1、鍋爐概況
    內(nèi)蒙古上都發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱上都電廠，2x600 MW機(jī)組鍋爐由哈爾濱鍋爐廠有限公司引進(jìn)美國(guó)燃燒工程公司技術(shù)設(shè)計(jì)制造，鍋爐為HG-2070/17.5-HM8型亞臨界壓力、一次中間再熱、控制循環(huán)汽包鍋爐。鍋爐采用平衡通風(fēng)、直流燃燒器四角切圓燃燒方式，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1.1鍋爐架構(gòu)
    鍋爐架構(gòu)為全鋼結(jié)構(gòu)桁架體系，采用高強(qiáng)度螺栓連接，緊身封閉。爐寬45.8 m，爐深63.8 m，鍋爐板梁頂標(biāo)高98 m。
    架構(gòu)沿高度方向劃分為5層，設(shè)置10層水平支撐，爐寬度方向?yàn)?列，深度方向7排。零米處共布置41根柱，柱共分為十段。鍋爐頂板梁(A、B、C、D、E、F、G)共7根，其中A、B、C、D板梁直接擱置在柱頂支座上，E、F、G板粱與柱及其它板梁用高強(qiáng)度螺栓連接固定。板梁最重構(gòu)件為C板梁，重102.37 t．外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)26 500 mmx4 000 mmx1400 mm。
1.2  鍋爐承壓設(shè)備
    鍋爐承壓設(shè)備采用懸吊結(jié)構(gòu)，通過吊桿支吊在爐架構(gòu)支吊梁上。鍋爐汽包懸吊于架構(gòu)G-H間，汽包中心線標(biāo)高87.174 m，重237 t，內(nèi)直徑1 778 mm，直段全長(zhǎng)25.756 m，
    鍋爐爐膛由內(nèi)螺紋管膜式水冷壁形成單爐膛結(jié)構(gòu)，前、后水冷壁下部相對(duì)爐膛中心傾斜下降構(gòu)成冷灰斗斜底，左、右側(cè)水冷壁上部向爐后延伸至鍋爐尾部前包墻過熱器與后水冷壁折焰角后斜段形成水平煙道。爐膛上部沿前、左、右水冷壁高度方向布置墻式再熱器。爐膛上部從前向后沿爐寬度方向布置大節(jié)距分隔屏過熱器、后屏過熱器、后屏再熱器，水平煙道內(nèi)布置有高溫再熱器、高溫過熱器。
    尾部煙道由上部的包墻過熱器、分隔墻過熱器和下部的煙道護(hù)板構(gòu)成雙煙道結(jié)構(gòu)，煙道豎井內(nèi)從上至下布置立式低溫過熱器、水平式低溫過熱器、上級(jí)省煤器、下級(jí)省煤器、管式空氣預(yù)熱器和三分倉(cāng)容克式回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。
1.3鍋爐燃燒系統(tǒng)
    鍋爐燃燒系統(tǒng)采用平衡通風(fēng)，中速磨正壓直吹式送粉，四角燃燒器切圓燃燒系統(tǒng)。2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)和2臺(tái)二次風(fēng)機(jī)布置于爐后的風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)，8臺(tái)中速磨煤機(jī)左右各4臺(tái)布置于鍋爐二側(cè)的側(cè)煤倉(cāng)間。風(fēng)機(jī)房與二側(cè)的側(cè)煤倉(cāng)間均與鍋爐架構(gòu)貼建。
2、施工環(huán)境及條件
2.1自然環(huán)境
    本工程位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟正藍(lán)旗境內(nèi)的敦達(dá)浩特鎮(zhèn)東南，地處渾善達(dá)克沙漠腹地。廠址大部分位于閃電河右側(cè)階地上，屬河流侵蝕堆積地貌。廠區(qū)主要建（構(gòu)）筑物、鍋爐基礎(chǔ)等均采用天然地基，施工區(qū)域地質(zhì)條件穩(wěn)定。
    廠址所在區(qū)域?qū)僦袦貛О敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候。日照時(shí)間長(zhǎng)，氣候變化大，多年年平均氣溫為1.8 ℃，多年極端最高氣溫為35.2℃，多年極端最低氣溫-36.6℃，而且大風(fēng)天數(shù)多。
2.2業(yè)主要求
    本工程于2003-10-01開工，2號(hào)機(jī)組與1號(hào)機(jī)組同期開工建設(shè)，工期間隔4個(gè)月。業(yè)主要求竣工時(shí)間為2006-06-01，1號(hào)機(jī)組移交生產(chǎn)。合同工期為31個(gè)月。本工程業(yè)主要求達(dá)標(biāo)投產(chǎn)。
2.3施工場(chǎng)地條件
    本廠區(qū)平面布置為緊湊型布置方式，建（構(gòu)）筑物之間間隔距離較小，單位工程作業(yè)區(qū)域狹小。廠區(qū)預(yù)留了二期工程用地，適于設(shè)備、材料堆放和制作，設(shè)備預(yù)檢修作業(yè)。1號(hào)鍋爐周圍可利用場(chǎng)地有限，大型吊裝機(jī)械的布置和設(shè)備組合受到較大的限制。
2.4施工特點(diǎn)
    (1)有效施工期短。由于受工程所在地全年6級(jí)及6級(jí)以上大風(fēng)天氣多，-5℃以下氣溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等氣候條件的影響，合同工期的有效利用時(shí)間大大縮短。
    (2)鍋爐架構(gòu)高度高，單件設(shè)備沉重，受熱面設(shè)備散件安裝作業(yè)量大。鍋爐的結(jié)構(gòu)對(duì)鍋爐吊裝機(jī)械的起吊能力和機(jī)動(dòng)性提出了更高的要求。
    (3)因側(cè)煤倉(cāng)和爐后風(fēng)機(jī)房布置方式，以及1號(hào)、2號(hào)機(jī)組同期施工，化學(xué)水車間、集中控制樓等相鄰建筑安裝項(xiàng)目的同步施工，使得l號(hào)鍋爐安裝作業(yè)區(qū)極其狹小，限制了大型吊裝機(jī)械的布置和使用。
    (4)由于1號(hào)、2號(hào)機(jī)組同期施工，鍋爐組合檢修場(chǎng)地不能順列布置，l號(hào)鍋爐設(shè)備地面組合率低，設(shè)備的水平運(yùn)輸量增大。
3、吊裝機(jī)械的選配
3.1選配依據(jù)
    根據(jù)鍋爐結(jié)構(gòu)及施工特點(diǎn)，鍋爐吊裝機(jī)械的基本選配依據(jù)是起吊能力和可供布置的場(chǎng)地條件，其次是吊裝機(jī)械的綜合使用效率�？紤]到鍋爐汽包重量已超過現(xiàn)有起重機(jī)械的起吊能力，因此鍋爐汽包吊裝就位可選擇液壓提升裝置或滑車組方案，吊裝機(jī)械只考慮汽包卸車時(shí)的最大起重負(fù)荷和作業(yè)范圍。
    (1)起吊能力：除鍋爐汽包外，鍋爐B、C、D頂板梁是鍋爐設(shè)備中單件最重、就位位置最高的部件，鍋爐吊裝機(jī)械起吊能力以最重的C板梁吊裝為依據(jù)，要求單車或雙車，在其工作幅度范圍內(nèi)起重量大于105 t，起吊高度大于100 m。
    (2)可供布置的場(chǎng)地條件：如圖1陰影部分所示。
    (3) 2003年，內(nèi)蒙古電建二公司擁有的大型起重機(jī)有DBQ3000型塔式起重機(jī)3臺(tái)，TCK2500型履帶吊2臺(tái)，該工程決定使用公司自有機(jī)械，以保證工程效益。
    (4)兼顧集控樓鋼結(jié)構(gòu)吊裝及其建筑工程垂直運(yùn)輸?shù)男枰�，以及B-C列除氧間設(shè)備的吊裝和汽機(jī)房B列行車軌道的綜合利用吊裝。
    (5)吊裝機(jī)械不占用或占用側(cè)煤倉(cāng)間區(qū)域最小、時(shí)間最短，有利于側(cè)煤倉(cāng)間的施工。
3.2自有吊裝機(jī)械的選配
    為最大限度的利用公司自有起重機(jī)械，提高工程效益，按照起重能力和可供布置的場(chǎng)地條件的選配依據(jù)。
    選配結(jié)果表明，DBQ3000型塔吊塔式工況下，其副臂與鍋爐架構(gòu)最外側(cè)架構(gòu)Bo-K柱在標(biāo)高84 m處相碰，同樣，TCK2500型履帶吊采用塔式工況時(shí)，在更低的高度上就與鍋爐架構(gòu)沖突，因此，由于該型鍋爐高度的限制，即使C板梁的吊裝就位另選方案，使用DBQ3000型塔吊、TCK2500型履帶吊都有一定的局限性，無法發(fā)揮其能力，完成該鍋爐的安裝施工，必須選配在起吊高度上具有優(yōu)勢(shì)的吊車。
3.3起重機(jī)選擇
    經(jīng)過調(diào)研，國(guó)內(nèi)FZQ型附著自升塔式起重機(jī)系列具有提升高度大、作業(yè)范圍廣、起重量大、安裝拆卸快捷方便、抗風(fēng)能力強(qiáng)、適于高結(jié)構(gòu)吊裝的特點(diǎn)。比較國(guó)內(nèi)兩家FZQ型起重機(jī)產(chǎn)品性能，在起重量方面上海起重機(jī)廠生產(chǎn)的FZQ2000型比山東電力建設(shè)第一工程公司制造的FZQ1380型擁有一定的優(yōu)勢(shì)，最大起重力矩分別為20 000 kNm和13 800kNm。FZQ2000型采用鋼制圓筒分節(jié)塔身，F(xiàn)ZQ1380型采用矩形鋼桁架結(jié)構(gòu)分節(jié)塔身。FZQ2000型需要在磨煤機(jī)基礎(chǔ)上部形成半徑不小于4m的混凝土基礎(chǔ)，F(xiàn)ZQ1380型不需要砼基礎(chǔ)，只需對(duì)承載區(qū)夯實(shí)處理即可。因此，采用FZQ1380型對(duì)側(cè)煤倉(cāng)間建筑、安裝施工影響最小。
    FZQ1380型附著自升塔式起重機(jī)采用上部回轉(zhuǎn)、上部頂升，臂架鉸點(diǎn)后置，塔身附著方式。吊臂長(zhǎng)59 m，其主鉤最大額定起重量（10-22 m工作幅度）63 t．副鉤最大額定起重量12.5 t。主鉤工作幅度10-50 m，副鉤工作幅度12-54 m，最大起重力矩13 800kNm，安裝高度可以根據(jù)需要確定，主、副鉤最大起升高度分別為150 m、152 m。
3.4起重機(jī)的合理布置
    根據(jù)鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工環(huán)境特點(diǎn)，以工程效益和施工安全為前提，滿足起吊能力要求為基礎(chǔ)，按照綜合利用率高，有利于側(cè)煤倉(cāng)間建筑、安裝施工的原則，選擇本公司自有的DBQ3000塔式起重機(jī)和FZQ1380型塔式起重機(jī)作為吊裝機(jī)械布置。
    DBQ3000塔式起重機(jī)采用平行鍋爐縱向中心線布置方式，布置在爐左側(cè)（固定端），占用左側(cè)3臺(tái)磨煤機(jī)基礎(chǔ)位置，起重機(jī)中心線距Bo中心線14 m。選擇主臂長(zhǎng)度66 m，副臂長(zhǎng)度42 m。此布置位置為橫向位置化學(xué)水車間同期施工和設(shè)備水平運(yùn)輸提供了場(chǎng)地，同時(shí)滿足了DBQ3000塔式起重機(jī)作業(yè)半徑大于25 m，起重量大于63 t的要求，兼顧了主廠房B-C列內(nèi)設(shè)備安裝和B列行車梁的吊裝，向鍋爐爐后方向退車兼顧除塵器設(shè)備安裝，逐步退出左側(cè)煤倉(cāng)間占位為煤倉(cāng)間建筑施工提供條件。
    FZQ1380型塔式起重機(jī)布置鍋爐右側(cè)J-K柱之間，占用右側(cè)2臺(tái)磨煤機(jī)基礎(chǔ)位置，起重機(jī)中心線距鍋爐B45.8中心線6.65 m，采用3層附著工況，塔柱高104.75 m。此布置位置除滿足鍋爐大件設(shè)備的吊裝需要外，可兼顧鍋爐左右側(cè)小型部件的快速吊裝，同時(shí)兼顧了l號(hào)、2號(hào)鍋爐之間的控制樓建筑結(jié)構(gòu)施工，以及B-C列內(nèi)設(shè)備安裝和B列行車梁的吊裝。其起吊性能參數(shù)（二）見表4所示。
4、校核計(jì)算（以C板梁吊裝為依據(jù)）
4.1起重能力
    設(shè)2吊車的吊點(diǎn)位置分別距C板梁兩端2m，F(xiàn)ZQ1380型塔吊的工作幅度為：Rz=(10+6.65+2)2+3.54L360，R=18.98 m。
    FZQ1380型塔吊的工作幅度小于22 m，額定起重量為63 t。
    DBQ3000型塔吊采用26.5 m工況，額定起重量為65.2t。
    起吊繩索具按1.2 t計(jì)，2車起吊總重量為c=102.374+1.2=103.574 t。
    FZQ1380負(fù)荷率=103.574÷2÷63x100%=82.2%。
    DBQ3000負(fù)荷率=103.574÷2÷65.2 x100%=79.4%。
    因此．2臺(tái)吊車均能滿足吊裝要求。
4.2相碰問題的解決
    DBQ3000型塔式起重機(jī)副臂與Bo-K柱在標(biāo)高84 m處存在相碰的問題。為滿足C板梁吊裝，可暫不安裝65 m層以上Bo-J與Bo-K之間，Bo-K與Bo-L之間的縱、橫梁，以及Bo-K柱。但Bio-K柱在承擔(dān)C板梁荷載時(shí)應(yīng)安全穩(wěn)定。通過對(duì)Bio-K柱壓桿狀態(tài)下的穩(wěn)定安全驗(yàn)算：Bio-K柱穩(wěn)定性安全（計(jì)算過程略）。
4.3校核結(jié)果
    校核計(jì)算表明，此布置方式滿足C板梁安裝就位，因此亦可滿足其它板梁和受熱面設(shè)備的吊裝。新購(gòu)置l臺(tái)FZQ1380型起重機(jī)與自有的DBQ3000型起重機(jī)配合使用，既減小公司新購(gòu)施工機(jī)械的資金壓力，也利用了公司自有資產(chǎn)，綜合效益較好。
5、架構(gòu)吊裝
5.1鍋爐設(shè)備吊裝
    本工程鍋爐吊裝采用上述布置方式，F(xiàn)ZQ1380型塔式起重機(jī)和DBQ3000塔式起重機(jī)承擔(dān)了除汽包吊裝就位之外的全部鍋爐設(shè)備安裝作業(yè)，鍋爐架構(gòu)、頂板梁(A、B、C、D、E、F、G)、梯子步道、受熱面設(shè)備、汽水管道、煙風(fēng)煤管道及其附件等全部由單車或兩車配合抬吊就位，滿足了工程的總體進(jìn)度要求。2004-05-15鍋爐鋼架吊裝第一鉤，至2005-11-18具備鍋爐水壓試驗(yàn)條件，由于設(shè)備供貨和氣候影響，中間累計(jì)停窩工73 d，實(shí)用I期16個(gè)月。
5.2吊裝過程中出現(xiàn)的問題
    吊裝過程中出現(xiàn)的問題如下：
    (1)相對(duì)于F0/23B塔式起重機(jī)，F(xiàn)ZQ1380型式起重機(jī)在小型構(gòu)件的吊裝作業(yè)過程中效率不高，如在鍋爐爐頂以低塔身方式增加布置1臺(tái)F0123B塔式起重機(jī)，工作高度在FZQ1380型式起重機(jī)下方，將極大地提高鍋爐小型構(gòu)件的安裝效率，特別是爐頂汽水管道的安裝。
    (2)為滿足場(chǎng)地條件和起吊能力的要求，DBQ 3000塔式起重機(jī)的布置位置距鍋爐架構(gòu)較近，限制了吊裝的側(cè)向作業(yè)，爐側(cè)方向的回轉(zhuǎn)作業(yè)需要吊車頻繁移位，降低了使用效率。
    (3)由于設(shè)備供貨不連續(xù)，完成鍋爐設(shè)備吊裝施工后已經(jīng)進(jìn)入冬季，2臺(tái)吊車占位側(cè)煤倉(cāng)間對(duì)兩側(cè)煤倉(cāng)間的建筑、安裝施工造成了較大的影響，導(dǎo)致鍋爐制粉系統(tǒng)的施工進(jìn)度嚴(yán)重滯后于機(jī)組的總體進(jìn)度。因此，對(duì)于采用側(cè)煤倉(cāng)布置方式的機(jī)組工程，除了考慮鍋爐吊裝機(jī)械的布置位置，盡可能不占用或短時(shí)間占用側(cè)煤倉(cāng)間位置外，更應(yīng)充分考慮設(shè)備供貨、工程所在地氣候條件，以避免工作被動(dòng)。
    (4)為解決DBQ3000塔式起重機(jī)在吊裝C板梁時(shí)主臂與Bo-K柱相碰的問題，65 m層以上Bo-J與Bo-K之間，Bo-K與Bo-L之間的縱、橫梁，以及Bo-K柱的緩裝，對(duì)65 m以上各層鋼架構(gòu)的聯(lián)合找正造成了一定的影響。
5.3綜合利用
    FZQ1380型塔式起重機(jī)和DBQ3000塔式起重機(jī)在承擔(dān)鍋爐吊裝作業(yè)的同時(shí)，兼顧了主廠房B-C列建筑、安裝施工，汽機(jī)房C列行車梁吊裝、爐間集中控制樓鋼結(jié)構(gòu)安裝、除塵器安裝、輸煤棧橋等施工項(xiàng)目。有效解決了同期施工其它吊裝機(jī)械無法占位的問題，滿足了除氧器吊裝、B列行車梁吊裝起吊能力的要求。
    DBQ3000塔式起重機(jī)平行鍋爐縱向中心線布置方式，向鍋爐后逐步退出不僅滿足了除塵器設(shè)備安裝的需要，也較好的解決了吊裝機(jī)械占位對(duì)鍋爐左側(cè)側(cè)煤倉(cāng)間建筑、安裝施工的制約。
6、結(jié)論
    隨著超臨界大容量火力發(fā)電機(jī)組的采用，鍋爐爐體結(jié)構(gòu)趨向更高、更大，設(shè)備單體體積和重量也將進(jìn)一步增加，施工機(jī)械必須適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)。本工程采用FZQ系列塔式起重機(jī)的效果表明，對(duì)于高爐型、布置位置狹小的工程項(xiàng)目，高塔身結(jié)構(gòu)起重機(jī)具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)：一是高爐型結(jié)構(gòu)條件下克服了履帶式吊車、DBQ吊車與爐體結(jié)構(gòu)在高位的沖突的缺點(diǎn)；二是其便捷的拆裝和較小的占地面積，符合電站緊湊型布置的發(fā)展趨勢(shì)。
    有效利用，發(fā)揮老式起重機(jī)的作用，降低租賃和增購(gòu)新型起重設(shè)備的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益，是目前擁有DBQ系列塔式起重機(jī)的施工企業(yè)需進(jìn)一步探索的問題。本工程FZQ1380型塔式起重機(jī)與DBQ3000塔式起重機(jī)的配合使用，既滿足了設(shè)備吊裝作業(yè)起重量和起吊高度的要求，同時(shí)較好地解決了場(chǎng)地條件的限制問題，兼顧了相鄰作業(yè)區(qū)的建筑、安裝施工，體現(xiàn)了較高的綜合利用效率。


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