液压同步提升技术在转炉煤气柜柜顶提升上的应用

吝健全 田龙强

【摘要】液压同步提升技术在大型场馆、大跨度钢结构施工上已得到广泛应用，转炉煤气柜柜顶提升还在使用传统的卷扬机、电动葫芦来提升。本文通过对多种施工方案的对比，从经济性、安全性、效率等角度进行分析，总结出液压同步提升技术的优越性和煤气柜柜顶的提升工艺。

【关键词】液压同步提升技术;柜顶提升;经济;安全

转炉煤气柜柜顶具有面积大、重量重、安装高度高等特点，转炉煤气柜[1]柜顶施工顺序为立柱、侧板、抗风桁架等安装完成后，将地面组装好的柜顶采用卷扬或者其它提升的方法将柜顶安装到位。自宝钢一期引入转炉煤气柜以来，在煤气柜柜顶施工中长期以手摇卷扬机、手拉葫芦、电动葫芦来作为提升工具，传统提升工艺施工周期长、效率低且施工危险性大。随着液压同步提升技术[2-4]在建筑施工中的广泛应用，转炉煤气柜柜顶提升也逐渐开始使用。

1.柜顶提升方法综合对比

1.1 转炉煤气柜系统介绍

转炉煤气柜又称橡胶膜密封型（Wiggins型）干式柜，柜体为带有拱顶的圆柱体，由底板、立柱、侧板、柜顶和回廊组成。在圆柱体内装有能上下移动的活塞，转炉煤气柜柜体系统如图1所示。当转炉回收煤气时，大量煤气就进入气柜，推动活塞快速上升，将煤气储存在由底板、侧板和活塞所组成的空间内;当转炉不回收煤气时，由活塞重量将柜内煤气压入出口管道，送入站区煤气管网，随着煤气的送出，活塞逐渐下降，煤气柜就起到了储存转炉间歇回收的煤气和均衡地送出煤气这两个作用。为防止活塞在上、下移动时泄漏煤气，在活塞与侧壁之间设有密封装置，从而保证了干式煤气柜能长期、稳定、安全地运行（见图1）。

本文以80000m3转炉煤气柜为例进行对比分析，80000m3转炉煤气柜柜顶提升参数见表1。

1.2 柜顶提升工艺综合对比分析

从表1中看出，80000m3转炉煤气柜柜顶提升面积达到2640m2，重量约200t，吊机安装不能满足施工需求，在传统的安装工艺中，常用手摇卷扬机、手动葫芦、电动葫芦作为起吊工具，近年来开始使用液压同步提升技术来进行柜顶提升，提升技术综合对比情况见表2。

通过上述对比分析，手摇卷扬机、电动葫芦、手拉葫芦等传统提升方法需要的钢丝绳数量和人工投入大，周期长，液压同步提升技術除钢绞线一次性投入外，其它均为周转设备，投入较少，效率高。

液压同步提升技术与其它提升技术相比具有效率高、安全性可靠、投入低、成本低的优点，逐渐被煤气柜施工单位所接受。

2.液压同步提升技术优势

2.1 液压同步提升技术原理

“液压同步提升技术”采用液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具。液压提升器为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必镶接等一系列独特优点。

液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作（紧）时，会自动锁紧钢绞线;锚具不工作（松）时，放开钢绞线，钢绞线可上下活动。

液压提升和回落过程见如下流程图2所示，一个流程为提升器一个行程。当提升器周期动作时，提升重物则一步步上升或下降。

2.2液压同步提升技术特点

（1）通过提升设备扩展组合，提升重量、跨度、面积不受限制;

（2）采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊点，提升高度不受限制;提升器锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程十分安全，并且构件可以在提升过程中的任意位置长期可靠锁定;

（3）提升设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升安装;

（4）设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强;液压同步提升系统采用计算机控制，通过跳频扩频通信技术传递控制指令，全自动完成同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作锁闭、过程显示以及故障报警等多种功能。是集机、电、液、传感器、计算机控制于一体的现代化先进设备。

（5）大量安装工作在地面完成，减少高空作业;

（6）安装精度高：液压同步提升采用计算机集中控制，能满足安装精度要求;

（7）安装工期短：采用液压提升，整体提升，一步到位缩短施工工期，为施工总体进度提供条件;

（8） 安全性高：整个提升体系的稳定性与安全性高，且采用液压同步提升施工，使大量安装工作能在地面完成，减少高空作业。

3.转炉煤气柜柜顶液压同步提升技术应用

3.1 柜顶液压同步提升工艺流程

3.2  柜顶液压同步提升工艺

3.2.1提升点布置

煤气柜提升点按照煤气柜立柱数量间隔对称布置，使每个吊点、提升器均匀受力，提升点布置如图4所示。

3.2.2 提升器及液压泵站布置

控制系统根据一定的控制策略和算法实现对煤气柜顶结构整体提升的姿态控制和荷载控制。本煤气柜顶结构的提升需使用15台TJJ-600型液压提升器、3台TJD-30型液压泵站及其他相关设备。15台液压提升器间隔布置在15根立柱位置。相邻的每5台液压提升器与一台液压泵站连接。TJJ-600型液压提升器额定设计提升能力为60t。每台液压提升器配置3根钢绞线，钢绞线作为柔性承重索具，采用高强度低松弛预应力钢绞线，抗拉强度为1860Mpa，直径15.24mm，每根钢绞线破断拉力为26.3t。

本工程提升最大重量200t，提升荷载不均匀分项系数取1.4，则单台TJJ-600型液压提升器提升荷载安全系数为60/（200×1.4/15）=3.21，钢绞线安全系数为26.3/（200×1.4/15/3）=4.18，根据相关规范、设计和试验数据，本系统配置是安全可靠的。