。

3.2 钢支架组拼及安装技术

（1）钢支架安装前，执行好基础交接检查工作，严格复核钢支架基础的混凝土外观质量、标高、跨距、预留地脚螺栓长度、地脚螺栓尺寸定位、抗剪槽定位及尺寸等，同时复核基础的纵横中心线及标高基准点；

（2）本项目钢支架主要由梁、柱、撑结构组成，其中柱子为分段到货，现场需进行柱子组拼工作，柱子钢材牌号为Q345，柱与柱对接焊接采用E50XX 型焊条，其余钢结构焊接采用E43XX 型焊条，其质量应符合现行国家标准《碳钢焊条》（GB/T 5117）；对于设计说明中要求的二级焊缝，需采用超声波探伤进行焊缝内部缺陷检验；

（3）钢支架安装过程，若现场场地条件允许，推荐采用地面组拼成“榀”吊装，以减少高空焊接工作量，同时钢支架地面组拼对焊接质量更有保障，安全风险性较低；

（4）柱子吊装前，先通过调整地脚螺栓垫块高度以初步确定柱子底板标高，吊装后采用水准仪和经纬仪对钢支架的标高及垂直度进行精调，后方可进行斜撑的安装及焊接；

（5）柱子安装时，每层柱子及平台安装应从地面控制轴线引至高空，避免安装过程引起的累计误差导致钢支架最终超差；

（6）按照钢支架设计说明，钢支架安装及验收完成后需及时进行二次灌浆，当二次灌浆无法及时完成时，可采用柱底板与基础接触面加垫铁的方式，由中间垫铁作为受力构件，承担上部荷载，严禁由地脚螺栓直接承担钢支架自重以外的荷载。

3.3 除尘器组拼及安装技术

除尘器部分主要由底梁、灰斗、单元入口、墙板、内部钢支架、花板及气密顶盖组成，其关键部件组拼及安装过程技术控制要点如下：

（1）底梁为分段到货，到货时注意复核底梁尺寸及弯曲度，现场条件允许的条件下，推荐两段底梁地面组拼后进行吊装；

（2）底梁吊装完成后，需复核底梁跨距及对角线是否符合设计要求，检验合格后方可进行焊接；

（3）灰斗为分片到货，需地面组拼成灰斗板后再行吊装。灰斗组拼过程，需注意焊缝气密性，焊接质量缺陷将影响除尘器整体漏风率，在后续运行过程还可能出现漏灰等质量问题。灰斗一般采用蒸汽伴热，灰斗外壁的蒸汽伴热盘管对接时需采用氩弧焊打底以确保焊接质量，蒸汽伴热管全部贯通后还需进行水压试验；灰斗壁板吊装后与底梁连接方式为搭接，双面满焊，灰斗背面竖主筋需顶住底梁焊接以确保结构安全性［1］；

（4）单元入口地面组拼前需提前熟悉图纸，组批过程及时复测尺寸。单元入口风挡安装完毕后，需在地面测试风挡是否可处于全开、全关状态，测试结束将风挡进行临时限位；

（5）墙板为分片到货，现场组拼后吊装，长立柱和十字柱到货后需复核其直线度以确保后续安装质量。墙板地面组拼过程需注意十字柱的偏心设计，墙板因迎风面大，吊装过程需充分考虑天气因素，超过6 级风力禁止吊装，吊装就位后可靠设置缆风绳；

（6）花板组拼前选取水平坚硬地面搭设作业平台，要求平台总体平面度≤3mm，平台毛刺打磨干净。花板分板铺设完毕后先进行尺寸复核，后进行点焊固定。之后放置十字主筋及花板弧形板，并再次进行定位尺寸复核，无误后点焊固定，正式焊接过程采用4 名焊工跳焊，焊接顺序为先两端后中间，以减少变形；

（7）花板吊装前需先将花板支撑角钢安装及调整到位，要求同一气室所有支撑整体平面度≤4mm，此工序属于停工待检点。花板吊装后需保障花板整体平面度≤8mm，平面度调整完毕后方可进行花板焊接；

（8）气密顶盖要求整体气密满焊，气密顶盖吊装完毕后需在净气室风挡周围安装挡水板，全部焊接完成后需进行淋水实验及消缺。

3.4 吸收塔组拼及安装技术

吸收塔由虾米弯段、文丘里、锥形段、裙座、直管段、上部方圆节及顶部方形段组成，其关键部件组拼及安装过程技术控制要点如下：

（1）吸收塔虾米弯段由若干分板组成，组拼过程注意各分包组拼位置，避免出现十字焊缝，吸收塔各结构组拼焊接完成后需进行煤油渗透试验；虾米弯段内部导流叶片安装角度需与气流方向平行，叶片螺栓安装后，螺母点焊固定；

（2）文丘里主要功能为气流加速，故其安装质量要求较高，安装误差过大将导致文丘里异常磨损。按照设计文件要求，文丘里地面组拼需搭设平台，要求平台总体平面度≤3mm。各文丘里孔就位后，单独测量文丘里孔垂直度≤3mm。文丘里组拼完成吊装后，保证文丘里内孔垂直度≤5mm；

（3）裙座是吸收塔的重要承重部件，对各部件焊缝质量要求较高。裙座地面组拼时，需保障底板水平度，环梁焊接前需检查坡口尺寸，保证焊接过程全熔透。环梁与筒体焊接过程先交错段焊，后满焊；

（4）方圆节组拼过程控制不严，容易导致安装后与其他构件错口情况，影响吸收塔整体安装质量。方圆节一般为分片到货，出厂前方圆节各分板已在车间进行过预拼，并且有明显的预拼标识，现场组拼过程需严格按照分板图施工，同时复核是否与预拼标识一致；

3.5 料仓组拼及安装技术

脱硫除尘器装备中涉及到的料仓主要包含生石灰仓、消石灰仓及脱硫灰仓，仓体组拼及安装过程中，仓体焊缝为气密性焊缝，焊接完成后需进行煤油渗透，检测合格方可进行防腐绝热。

仓体吊装就位后，需对内部进行全面检查，对内部临时吊耳、脚手等全部割除打磨干净，避免后续积灰结块，影响系统正常运行。

4 结束语

综上所述，通过分析首钢京唐烧结脱硫除尘装备结构组成，结合现场实际环境特征，制定针对性的施工方案。施工过程中采取质量预控措施，有序安排各工序，优化施工流程，最终保障了项目的进度目标、质量目标和安全目标，对其他类似项目的施工组织可起到指导作用。