7 锅炉汽包吊装方案解析.docx
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7锅炉汽包吊装方案解析
作业指导书
工程名称：
江苏华电扬州发电有限公司2×300MW发电供热机组扩建工程
编号：
作业项目名称：
锅炉汽包吊装
编制单位：
江苏省电力建设第一工程公司扬州分公司（机炉工地）
编写：
日期：
2004.06.27
审核：
日期：
2004.06.28
审定：
日期：
2004.06.28
日期：
2004.06.29
批准：
日期：
2004.06.29
出版日期：
版次：
第一版
编制依据
江苏华电扬州发电有限公司2×300MW发电供热机组扩建工程施工组织总设计
江苏华电扬州发电有限公司2×300MW发电供热机组扩建工程锅炉专业施工组织设计
电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）DL/T5047-95
电力建设施工及验收技术规范（管道篇）（2000年版）
电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）DL5007-92
火电施工质量检验及评定标准（锅炉篇）（1996年版）
电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）DL5009.1-2002
东方锅炉厂技术文件
28M-AM锅炉安装说明书
东方锅炉厂设备图纸
52M锅炉总图
51M01、02锅筒及锅筒内部设备
51M05锅筒吊架
1．作业任务
1.1汽包吊装概述
江苏华电扬州发电有限公司2×300MW发电供热机组扩建工程，锅筒内径为Φ2082，其壁厚δ=145mm，筒身直段长为20000mm，两端为球形封头，锅筒总长度为22250mm，筒体材料为13MnNiMo54（BHW35）。
锅筒中心线标高65000mm。
锅筒采用两根直径为Φ190mm（每端一根）的U型吊杆将锅筒悬吊在锅筒顶梁下，锅筒吊杆材质为SA-675Gr70。
汽包总重（包括内件）153t。
锅筒两侧焊有4只吊耳，用于锅筒安装起吊。
吊架对称布置在汽包两端。
而锅炉钢架B6.5～B26.5线间净距为19700mm，所以在提升过程中汽包需倾斜40º方可顺利通过各层横梁起吊就位。
该汽包拟采用两套LSD200型液压提升装置（每套提升装置的额定起重量为200吨）将汽包提升一定高度后再水平拖移至安装轴线就位，两台提升小车分别布置在炉顶自制的汽包吊装用临时支持梁和炉顶次梁上。
小车上固定液压千斤顶、夹持器，汽包两端临时吊耳上固定构件夹持器座，两端各用15根光面钢绞线将汽包与提升小车通过构件夹持器与液压千斤顶的夹持器连接。
在两套液压提升装置的配合下，先将汽包水平提升离地，再将汽包调整至倾斜40º状态（汽包起吊前在地面做好标记40°标记汽包右高左低），两台千斤顶再同时提升，待汽包最低点提升超过57.7m后，将汽包调整平至水平状态，用四只5吨链条葫芦将提升小车连同汽包向炉前方向平移3.6m，汽包到达安装轴线，将汽包中心提升到65m后，穿装吊带销子并点焊固定，整个吊装工作完成。
1.2汽包吊装重量
锅筒152652kg
锅筒内部设备11102kg
锅筒吊架13009kg
实际起吊重量：
167.6t
2.作业准备和作业环境条件
2.1施工作业人员组织及分工
a.总指挥：
1人；
b.副总指挥：
2人；
c.专责工程师：
1人，起重技术员1人；
d.专职安全员：
1人；
e.起重指挥1人；
f.起重工：
10人；
g.架子工：
4人；
h.电源工：
1人；
i.电焊工：
2人；
j.钳工：
8人；
k.液压装置操作人员：
2人；
以上所有参与施工人员均必须经过安全教育培训合格方可上岗，液压装置操作人员必须经过液压装置厂家培训合格后方可上岗操作，首次提升起吊工作应在厂家技术人员指导下进行。
2.2机具与材料准备
2.2.1主要机工（器）具配备（见下表）
序号
名称
型号规格
数量
备注
1
液压提升顶（含配件）
LSD200-300型
2套
2
泵站
LSDB
2套
3
控制柜
LSDK-B
1套
4
钢绞线
φ15.24-1860
30根
（长度现场定）
5
DBQ3000塔式起重机
1台
6
#3二硫化钼锂基润滑脂
20Kg
7
链条葫芦
5t
8台
8
白棕绳
Φ16×80m
2根
9
单轮滑车
0.5
1只
10
N32#防磨液压油
1000升
2.2.2吊装用辅助材料
a.自制梁8192×1130×400×16×25，两根，材质为Q235，单根重量为2200kg；
b.提升小车组2套（含液压千斤顶支撑座、安全夹持器座和钢绞线导向架）；
c.钢平台2块。
3．汽包吊装条件
3.1为满足汽包垂直提升需要，以下构件缓装：
63.8m平面k1G2、G3（K1G5、G6）—K2G2、G3（K1G5、G6）之间横梁、斜梁缓装，其中梁5135-4、34需将朝炉内侧部分割除3m左右，并在69m的梁5136-39、50中间与63.8m的梁5135-4、34中间用#12双拼槽钢连接，待锅筒就位及其余横梁完善后割除。
a.钢结构K11-G3（G5）排柱和K2-G3（G5）排柱间的横梁均需缓装，柱G0.5与柱H之间，B6.5、B26.5线之间所有平台、牛腿缓装；
b.柱1ZH-B6.5与柱1ZG-B6.5之间，柱1ZH-B26.5与柱1ZG-B26.5之间，标高5.5m连梁缓装（由于考虑到钢架吊装梯子平台的畅通，该处左侧一根连梁已装。
在吊装汽包前，用链条葫芦将此梁向上提升，满足吊装要求）；
c.标高63.9m柱G0.5-B6.5与柱H-6.5之间横梁缓装；
d.标高63.9m柱G0.5-B26.5与柱H-26.5之间横梁缓装；
3.2汽包已拖运至起吊位置。
拖运方法见《#7炉汽包拖运措施》；
3.3汽包内部装置拆除、汽包划线标定、吊带临时找正加固等地面工作已完；
3.4临时脚手架搭设完毕；
3.5炉顶锅筒吊架支座安装、找正、固定完。
4.作业方法及工艺要求
4.1起吊前的准备
a.按要求制作四根临时支持梁、两套提升小车；
b.在炉顶CL-4、和CL-27梁上安装两根临时支持梁并焊接固定（见汽包吊装图）；
c.将两套提升小车安放在提升时的位置，安装前提升小车下的梁表面涂抹黄油，以减小小车拖动时的磨擦力，在小车上安装液压千斤顶和夹持器；
d．在汽包吊耳上装好构件夹持器座和夹持器；
e.在炉顶G-H间布置临时工作平台，平台四周设置护栏和安全网，在临时平台上布置液压泵站、控制柜临时380V配电箱；
f.连接千斤顶和泵站之间油管，在泵站油箱内注入N32#液压油，接通电源，在厂家技术人员指导下进行系统调试，做模拟提升试验；
g.根据实际需要长度，用砂轮片切30根光面钢绞线；
h．在厂家技术人员指导下逐根穿好钢绞线，将千斤顶与构件夹持器连接,先穿上面再穿下面，按要求将钢绞线收紧，保证同一组钢绞线受力一致；
i.穿完钢绞线后对系统做一次全面检查，为提升试吊作好准备；
j.为便于夜间作业，在炉顶临时工作平台上及提升通道两端加装足够的照明，两侧还应各布置一个探照灯照向钢绞线，以检查钢绞线的松紧是否一致。
汽包吊装时各层还应布置固定或流动的照明设备，以检查汽包能否顺利通过各层横梁。
5.汽包吊装工作流程和提升步骤
5.1汽包吊装工作流程
5.2汽包试起吊
5.2.1检查各岗位人员分工到位、通讯联络畅通、设备一切正常后由起重指挥下令两台千斤顶同时开始提升；
5.2.2当汽包底座离开地面轨道100mm后,两台千斤顶同时停止提升，对系统进行一次检查，检查内容包括：
炉顶各承重次梁、临时支持梁、提升小车和构件夹持器（座）各受力部位、液压千斤顶、夹持器及系统等受力有无异常，检查油压是否稳定，观察汽包是否有下滑迹象，液压元件是否有漏油现象，电机、液压泵工作是否正常；观察吊耳板与汽包之间的连接是否可靠。
一切正常后指挥两台千斤顶同时提升1-2个行程，对以上系统再进行一次检查确认，提升过程中观察开爪液压回路、开爪电气回路、电讯号是否正常，夹持器能否正常工作，如正常进行一次下降试验，下降一个行程后做一次系统检查，如无异常则具备正式提升条件；
5.5.3拆除地面临时钢轨，推走地面路基砂石，为正式提升作准备。
5.3汽包正式吊装：
5.3.1水平提升:
起重总指挥下达开始提升命令，操作人员按动控制柜自动提升按钮，左、右液压提升装置同时进入自动提升状态，同步起升汽包（水平状态），直至汽包离地1m时，炉左的提升装置停止；
5.3.2汽包倾斜:
炉右的提升装置继续起升，直至汽包倾斜角达40°（汽包提升前在地面作好40°的标记）。
在此过程中，随着汽包的倾斜，两吊点间距离缩短，汽包重心会略向右侧偏移，导致汽包右端将会偏移出钢架，所以为保证汽包能顺利通过炉右12.6m层横梁，在炉膛0m布置一台5吨卷扬机将汽包向左侧牵引一定的距离，防止汽包右端碰到横梁；
5.3.3汽包倾斜起升:
汽包倾斜到40°时，两套提升装置开始同步匀速起吊，直至汽包左端下缘超过炉左57.7米层横梁后,炉左的提升装置停止。
提升过程中，可根据液压提升系统的运行情况适当停顿休息，对系统进行必要的检查。
如需长时间休息，应将安全夹持器锁紧、切断电源，并派专人值班看守；
5.3.4汽包调整水平:
炉右的提升装置继续起升，必要时也可以启动炉左的提升装置相互协调直至将汽包调整水平并提升至65米标高位置；
5.3.5汽包向炉前平移:
两端各用两台5吨链条葫芦牵引起吊小车组向炉前滑移3600mm，汽包到达就位位置；
5.3.6汽包正式就位:
两套提升装置配合将汽包找正、穿销，正式就位；
5.3.7汽包找正就位后，拆除提升装置系统，即告汽包吊装工作完成。
6.汽包吊装梁强度及平移汽包受力计算：
a.炉顶梁CL-27截面系数
参照炉顶钢架图中，梁CL-27相关尺寸，则计算如下：
腹板惯性矩：
J1=bh3/12=1.6×953/12=114316.7cm4
翼板惯性矩：
J2=bh3/12=40×2.53/12=52.1cm4
梁的总惯性矩：
J=J1+2（J2+Ad2）
=114316.7+2（52.1+2.5×40×47.52）
=565670.9cm4
截面系数Wx=J/50=11313.4cm3
b.炉顶梁CL-27最大弯曲应力：
由于汽包在吊装时受力全部传递给提升小车且受力点在炉顶梁CL-27上方,可认为该梁在吊装汽包时处于正弯曲应力状态，见《汽包吊装受力图》，在汽包吊装过程中，炉顶梁CL-27中间段处于最大弯曲应力状态，故炉顶梁CL-27最大弯曲应力：
Mx=33.9×3.75=127.18t·m
σ=Mx/WX=1123.4Kg/cm2<[σ]=1740Kg/cm2
[σ]为Q345B材料许用应力值
c.炉顶梁CL-27最大剪应力（主平面腹板方向）：
CL-27梁断面系数F=40×2.5×2+1.6×95=352cm2
RH2=49.9t
τmax=49.9×103/352
即：
τmax=141.76Kg/cm2<[σ]=1740Kg/cm2
d.炉顶梁CL-27节点DG、DH核算：
查《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》得，每个M22扭剪型高强螺栓最大剪切力计算如下：
Nvb=0.9NfμP其中Nf=1μ=0.55P=190KN
所以Nvb=94.05KN
对于DG节点有34套螺栓
则NvG=22×Nvb=2069KN=206.9t
对于DH节点有20套螺栓
NvH=22×Nvb=2069KN=206.9t
DH节点连接处烧焊有座子
故能满足最大49.9t的剪切力。
综上所述，核算了梁CL-27最大弯曲应力、最大剪应力及节点最大负荷等四个方面的数据，均能满足吊汽包的要求，而梁CL-35由于截面尺寸大于梁CL-27截面尺寸节点螺栓数目也较梁CL-27多，故可认可梁CL-35也能满足上述要求。
e.提升小车大梁受力计算：
提升小车大梁采用双拼Ι63a工字钢,在吊装过程中受力简图如下:
P=33.9t
P=33.9t
450
1100
950
R2
R1
R1=（450×33.9+33.9×（1100+450））/2500=27.12t
R2=40.68t
简支梁受最大弯距M=27.12×0.95=25.764t-m
查表知Ι63a工字钢截面系数Wx=2981.47cm3，该处梁为双拼Ι63a故
σ=Mx/WX=25.764×105/2×2981.47=432.07Kg/cm2<[σ]=1600Kg/cm2
通过以上计算提升小车大梁满足吊装要求
f.汽包在提升过程中提升装置水平受力分析：
当汽包提升和就位过程中,钢绞线与垂直受力时最大夹角约5°，此时炉顶梁的水平分力
R"=tg5°×41.8=3.66t
经过以上受力分析可知，当汽包倾斜40°时炉顶梁水平分力最大，为了消除水平分力对移动小车的影响，移动小车底部滑板两侧焊有限位块，防止小车左右偏移，可保证小车正常提升和移动。
g.移动小车在炉顶次梁上摩擦、牵引力计算
汽包重Q=167.6t
移动小车和起吊索具重q=13.128t
动荷系数Kd=1.1
滑动摩擦系数：
u=0.04
启动系数KQ=2
计算载荷P=Kd（Q+q）
=1.1×（167.6+13.128）
=180.73t
牵引力Sx=KQuP
=2×0.04×180.73
=14.46t
通过以上计算，在平移汽包时4台5t链条葫芦的牵引能满足平移汽包的要求。
7.作业过程中的注意事项
a.钢绞线的切割只能使用砂轮切割机，切割好的钢绞线应当打磨好切口的坡锋，钢绞线的下料数量应左右各半。
钢绞线在转运、穿装过程中严禁打折，严禁沾染油污、杂质。
在穿装钢绞线过程中，要左右捻交互布置。
b.提升千斤顶的安装应保证其穿心孔与提升平台上的预留孔洞同轴。
c.提升千斤顶应尽可能保证其上的油嘴、位置传感器在易操作一方，以方便附件的安装和操作。
d.液压泵站应放在水平、避雨的地方，应尽量靠近提升吊点，液压泵站的朝向为出油口正对着提升吊点。
e.油路连接时应保证同一液压泵站至各吊点提升千斤顶的油路长度等长、通径等。
f.线路检查时分别按下各千斤顶上的行程开关、位置传感器触点，观察控制系统的操作显示是否一一对应及正确显示。
g.按编号穿钢绞线，注意左右留间隔，穿的顺序为先内圈后外圈，自上往下穿依次通过导向夹持器、上夹持器、下夹持器、安全夹持器到构件夹持器。
注意保持各级夹持器上的钢绞线位置一一对应，钢绞线在空中不能互相打绞、交叉，钢绞线在构件夹持器下方伸出量约为150mm，在导向夹持器上方伸出量约为300mm。
每穿一根，上方利用导向夹持器夹紧，下方将构件夹持器夹片扣上，待每一台千斤顶钢绞线穿毕后将构件夹持器压板用螺钉压紧，钢绞线可利用专用导向套和钢丝帮助穿过千斤顶。
穿钢绞时，用钢丝绳夹头将钢绞线与Φ15.5钢丝绳夹紧，用白棕绳向上提升，防止钢绞线滑脱至地伤人；
h.用链条葫芦从导向夹持器上方对每一根钢绞线进行预紧，张拉油压取2～4MPa，张拉顺序为先内圈后外圈对称张拉。
i.系统检查：
检查提升千斤顶及附件状态并确认安全有效；检查液压泵站及配置状态并确认安全有效；检查控制系统及配套检测机构和其它附件状态并确认安全有效，检查通讯系统安全有效。
j.每起升5m，要给卡抓涂3号二硫化钼锂基润滑脂一次，不得将润滑油涂到钢绞线上。
k.吊装过程中，严格控制汽包的倾斜40°角度，以汽包能顺利通过各层横梁为准。
l.起动液压泵站时，油温应在15℃～50℃之间。
若吊装时环境温度过低，应给两泵站搭设保温棚，棚内用加热板升温。
8.职业安全健康与环境管理
8.1锅炉汽包吊装主要危险辨识
序号
作业
危险源
可能导致的事故
控制措施
1
脚
手
架
作
业
脚手架管（杆）、脚手架板、扣件及绑扎材料使用前未进行外观检查，材料不合格
脚手架垮塌
使用前检验材料
脚手架的杆间距不符合规程要求
脚手架垮塌
按规范搭设
脚手架板铺设不平整，绑扎不牢靠，有空隙和探头板
人员高空坠落
按规范搭设
搭、拆脚手架不设置安全警戒区及警告标志，或无专人监护
落物伤人
设警示标志，派专人监护
脚手架的搭设时无可靠的安全防护措施
落物伤人
设警示标志，派专人监护
2
高
处
作
业
施工区域孔洞未采取防范措施或防范措施不齐全
人员、物件高空坠落
防范设施齐全
危险临空面无安全护栏或有安全护栏但不牢靠
人员、物件高空坠落
安全护栏可靠、齐全
不使用工具袋，较大的工具不使用保险绳
落物伤人
用工具袋和保险绳
高空作业不正确使用“三宝”
高空坠落及物体打击
正确使用“三宝”
3
起
重
作
业
捆绑、起吊方法不正确
吊物坠落
起吊前交底，过程中检查
无票作业
安全事故
办理工作票
无关人员在起重作业区域内通行或停留
人员受伤
设立作业隔离区，禁止无关人员入内
吊物在空中长时间停留
吊物坠落
非指定的指挥人员参与指挥或多人乱指挥
安全事故
专人指挥
起重指挥信号不清
设备损坏、人身伤亡
选派合格指挥人员，配备合格通讯设备
起吊重物重量不清
机械事故
起重作业前交底
8.2主要安全技术措施
a.施工前技术员对所有参加作业人员进行安全和技术交底，作业人员明确施工程序、施工方法，了解施工工艺要求及安全注意事项。
作业人员提前深入现场，熟悉施工环境；
b.首次提升工作应在厂家技术人员指导下进行，或按液压提升装置使用说明书操作；
c.作业人员明确分工，各负其责、协调作业。
所有作业人员必须坚守岗位，在汽包提升及悬停过程中，未接到作业指挥人员通知，各岗位工作人员应坚守岗位，严于职守，不得离岗、串岗，发现异常情况及时报告总指挥；
d.在炉顶按设计要求搭设好安全作业平台、护栏，拉设好安全网；
e.在炉底的吊装作业区域拉设好警戒线，非作业人员严禁入内，汽包吊起以后，未经许可严禁任何人在汽包下方通过或停留；
f．液压泵站所用N32#液压油经四次过滤，按说明书要求检验合格后，方准注入液压泵站油箱；
g.钢绞线弹性较大，穿装、拆除时作业人员采取防范措施，以防被钢绞线弹射；
h.给卡爪加#3二硫化钼锂润滑脂时必须小心，不能粘到钢绞线上，操作人员脚下及周围区域必须用脚手板封闭；
i.随汽包起吊同步监护的作业人员同时还应注意监护钢绞线的张紧程度，发现有松驰现象时应及时通知操作人员进行调整；
j.由于在吊装过程中，液压提升装置要向炉前平移，所以液压提升装置的高压油管、电缆必须布置好，不能阻碍液压千斤顶的移动，不得被作业人员踩在脚下；
k.在汽包的两个吊耳板周围用脚手板搭设作业平台，并设安全护栏，以便安装吊耳板、构件夹持器、销轴、穿钢丝绳等；
l.确定吊装总指挥，专人指挥协调。
指挥发出的信号清晰、准确，所有作业人员严格执行吊装总指挥的命令；
m.因吊装时间较长，应提前做好液压提升装置的防风、防雨措施，夜间作业应为作业人员提供良好的工作环境；
n.为保证液压提升装置工作电源的稳定性及钢绞线的安全，吊装过程中，本提升作业范围内的所有电焊工作停止，切断电源，必要的作业应报指挥人员批准；
o.配备专职的机械、液压、电气维修人员现场值班，负责吊装过程中液压提升装置的维修工作，以确保吊装工作顺利进行；
p.为确保吊装作业安全可靠，液压提升装置的关键部件都应有备件，以备一旦发生故障，随时进行检修、更换；
q.吊装过程中，严格控制汽包的倾斜角度，以保证汽包能顺利通过各层横梁为准（约40°）。
设专人监测汽包两端与各层横梁之间的距离，保证汽包提升时不与钢架碰撞；
r.起吊速度应平稳，避免发生冲击载荷；
s.链条葫芦严格按其操作规程正确使用。
链条葫芦的起重链不得打扭，拉链人数不得超过规定；
t.工作人员正确使用工机具、卡索具，正确使用劳动保护用品。
9.附图
#2炉汽包吊装图
（一）
#2炉汽包吊装图
（二）
#2炉汽包吊装图（三）
#2炉汽包吊耳受力图
#2炉汽包起吊时受力图
#2炉汽包居中受力图
#2炉汽包就位受力图
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