形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,技術理論,工藝流程,操作要點,勞動組織,材料設備,質量控制,質量標準,質量保證,安全措施,環保措施,效益分析,工程實例,榮譽表彰,
形成原因
煙囪施工是電廠土建總工期和安全、質量的關鍵。2012年前,中國電廠煙囪主要採用鋼筋混凝土筒身、磚砌內襯為主的設計,從長期使用效果看,普遍存在筒身混凝土裂縫及內襯砌築質量不良等問題,影響煙囪的使用壽命。根據以上情況,從20世紀80年代末開始,電廠煙囪設計與施工開始研究套用以鋼筋混凝土外筒抗風抗震、內筒為鋼筒進行排煙、耐腐蝕的設計。
相關的火力發電廠的煙氣處理方法多為濕法脫硫,而且不設煙氣加熱系統(GGH),脫硫後的煙氣水分含量高、濕度大、溫度低、煙氣處於全結露現象。煙氣中水氣結露後形成的具腐蝕性水液主要依附於煙囪內筒內側壁流下來至專設的排液口排到脫硫系統的廢液池中。脫硫處理後的煙氣一般還含有氟化氫和氯化物等強腐蝕性物質,煙囪處於腐蝕強度高、滲透性強且較難防範的低溫高濕稀酸型腐蝕環境,致使煙囪的運行條件更為惡劣。
大型火力發電廠煙囪鋼內筒防腐設計趨向於採用鈦鋼複合板,而鈦鋼複合板價格昂貴,因此採用鋼內筒變徑設計,降低工程造價和酸液對內筒壁的腐蝕。
工法特點
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》具有如下6個方面的工法特點:
(1)《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》相對於傳統的頂升法(氣頂、液壓外頂升、液壓內頂升)而言,適用於所有形式鋼內筒的安裝。
(2)該工法相對於傳統的頂升法,無明顯的安全隱患,原理簡單,操作簡便,安全可靠性高。
(3)該工法針對變徑鋼內筒的結構形式,設計出兩套吊耳,利用小吊耳吊裝變徑段及其以上部分,利用大吊耳吊裝其餘部分。
(4)該工法克服了頂升法中鋼內筒與煙道接口處的孔洞不能提前預留的缺點,減少了後續高空作業的安全風險。
(5)該工法克服了頂升法中鋼內筒不能提前組合成筒體的缺點,減少了在煙囪內部的工作量,縮短了工期。
(6)該工法克服了頂升法中內筒與煙道接口處導流板不能提前安裝的缺點,減少了後續高空作業的安全風險。
操作原理
適用範圍
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》適用於電廠的煙囪鋼內筒安裝,並且具有良好的移植性,對所有形式的鋼內筒(自立式、懸掛式、等徑式、變徑式)都適用,尤其對複雜的懸掛式和變徑式優勢明顯。
技術理論
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》的工藝原理為:鋼索式液壓提升裝置以液壓油為動力,推動液壓缸活塞往復運動,使與活塞上端相接的上卡緊機構和與缸體下部連線的下卡緊機構之間進行荷載轉換,從而提升(或下降)重物。液壓缸活塞往復運動,通過鋼絞線傳遞給吊耳,再通過吊耳傳遞給內筒筒身,從而實現內筒的整體提升或下降。
工藝流程
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》施工工藝流程圖見圖1。
操作要點
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》有施工準備、安裝液壓提升裝置、安裝8米內筒、安裝小吊耳、穿鋼絞線、提升並安裝內筒直至變徑段結束、液壓提升裝置卸載、安裝大吊耳、重穿鋼絞線、提升並安裝內筒直至到頂、落下內筒並調整位置、固定鋼內筒、液壓提升裝置卸載、拆除液壓提升裝置/鋼絞線/吊耳共14項操作要點。
1、施工準備
(1)承重平台設計:如鋼內筒為懸掛式結構,則煙囪內各層平台必有一層為承重平台,可將此層平台作為液壓提升裝置的安裝平台;如鋼內筒為自立式結構,則應與設計單位及時溝通,將煙囪頂部第一層或第二層(從上往下數)設計為承重平台。
(2)鋼內筒預製:如鋼內筒直徑大於煙囪0米門洞寬度,則內筒在加工場分片卷圓後(一般情況三等分),運至煙囪內組合安裝。如鋼內筒直徑小於煙囪0米門洞寬度,則內筒在加工場製作成高度4米的標準筒體,以及其他高度的非標準筒體,運至煙囪內直接安裝,見圖2.1。
(3)液壓提升裝置調試:鋼內筒安裝一般採用4套液壓提升裝置,液壓提升裝置在安裝前,應先在地面進行調試,主要檢查液壓提升裝置同步狀況、泵站交流接觸器,電磁閥等接觸器開閉合狀況是否靈敏、計算機控制系統是否完好、提升裝置做空缸上升或下降同時卡爪開閉合是否靈敏等。
(4)吊耳設計、製作:根據吊耳的承重量進行吊耳的設計與製作,吊耳開孔穿鋼絞線位置應與液壓缸穿鋼絞線位置在同一鉛垂線上,以保證鋼內筒在提升過程當中,鋼絞線儘量保持垂直。
(5)吊耳的安裝位置:鋼內筒在整個提升過程當中一般只更換一次吊點,因此根據煙囪內各層鋼平台的標高和內筒的實際情況,確定吊耳的安裝位置,以保證小吊耳和大吊耳在拆除時位於鋼平台上方4米範圍內,以確保吊耳能夠順利拆除。大吊耳在拆除位置應距液壓缸至少10米以上距離,以消除由於吊耳安裝位置偏差導致鋼絞線不垂直對液壓缸的影響。
2、安裝液壓提升裝置(見圖2.2) (1)利用卷揚機將液壓提升裝置的油缸和泵站吊裝到承重平台就位,按照設備說明書進行固定,並安裝相應的油管路和電氣控制部分。
(2)泵站與液壓缸間採用橡膠軟管連線,連線時,須注意一台泵站應與一組液壓缸相連,且液壓泵站集成塊上的符號應與液壓缸上的符號一一對應,不允許接錯。
(3)各橡膠軟管連線時,快換接頭處必須用煤油清洗乾淨,以免將灰塵、雜質帶入系統,影響正常工作。各泵站要求安放平穩,不得傾斜,工作時不允許發生劇烈振動。
(4)在油缸周邊安裝鋼絞線導向架,以保證在鋼內筒提升過程當中,液壓缸上方吐出的鋼絞線在1.5米範圍內始終保持垂直,然後才能彎曲。彎曲的曲率半徑要大於1.5米。同時導向架要有足夠的強度、剛度,足以承受吐出的全部鋼絞線的重量,並且要使鋼絞線在導向架上能保持滾動摩擦,以減少阻力。
3、安裝8米內筒
(1)內筒的安裝步驟為:內筒運輸→內筒對口→焊接→焊縫無損檢測→焊縫補漆→內筒提升→下一節內筒對口。
(2)將整體組合的筒體或者分片卷圓的圓弧板運輸進煙囪內,利用鏈條葫蘆配合,進行內筒的對口。
(3)對於鈦鋼複合板鋼內筒,則內筒內壁鈦板採用鎢極氬弧焊,內筒外側普板採用CO2氣體保護焊。對於耐酸鋼內筒、普通板鋼內筒可採用CO2氣體保護焊和手工電弧焊。
(4)對於鈦鋼複合板鋼內筒,則內筒內側鈦板採用著色檢驗,內筒外側普板採用超音波檢驗。對於耐酸鋼內筒、普通板鋼內筒均採用超音波檢驗。
4、安裝小吊耳(見圖2.3) (1)將製作好的小吊耳安裝在鋼內筒壁板上,焊接牢固。
(2)吊耳安裝時,應注意安裝精度,吊耳應均勻分布,吊耳開孔穿鋼絞線位置應與液壓缸穿鋼絞線位置在同一鉛垂線上,以保證吊耳能夠均勻受力。
5、穿鋼絞線
(1)根據液壓提升裝置說明書確定鋼絞線規格和數量,根據液壓提升裝置安裝高度確定每根鋼絞線的長度,鋼絞線計算長度為液壓千斤頂提升重物吊點下錨頭到千斤頂上方鋼絞線導向架1米的距離。
(2)鋼絞線在配置時,檢查其外形尺寸、表面,應無嚴重鏽蝕,鋼絞線在自然狀態下有彎折存在時禁止使用,左捻向和右捻向各半。
(3)當實際吊裝工況負荷較小時,鋼絞線的數量可以減少,但必須在對應位置同時減少,以使液壓缸不承受偏心力矩。
(4)在液壓千斤頂下方搭好載人的腳手架,鋼絞線從液壓千斤頂底部往上穿(穿鋼索前先將上下卡爪打開)。鋼絞線依左右捻向間隔一一穿入。每穿進一根,在上方用上錨頭的卡爪鎖死,以防止發生鋼絞線自由落地的事故。鋼絞線全部穿好後,將上下卡爪放下。穿進千斤頂的鋼絞線探出鋼索導向架的長度以400毫米為宜,且應儘可能均勻。
(5)穿好鋼絞線後,將鋼絞線梳導板預留牽引繩子,做好防止扭動措施,先臨時固定在液壓千斤頂的下方。
(6)穿入下錨頭的鋼絞線一定要十分仔細地檢查,使每根鋼絞線在液壓缸上的位置與下錨座孔位一一對應。鋼絞線不準錯位,不準中間交叉,不準扭轉。在穿入下錨頭時先必須把預先準備的鋼絞線梳導板,用繩子慢慢牽引梳理,此時,要嚴防梳導板打轉。梳導到下方,鋼絞線梳導板的孔位與下卡座孔位對準後,方可將鋼絞線一一穿入下錨頭錐孔的卡爪中。
(7)每個錨頭穿完後,必須立即與吊裝件定位,防止下錨頭再次打轉。當試運行時,內筒離地後,要暫時懸停,再次擰緊下錨頭的壓板以保全全。
6、提升並安裝內筒直至變徑段結束
(1)鋼內筒的安裝,見步驟3。
(2)各吊點的液壓千斤頂和液壓泵站的布置,以電氣控制台為中心,按吊點編號順序排列就位,液壓千斤頂與下錨頭吊點的編號應一致,以便統一指揮和操作。
(3)在鋼內筒提升過程中,安裝人員應時刻注意鋼內筒的垂直度,泵站的監護人員要注意工作壓力的變化,避免各個油缸受力不均。
(4)在鋼內筒提升過程中,一般為四缸同時同步提升。如有不同步現象,可以通過單缸單獨提升或兩缸單獨提升來調整鋼內筒的垂直度。調整好後,繼續採用四缸同時同步提升。
(5)在鋼內筒提升過程中,應安排專人監護吊耳情況,特別在吊耳穿過各層平台時,必須確保吊耳與平台鋼樑不能相碰。
7、落下內筒至0米,液壓提升裝置卸載
(1)液壓提升裝置做“帶負荷下降”動作,鋼內筒落下直至0米,用墊鐵將內筒與基礎之間墊平墊實。
(2)液壓提升裝置各液壓缸完全卸載,鋼內筒保持自立。
8、安裝大吊耳(見圖2.4) (1)將製作好的大吊耳安裝在鋼內筒壁板上,固定牢固。
(2)吊耳安裝時,應注意安裝精度,吊耳應均布,吊耳開孔穿鋼絞線位置應與液壓缸穿鋼絞線位置在同一鉛垂線上,以保證吊耳能夠均勻受力。
9、重穿鋼絞線
(1)將小吊耳與內筒壁之間的焊縫割除,使小吊耳呈自由狀態,液壓提升裝置做“帶負荷下降”動作,直至小吊耳落至0米。
(2)從小吊耳上逐一拆除鋼絞線並穿至大吊耳上,保持一一對應關係,以防止鋼絞線錯位、交叉、扭轉。
10、提升並安裝內筒直至到頂
(1)鋼內筒的安裝步驟見步驟3,提升過程見步驟6。
(2)在安裝最後一節鋼內筒時,應根據煙道口的實際標高來確定最後一節鋼內筒的高度,以確保鋼內筒安裝結束後,煙道口的標高誤差在允許範圍之內。
11、落下內筒並調整位置(見圖2.5) (1)液壓提升裝置做“帶負荷下降”動作,鋼內筒落下直至0米支座環上,將底部螺栓穿好。
(2)用鏈條葫蘆對筒體做適當調整,以保證煙道口中心的偏差在允許範圍之內。
(3)用墊鐵將內筒與基礎之間墊平墊實。
12、固定鋼內筒
(1)如內筒是懸掛式結構,則安裝支撐結構並焊接牢固。
(2)內筒與支座環焊接,並緊固底部螺栓。
13、液壓提升裝置卸載
(1)液壓缸完全卸載,內筒保持自立或懸掛。
(2)如內筒設計有伸縮節,則將伸縮節位置內筒筒體割除,安裝伸縮節。
14、拆除液壓提升裝置、鋼絞線、吊耳
(1)將大吊耳與內筒壁之間的焊縫割除,臨時放置在鋼平台上,拆除下錨頭鋼絞線,利用卷樣機將大吊耳分段吊至0米。
(2)用鏈條葫蘆將液壓缸上方吐出的鋼絞線下垂段拉起,然後打開鋼絞線卡爪,用卷揚機逐一抽出鋼絞線並放置地面,並利用絞盤將鋼絞線成卷捆綁。
(3)液壓提升裝裝置切斷電源,拆卸電氣控制電纜、油管和電源線,吊運液壓千斤頂、液壓泵站、電氣控制台,卸上下錨頭,收整好專用工具。
(4)橡膠軟管拆除後,應戴上各自的接頭蓋,並在接頭外部包好塑膠袋,以免雜物進入接頭。
(5)全部高壓油管及控制電纜用軸架卷繞。液壓泵站、液壓千斤頂等零部件擦淨,電氣控制台拆卸後再裝箱。
勞動組織
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》的勞動力組織情況見表1。
序號 | 崗位 | 人數 | 職責 |
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註:表中人員為一檔作業時的人數,如採取兩檔輪流作業,則作業人數應加倍。 |
材料設備
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》主要採用的機具設備見表2。
質量控制
質量標準
1、《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》鋼內筒安裝施工質量執行《電力建設施工質量驗收及評定規程第1部分:土建工程》(DL/T 5210.1—2005)。
2、具體要求:
(1)鋼內筒筒身分段安裝,見表3。
類別 | 序號 | 檢驗項目 | 質量標準 | 單位 | 檢驗方法與器具 |
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| | | 應符合設計要求和有關標準規定,無因運輸、堆放和吊裝等造成變形及塗層脫落(或已矯正和修補) | | |
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(2)鋼內筒筒身整體安裝,見表4。
類別 | 序號 | 檢驗項目 | 質量標準 | 單位 | 檢驗方法與器具 |
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| | 不應有明顯凹陷、損傷,劃痕小於0.5毫米;爬梯牢固,欄桿橫平豎直,不得歪斜變形 | | |
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質量保證
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》需採取以下4項質量保證措施:
(1)工程質量實行內部三級控制制度,明確各級質檢人員的職責,各級部門的負責人同時是質量第一責任人。
(2)對原材料進貨進行認真檢查和復檢,確保使用在工程中材料符合設計要求。
(3)在安裝最後一節鋼內筒時,應根據煙道口的實際標高來確定最後一節鋼內筒的高度,以確保鋼內筒安裝結束後,煙道口的標高誤差在允許範圍之內。用鏈條葫蘆對筒體做適當調整,以保證煙道口中心的偏差在允許範圍之內。
(4)為確保焊縫質量,採用坡口分層焊接,6個焊工對稱布置同步焊接,每焊完一層後,經檢查確認無缺陷後,再焊下一層。
安全措施
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》需採取以下12項安全措施:
(1)認真貫徹“安全第一,預防為主”的方針,根據國家有關規定、條例,結合施工單位實際情況和工程的具體特點,組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負責人參加的安全生產管理網路,執行安全生產責任制,明確各級人員的職責,抓好工程的安全生產。
(2)施工現場按符合防火、防風、防觸電等安全規定及安全施工要求進行布置,並完善布置各種安全標識。
(3)各類房屋、庫房、料場等的消防安全距離做到符合公安部門的規定,油漆存放於專用危險品庫;嚴格做到不在保溫棉堆放區、油漆堆放區、料庫等處吸菸;隨時清除現場的易燃雜物;不在有火種的場所或其近旁堆放生產物資。
(4)氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放,嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂、乙炔發生器有防止回火的安全裝置。
(6)電纜線路應採用“
三相五線”接線方式,電氣設備和電氣線路必須絕緣良好。
(7)配電櫃、配電箱前要有絕緣墊,並安裝漏電保護裝置。
(8)建立完善的施工安全保證體系,加強施工作業中的安全檢查,確保作業標準化、規範化。
(9)作業區內的電源線、油管等,應保護不能阻礙通行和碰撞,內筒提升空間不能有任何障礙物。
(10)液壓提升裝置的承載機構具有可靠的自鎖性能,如果施工吊裝時電源中斷、天氣突變無法繼續工作時,該裝置可以承載懸停(負荷轉化到下承載機構上),但懸停時間儘可能短,否則有損卡爪壽命。
(11)為確保施工作業安全可靠,全套裝置關鍵部件應準備備件,一旦發生故障,以便隨時進行檢修和更換。
(12)在鋼內筒提升過程中,按照設備說明書要求,對液壓提升裝置進行維護和保養。
環保措施
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》需採取以下5項環保措施:
(1)成立對應的施工環境衛生管理機構,在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章,加強對工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、棄渣的控制和治理,遵守有關防火及廢棄物處理的規章制度,隨時接受相關單位的監督檢查。
(2)材料堆放要整齊平穩,不得堵塞通道。施工管理員根據工作量的大小來核定領取材料的數量,做到當天領的料當天用完。
(3)各種施工垃圾、廢料應堆放在指定場所。現場執行“誰乾誰清、隨做隨清”制度,達到“一日一清、一日一淨”。
(4)機械設備使用前進行檢查維修,避免其內部油污泄漏造成污染。
(5)含油棉紗棉布、油手套在施工完畢後按危險廢棄物如數收回材料庫。
效益分析
(1)《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》與其他作業方法相比,鋼內筒製作可實行工廠化生產、現場拼接安裝。液壓提升裝置、鋼絞線、油缸承重梁以及吊耳可多次周轉,使用壽命長,綜合經濟效益好。
(2)採用《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》與其他作業法相比較,具有原理簡單、操作簡便、安全可靠性高、適用範圍廣等特點,特別是針對煙囪鋼內筒設計的多元化發展,該工法具有明顯的推廣價值和發展潛力。
工程實例
《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》在包括但不限於以下3個工程實例中套用成功:
(1)工程概況:該工程煙囪鋼內筒為
中南電力設計院設計,鋼內筒採取自立變徑式結構,內筒材質為鈦鋼複合板,鋼內筒高240米,鋼內筒總重量約1100噸。
(2)施工情況:該工程使用4台350噸液壓提升裝置(TX-350-J),內筒施工2010年5月順利到頂,整個施工過程質量穩定,未發生任何安全事故。
(1)工程概況:該工程煙囪鋼內筒為中南電力設計院設計,鋼內筒採取懸掛變徑式結構,內筒材質為鈦鋼複合板,鋼內筒高240米,鋼內筒總重量約900噸。
(2)施工情況:該工程使用4台350噸液壓提升裝置(TX-350-J),內筒施工2011年12月順利到頂,整個施工過程質量穩定,未發生任何安全事故。
(1)工程概況:該工程煙囪鋼內筒為
西北電力設計院設計,鋼內筒採取懸掛變徑式結構,內筒材質為鈦鋼複合板,鋼內筒高240米,鋼內筒總重量約600噸。
(2)施工情況:該工程使用4台200噸液壓提升裝置(GYT-200),內筒施工2010年3月順利到頂,整個施工過程質量穩定,未發生任何安全事故。
榮譽表彰
2012年8月,
中國電力建設企業協會發布《關於批准2012年度中國電力建設工法的通知》,以中電建協[2012]57號檔案公布,《變徑煙囪鋼內筒安裝施工工法》被批准為2012年度中國電力建設工法。