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印度电厂(2x600MW)锅炉钢结构工程项目

发布时间:2014-03-17 点击次数:2448次

电厂锅炉钢结构


江苏华海钢结构有限公司承建印度电厂(2x600MW)锅炉钢结构工程项目


电站锅炉钢结构安装的关键事宜


在大型火电站的施工中,锅炉钢结构的吊装是电站安装开始的指示标,钢结构的安装则是一个古老的话题。随锅炉容量的不断增大,锅炉钢结构的重量、占地面积、高度也在不断增大。随之而来的质量控制和安装方法也出现了新的变化。在施工中逐渐淘汰了用线锤找正的方法,以水平管找高程为主的方法也逐渐变为了辅助手段,取而代之的是经纬仪和水平仪等新的测量工具,这些工具的使用大大提高了施工的工作效率和测量的准确度。同时钢结构的连接也随我国工业水平的发展而不断提高,改焊接结构为高强度螺栓连接结构。施工方式也随着大型机具的使用在不断的变化,施工的技术含量在不断增加。这些新的变化都要求我们在使用新工具、新方法的同时,不断总结施工特点,优化施工方案,才能加快施工进度,确保工程质量。

钢结构的安装简单的说,主要是控制柱子的标高、垂直度,并保证钢结构连接结点的强度符合国家规程要求。但在现行的施工中,由于各种原因,普遍存在着测量精度不够,有的甚至直接影响到安装质量的现象。在新出版的《钢结构施工质量验收规范(GB50205-2001)》中,也存在着不足之处,在现场的抗滑移系数的复检工作中,不能进行严格规范,致使在一些薄板结构中,不能真实的反映抗滑移面的真实抗滑移系数。在此将施工中存在的主要问题提出进行讨论,以减少施工错误,确保工程质量,加快工程进度,为社会创造更多财富。

一、电站锅炉钢架主结构布置的特点及找正方法
电站锅炉的钢架的结构是和锅炉的结构是紧密联系的。我国现在的主力机组主要是300MW~600MW机组,煤粉锅炉一般系亚临界参数,一次中间再热,全悬吊结构、高强螺栓连接全钢构架、露天布置自然循环或控制循环煤粉炉。在锅炉尾部通常配有回转式空气预热器。循环硫化床锅炉则在锅炉本体与后烟道之间增加了高温旋风分离器。

电站锅炉的特点决定了锅炉钢结构的特点。从钢结构的柱子平面布置来看,在本体区域,围绕着炉本体左右各布置有4根主柱子,用以支撑悬吊锅炉的顶板梁,在此4根柱子两旁则分别布置有4根辅柱,它们分别与4根主柱形成稳定的结构。锅炉尾部的钢结构则根据尾部受热面的大小及空预器的结构,分别布置有两排柱子。在断面上看钢结构总是布置于“Π”空隙中,以支撑锅炉的重量。在锅炉的本体区域,两边的各8根柱子形成稳定的承重结构。锅炉尾部区域则根据尾部受热面和空预器结构特点,布置有与锅炉本体区域同样宽度的结构,从零米向上逐渐散开,就象一渐扩管一样,上部是尾部受热面,下部是本体烟道和空预器。

锅炉整体结构的稳定主要是依靠各层的垂直支撑和水平支撑形成的。所以在找正过程中要紧紧抓住这个特点进行施工,及时拧紧相应结构的螺栓形成稳定结构,才能快速、优质的完成钢结构的施工。要保证找正过程的快捷、准确,设备的到货检查尤为重要,要求对每根梁进行测量,特别是各主梁。在吊装时才能根据梁的长度确定加装调整垫板的厚度(顶紧结构)或采取其它安装处理措施。在安装过程就控制好结构的开档间距尺寸,减少高空测量柱子间距的工作量,减少因柱子间距不合格造成的返工。其次就是整体柱子垂直度的控制和对角误差的控制了,控制的方法一般为轴线递推法、框架递增法或“T”形找正法。所谓轴线递推法就是,首先选取某一轴线为基准,将此轴线上的各柱子垂直度找正,然后通过控制开档间距和对角误差为主,垂直度为辅的方法,控制下一轴线上各柱子的安装质量。框架递递增法就是先选取相邻四根柱子为基准,找正形成稳定结构后,仍然通过控制开档间距和对角误差为主,垂直度为辅的方法,再找正相邻的柱子,依次推移,完成结构的找正工作。“T”形找正法。则是先找正两条垂直轴线上各柱子的垂直度和开档,然后以此两条轴线为基准完成其余轴子的找正工作。实际工作中具体采取何种方法主要视结构的特点、设备的到货情况、安装的风格等因素灵活应用。

二、抗滑移系数的复检
现代电站锅炉钢结构通常为高强螺栓连接。电站高强螺栓的施工一般都能严格执行国家规范和行业规范。在这里不再对高强螺栓的复检及施工进行赘述,仅对2002年发布和实施的规程《钢结构施工质量验收规范(GB50205-2001)》中强制执行的条款与现行电力行业标准《电力建设施工及验收技术规范(DL/T5047-95)》中的主要不同之处及前者存在的不足之处给予指出,提醒大家在施工中引起注意,避免在施工中出现错误。

首先,在现行电力行业标准《电力建设施工及验收技术规范(DL/T5047-95)》采用的关于高强螺栓连接的标准为《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及规程(JGJ82-91)》,在此规程中,高强螺栓复检的数量为5套/批。而在2002年3月1日实施的强制执行国家标准《钢结构施工质量验收规范(GB50205-2001)》中要求抽检的高强螺栓数量为8套/批。在抽检工作中要大家注意避免发生错误。

其次,在《钢结构施工质量验收规范(GB50205-2001)》中关于磨擦面抗滑移系数复检试验中,存在着不足之处。在规程附录B.0.5条第一款中明文规定了试件的厚度“应根据钢结构工程中有代表性的板材厚度来确定,同时应考虑在磨擦面滑移之前,试件钢板的净截面始终处于弹性状态”。但在第二款试验方法中,未明确规定在试验完后检查试件的完好程度,以判定试件是否超出了弹性状态。这样,在实际操作中就造成了取样与试验的脱节,取样的人只将厂家提供的试件样品直接送到检验单位,而忽视了板材厚度对试验结果的影响,即未对试件在试验过程中是否超出弹性状态未做出判定,仅强调试验的过程,试验单位则仅按试验方法测量出结果后,未检查试件是否发生了塑性变形,就出具试验结果,不可避免的就有出具错误的报告可能性。因此建议对除对标准进行进一步的修订外,要求工程技术人员在送检前对厂家提供的试件进行净截面拉力核算,以保证得出的结果的可信。在广安电厂二期2×300MW工程#3机组锅炉钢结构的施工中,对同一种材料和加工工艺的材料进行抗滑移系数的检测时,连续对使用M24、M22、M16等三种高强螺栓的试件分别在成都建筑研究所和宝鸡桥梁厂试验室做了三次检验,其抗滑移系数的结果都不一样。最后通过计算分析才确定使用M16高强螺栓试件的结果才是正确的。而对使用M22、M24高强螺栓的试件就是因为在试验过程中材料发生了塑性变形,影响了试验结果,致使检测出结果无效。对整个工程即造成的浪费,又延误的工期。

三、标高的测量
标高的测量本是一个简单的问题。在以前的工程一般都采用水平管进行测量。由于水平管的长度可以根据需要进行调整,故在施工中,大家通常都能保证以一个点为基准,从而保证测量的准确度。随着电站锅炉容量的增大,锅炉钢结构也随之变得越来越大,柱子的数量少则40多根,多则50至60余根,加之现在对工期的要求也越来越高,大家逐渐转向操作简单、快捷的水平仪。但由于在使用水平仪的过程中,面对复杂的结构,有部份柱子不能在一个镜位测量到。这就需要进行转镜测量。在测量中,由于人员素质、质量控制管理等多方面原因,往往在实际操作中,造成多次转镜,且都不是以一个基点进行测量,甚至每次测量同一柱子转镜的基准柱号也不一样,带有很大的随机性。可能这次测量不需要转镜,而下一次测量时又需要转镜了,这就不可避免的造成累计误差,引起质量失控。故需引高度重视,加强质量管理和培训工作。

四、垂直度的测量
在过去锅炉的施工通常由于构架高仅为二三十米,所以一般都用线锤进行安装的找正工作。线锤的找正存在着速度慢、受风的影响大等诸多缺点,但由于我国工业技术的落后一直使用了很长时间。在三中全会后我国工业得到了迅速发展,特别是在近十多年来,电力工业长足的发展,线锤找正的方法已远远不能满足大型锅炉钢结构安装的需要,在施工中逐渐被淘汰。取而代之的是经纬仪的使用。这种测量方式已为现代施工企业所广泛采用。虽然其应用广泛,但仍然存在着很多问题。

由于测量方法的不正确,随着锅炉柱子高度的上升,垂直度的测量错误的问题就愈加突出。通常在大家使用经纬仪进行柱子垂直度的测量时,柱子垂直度偏差多少,其具体的量化数据都是通过估计进行测量,没有一个准确的量的测量手段。但由于在观测柱子垂直度时,观测的点到柱子根部的距离小于到柱子顶的距离,特别是随着钢结构高度的增加,此距离差会变得越来越大,由于测量长度的不一致会造成视觉误差,引起测量错误。另外在测量过程中,经纬仪不能正对柱子,而是要偏斜一个角度,有的由于设计结构所限,在进行柱子垂直度的测量时,其偏斜还比较大,这也造成的测量的误差。加之在测量时测量人员的责任心不强,往往在一个位置进行多根柱子的测量,自然其测量的偏斜就大。所以不能保证测量的准确性。看似使用的精密测量工具可以保证测量精度,但事已愿违,质量往往得不到可靠的保证。

解决的办法是在柱子适当高度的测量位置处,在柱子中心线两侧用红白油漆标记出10(或5)毫米的间格,这样就可以准确的估读出柱子垂直度的偏差值,虽然也存在估读的现象,但因为其估读是在同等条件下进行的,且有了10(或5)毫米的间格做为标尺,其估读的准确性已远远能能满足规范的要求,这样就能准确的反映出柱子垂直度的实际情况,确保了工程的质量。

五、吊装方法的改变和优化
由于锅炉钢结构连接结构由传统的焊接结构改为了高强螺栓连接,施工的方法也随之发生了巨大的改变。传统的焊接结构由于其焊接引起的变形大,但焊接接头的强度高,为确保其安装质量,一般都利用其强度高的特点,采取场面组合,然后再安装的形式。但随着机组的容量的增加,锅炉的高度变得越来越高,柱子在地面组合好后再进行安装,由于其长度长,重量大,加固量大等特点,给安装带来了极大难度,甚至根本无法安装。如采用分段安装,则因其在空中焊接时,对焊接变形的控制十分困难。随着高强度螺栓连接结构的采用,安装发生了质的改变。

对高强螺栓连接的结构,对结构构件制造的要求较高,特别是为保证现场的正常施工秩序,要求螺栓的对孔率不能低。而高强度螺栓连接的接头通常强度没有焊接接头高,且具有方向性。如在地面组合后吊装,反而容易造成对接头的损坏。而它特别适合于散件安装。其安装速度快,对吊装机具的要求低,质量易保证的特点而迅速成为锅炉炉架的主要首选。这也引来了锅炉钢架安装方法的改变,由组合安装为主转为了以散件吊装为主的安装方法。

采用散件安装,最大的问题就是安装速度慢。所有构件都需一吊一吊的进行安装,没有了组合的优势,高空施工增加,施工难度增大。如何提高安装速度,提高施工的安全性呢?这就是一个值得探讨的课题。经过多年的探索,主要有以下几种方法。

首先,在锅炉钢架基础的处理上进行改进。改变过去打麻面,设置垫铁的传统方法,采取预埋足够长度的地脚螺栓,通过在地脚螺栓上安装支撑螺母的方法,支撑柱子的底板,在第一层钢结构安装结束进行验收后,立即进行二次灌浆工作。这样可以大大减少麻面处理的劳动强度和提高安装精度。缩短了安装周期,又节约了垫铁材料。另一种方法是在没有地脚螺栓的情况下,使用高强度的灌浆料在钢架柱子底板下的浇筑几个小垫块,再在垫块上安装柱子,用高强度的垫块取代垫铁施工,也可以达到相同的效果。

其次是在吊装过程中尽量减少吊车来回的回转和吊钩上下移动时间,具体的方法的采取一钩吊多构件的方法。一旦柱子吊装安装完毕后,在吊梁过程中,将根据结构的特点,将上下梁或周围的梁串吊在一钩上,一钩少则吊二三根梁,多则可以吊五六根梁,甚至七八根梁。这样可以大大减少吊车来回转车和吊钩上下移动的时间。但这要求施工人员熟悉图纸,熟悉结构,设备的清点及检查工作要求高,吊装的技术水平含量高。它可以大大提高吊装速度,达到事半功倍的效果。

再次就是及时进行平台扶梯的安装工作,为安装创造良好的施工条件,做好安全防护工作,提高工作效率。锅炉钢结构施工是锅炉安装中最危险的工作,几十米高的构架空空旷旷,几百甚至几十毫米宽的梁你不得不走;如没有平台扶梯,单从零米爬直爬梯上几十米的高空,就不是一件容易的事。除正常的吊装工作外,还要面对烈日和风雨的洗礼。钢架安装工作既危险又辛苦。所以安全工作必须到位。除施工中使用的安全绳、网、帽等外,最好的防护就是锅炉设计的平台扶梯。如施工的平台扶梯未形成,则施工人员每天面对的就是几十米高的垂直爬梯和单根的梁,不论是施工还是在休息,作业人员都处于紧张的环境中。一旦形成平台扶梯就能大大改善施工环境,降低施工的危险等级,对后来的施工起到了促进和加速作用。所以平台扶梯与结构同步进行,看似多用时间,实则随着锅炉钢架安装高度的增加愈加显现出平台扶梯的作用。




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