9F级燃机余热锅炉模块吊装技术探讨

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1、9F级燃机余热锅炉模块吊装技术探讨邬澍文浙江省电力建设有限公司 浙江省宁波市 315010 摘要：简介了浙江半山天然气发电工程9F级燃机余热锅炉的概况。讲述了9F级余热锅炉吊装前的准备工作，并对基于利用多台吊机配合、翻身架和液压提升装置吊装的3种方案的优劣性和经济性进行了分析、比较，为其它工程根据自身的情况选择合适的方案提供参考。关键词：天然气发电 9F级燃机 余热锅炉 HRSG 模块吊装HRSG Model of 9F Stage Gas Turbine Lifting Technology AnalysisWu ShuwenZhejiang Electric Power Construct

2、ion Corporation, Ltd 315010Abstract: This paper introduce the profile of HRSG of 9F Stage Gas Turbine in Banshan Natural Gas Power Plant Project and preparing item before the lifting. According to the comparing of the 3 lifting methods such as: multiple cranes method, lifting structure method and hy

3、draulic lifting machine method, we can analysis their merits, inferiors and cost in order to select appropriate method.引言燃气-蒸汽联合循环电厂具有环保、调峰性能好、热效率高等优点，发展这类电厂对于缩小我国冬、夏季峰谷用电量的偏差、降低发电厂SO2的排放量等具有重要意义。目前，我国有许多利用西气东输工程或东海气田开发工程的天然气的9F级燃气-蒸汽联合循环电厂正在建设，如：浙江的半山、余姚，江苏的望亭、张家港，以及广东惠州等，另有宁波的LNG正在规划当中。半山天然气发电工程1号

4、机组作为国内首台9F级燃气-蒸汽联合循环机组，在安装过程中碰到和解决了许多问题。本文将对9F级燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉模块的吊装技术及其要点作一个简单介绍。1. 工程简介半山天然气发电工程项目为中国国家“西气东输”工程的配套下游项目，建设3套400 MW级的高效单轴燃气-蒸汽联合循环发电机组。每套机组包括1台250 MW级的燃气轮机、1台150 MW级的蒸汽轮机、1台350MW级发电机和1台无补燃三压再热型余热锅炉及其辅助设备。其中余热锅炉为杭州锅炉厂生产的NG-901FA-R型卧式、三压、无补燃、自然循环余热锅炉，与GE公司生产的PG9351(FA)型燃气轮机相配套。采用单排框架结构，

5、全悬吊形式，受热面顺列布置，传热元件采用开齿螺旋鳍片管，模块式供货，锅炉为正压运行，按烟气流向将受热面分为6个模块，每个模块分为左、中、右3部分。2. 吊装方案由于各受热面模块除了连通管外其余均在制造厂内拼装完毕，因车间组装程度相当高，同时也造成单个模块起吊质量大、尺寸大，并且由于模块中间无刚性支撑，模块绕性较大。因此，虽然在吊装前增加了临时支撑，但吊装时仍应对模块变形予以特别关注，以防模块受到永久性损伤。模块最重件吊装质量约184 吨，尺寸最大件为2980341022573，因此须在吊装难度较大，在吊装前需要仔细考虑吊装安全和模块保护等问题。另外，锅炉为简单轻型钢架，梁柱和护板结合为一体、带

6、有内保温的墙板结构，钢架和护板既作为承受所有受热面模块、锅筒等部件的吊挂和支撑，又是燃机排气和受热面热交换的气密封的烟气通道。由于钢架没有水平支撑和垂直支撑，框架的稳定性由外护板来保证。 A侧，由于模块吊装的需要，外护板需要缓装，因此在吊装前须充分考虑框架的稳定性，为此框架要用临时支撑加固。2.1 吊装前准备工作2.1.1 锅炉钢结构 钢架找正经验收合格，二次灌浆已完成，并达到设计强度要求，将所有的钢结构的地脚螺栓紧固。B侧护板外已完成全部安装、焊接，B侧柱每个模块的柱子之间按一定间隔分4层用20号槽钢加固。2.1.2 烟囱 30 m以下及出口烟道已完成，出口烟道至少1个柱间的所有钢架护板已完

7、善；2.1.3 钢结构划线 找出各顶梁的几何中心线并作为横向中心线和锅炉纵向中心线，以中心线为基准，划出模块各管束的安装中心线。根据各模块分图，在顶梁上划出各模块框架搁置位置及搁置中心线。检查该部位要平整度及相对标高，要求相对标高偏差在2 mm范围内，对局部高点毛剌进行打磨。2.1.4 各模块管束尺寸复测，划线：按各模块分图，以管束上升管中心为基准在管束上护板上划出管束中心线，以该管束中心线为基准，按图纸尺寸在管束框架上划出框架就位中心线。复测框架各项尺寸。2.1.5 检查钢架的临时支撑是否完善（钢架7A-8A间侧临时支撑除外）2.2 模块吊装受热面模块的支撑框架的就位标高为2,6200 mm

8、，吊装时由吊机直接起吊后搁置在顶梁上。每个模块共分左、中、右3块。2.2.1 吊装方案一利用4台吊机配合模块吊装施工步骤将装有模块的平板车倒入2台履带吊之间，利用钢支墩将模块卸车。将400 t履带吊钢丝绳挂在模块头部的吊耳上，将150 t履带吊与175 t汽车吊的钢丝绳挂在翻身架的2只吊耳上。同时指挥3台吊机吊起模块，离地约5 m后停止，慢慢起升400 t履带吊，使模块慢慢翻身。在翻身过程中应注意始终保持模块悬空，如高度不够则应同时起升150 t履带吊与175 t汽车吊。当模块翻转到7080状态后，利用100 t履带吊挂住翻身架另一侧，以防翻身架因重心偏转而发生翻转，冲击模块管排。当模块翻转到

9、垂直状态后，利用150 t履带吊或175 t汽车吊将翻身架拆除。模块垂直起吊后，拆除管束间所有的临时加垫。先拆除底部的支撑梁，然后150 t、175 t、100 t吊机配合将防震支架垂直缓慢脱下。慢慢回转400 t吊机，将模块回转到吊机正前方，起升吊机吊钩，直至模块支座梁超过炉架高度26.2 m。连同模块，将400t吊机慢慢向炉架方向移动，直到整个模块进入炉膛，慢慢放下吊机扒杆，至就位位置后松下钢丝绳，初步找正后使模块就位。模块找正：模块初找正就位后，核对模块中心线与钢结构顶梁已划好的模块就位中心线，采用千斤顶等工具将模块调整至安装位置后，复测模块安装要求的各项技术要求后，完成搁置梁与顶梁的焊

10、缝模块。注意事项：每一起吊架在模块底部的缆索均为2组；为防止下集箱受到损坏，在下集箱和起吊缆索间必须加上“软化垫”；模块吊耳、起吊梁与起吊缆绳的夹角不得大于6；临时固定架的质量，约25 t，最重件设备的质量约159 t，吊装质量约184 t。吊装过程具体情况可参考附图1。2.2.2 吊装方案二利用翻身架起吊2.2.2.1 吊装过程要点 将装有模块的平板车倒入2台履带吊之间，利用钢支墩将模块卸车。 将150t履带吊钢丝绳挂在模块头部的吊耳上，将400 t履带吊的钢丝绳挂在厂家提供的翻身架的2只吊耳上。 同时指挥2台吊机吊起模块，将模块放置在起吊专用翻身架上，在翻身架的支撑梁位置对应地加入木板以保

11、护管束。 拆除吊装钢丝绳和厂家提供的翻身架，将400 t履带吊钢丝绳重新挂在模块头部的吊耳上，将150 t履带吊的钢丝绳挂在新制作的翻身架的吊耳上。 慢慢起升400 t履带吊，使模块带着翻身架慢慢翻身，在翻身过程中翻身架的另一端应始终支撑在地面上，同时150 t履带吊也跟着慢慢起升，起升过程可不带任何负荷，但应注意不能与400 t履带吊相碰。 当模块翻转到接近垂直后，用150 t履带吊拎住翻身架，拆除连接翻身架与模块连接的销子，随后用150 t履带吊将专用翻身架吊开。模块起吊至垂直状态后，拆除管束间保护木板。 慢慢回转400 t吊机，将模块回转到吊机正前方，挂好吊机的超级配重，起升吊机吊钩，直

12、至模块支座梁超过炉架高度26.2m。 慢慢放下400 t吊机扒杆，直到整个模块进入炉膛，至就位位置后松下钢丝绳，初步找正后使模块就位。2.2.2.2 吊装及吊装架制作注意事项(1) 起吊时支撑重物的地面不宜过硬，以免翻身架打滑。(2) 土质地面不宜过于松软，以免地面下陷，造成重物临空，而使吊机超负荷。(3) 可在翻身架下部主梁间加焊与腹板尺寸相当的厚壁管，同时在下凹地面上加铺薄木板，使地面负荷分配均匀，这样可防止地面过度下陷和翻身架打滑。翻身架2根主梁下部应加工成与管子直径相当的圆弧。(4) 吊装架下部易增加一个三角架止晃装置，以防翻身过程中大幅晃动的危险。(5) 可建议厂家提供框架形包装架，

13、并在翻身架左右两侧加装活动卡块。这样模块卸车可利用扁担梁，包装架上部结构在起吊前移除，下部由卡块卡位随模块一同翻身，待起吊完成后移除。这样吊装速度虽有所降低，但吊装过程的安全性大幅提高。吊装过程的具体情况可参考附图2。2.2.2.3 模块翻身架主梁强度计算模块翻身架主梁结构如下图所示，由计算可得抗弯摸量W=16,681.6 cm3,材料为Q345，其许用应力为2,100 kg/ cm2。翻身架总重为36 t，按最重的模块3（159 t）计算，单根主梁承受的载荷为（159+36）/2=97.5 t，单根大梁的自重按均匀分布载荷考虑，大梁计算长度为24m，因此均匀分布载荷q=181000/（241

14、00）=7.5 t/cm该大梁在跨中7个位置的集中载荷为11.4t，其跨中的弯矩为M1因此，最大弯矩为M=ql2/8+M1=5.4106 +27.48106=32.88106.=3485.28 kg.cm该位置的应力为=M/W=1971 kg/cm2 =2,100 kg/cm2。说明该梁抗弯强度满足要求。2.2.3 吊装方案三：利用液压提升装置起吊(1) 按质量最大模块及起吊支撑件，计算液压提升装置起吊用支撑结构的强度。(2) 支撑结构上部设导轨，用于液压提升装置移动小车的移动。(3) 可在支撑架下部安装小跑车和导轨，用于支撑架的来回移动。(4) 吊装期间，支撑架与锅炉立柱间应加焊固定支撑，同

15、时在各方向应有相应的揽风固定。(5) 吊装时应有方案二相似的翻身架，以防模块在吊装时变形。(6) 起吊过程中，在模块的底部应有1台150 t吊机加配合，保证模块均匀立直。3. 各方案优缺点浅析方案一的优点：当各台吊机配合熟练后，起吊速度较快，起重工人工投入也较少。方案一的缺点：吊机投入多，经济性差；4台吊机间的工作配合相当复杂；厂家包装架对模块的刚性支撑差，吊装过程中模块挠性变形较大，对模块的设备安全和吊装安装不利。方案二的优点：吊机投用量少，起吊工作配合简单；模块和吊装架组合刚性大，有利于设备和吊装安全。方案二的缺点：起重工投入多，中间翻身架拆除工作量大，吊装速度较慢，翻身架制作费用也较高；

16、翻身架上的吊装吊耳在实际吊装时销子不易拆除，多采用火焰切割的方法，为一次性使用，不经济。方案三的优点：起吊过程稳定，吊机投用量最少。方案三的缺点：安装液压提升装置的重物移动器移动时容易被卡涩；导轨、支撑架和翻身架制作费用高，吊装速度最慢，起吊时起重工投入甚至可能较方案二大；临时吊装结构的强度和刚度等计算工作量非常大。因此，在选择方案时应同时考虑设备的交货进度、吊机的投用能力、工程的安装进度、起吊场地的大小、起重工的人工、方案的可靠性及经济性等因素。如果同类工程较多，方案二的经济可以得到体现，而且吊装时对设备保护好，吊装过程简单、安全，是吊装同类设备的首选方案。如果吊装场地较小，可考虑方案三，但须加强吊装临时结构的强度和刚度等计算。附图1 方案一吊装过程照片附图2方案二吊装过程照片作者简介：作者简介：邬澍文（1974），男，浙江宁波人，工程师，工学学士，浙江大学MBA硕士，长期从事电力工程建设管理工作通讯方式：手机13567422541 邮：宁波市文昌街2号浙江省电力建设有限公司1214房 陈佩玲转 3150105