印度项目汽包倾斜吊装及水平滑移技术研究.docx
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印度项目汽包倾斜吊装及水平滑移技术研究
印度项目汽包倾斜吊装及水平滑移方案研究
乔纯康、李强
深圳山东核电公司印度项目部
摘要:
结合印度项目实际,对汽包倾斜起吊方案进行论证和受力分析,并组织实施。
与液压提升方案进行了比较,并提出技术革新点。
关键词:
印度,汽包,倾斜起吊,重心偏移,受力分析,水平滑移,技术革新
1引言:
印度兰吉加尔项目是深圳山东核电公司开拓国际市场的首次尝试,项目位于印度奥瑞萨邦卡拉罕地地区,是印度最贫困、条件最差的地区之一,施工资源匮乏,交通不便。
面对项目执行过程诸多的困难和风险,项目部科学管理,认真策划,迎难而上,保证了项目进展平稳顺利,并涌现出很多优秀的专业技术人才。
2印度项目汽包吊装所面临的问题:
2.1考虑到印度分包商能力有限且当地施工资源匮乏,钢结构吊装初期,施工处就要求分包商尽快确定吊装方案,购置吊装用具。
但是,直到大板梁吊装前20天,他们依然没有拿出切实可行的方案,最后分包商提出雇佣专门的汽包吊装队伍采用液压提升法吊装汽包,但印度境内确定吊装分包商、分包商人员和机具到场的周期要1个月,到场后安装和调试机具需要10天,吊装时间2天。
即顺利情况下也需要近一个半月时间才能完成汽包吊装工作。
2.2由于业主移交场地推迟近3个月,总体工期延期,业主高层对里程碑工期格外关注,多次开会要求我方能够在大板梁吊装完成后的一周内完成汽包吊装,给我方施加了巨大的压力。
2.3我方现场没有足够的机械、材料、工具。
3应对措施:
针对上述不利因素,锅炉施工处在项目部领导黄总、刘经理的大力支持下,及时调整思路,果断决定放弃分包商吊装方案,由施工处组织技术力量论证后制定切实可行的新方案;同时与业主协调由业主提供吊装用临时梁材料,节省材料购买时间和费用,力争按期完成汽包吊装这一重大里程碑点。
4方案实施:
4.1总体方案:
汽包重量83987㎏,内部装置6462㎏,外形尺寸φ1848×(~15000)mm,采用两套φ160的吊挂装置悬吊,安装标高EL.42641mm,锅炉钢架中间跨距为13米。
方案确定采用两台卷扬机抬吊的方式进行。
汽包吊装采用炉内倾斜起吊,最大倾斜角度为40°,炉右侧为提升过程中汽包高端。
在标高EL.36900mm(低端)调平,再通过水平向炉前牵引,最后垂直提升到安装位置并穿装吊杆。
起吊方案图
4.2起吊设施布置:
起吊设施包括2台10t卷扬机、1台5t卷扬机、1根滑道梁、2套100t滑轮组、2套100t吊钩、2套20t单滑轮、3套10t单滑轮。
4.2.1滑移轨道与支垫槽钢焊接固定并布置在炉顶梁PM1、PM2,布置到位后,在前后方用5t倒链固定好,
炉顶滑道梁布置图
4.2.2滑轮穿绳,
花穿法
4.2.3汽包倾斜起吊造成重心偏移,需在炉左布置溜放系统,5t卷扬机布置在零米,并在炉顶布置导向滑轮将钢绳返下,
4.2.4零米卷扬机布置。
卷扬机布置要保证出绳与滚筒轴线垂直,卷扬机固定采用钢丝绳,
起吊卷扬机及侧牵引卷扬机零米布置图
4.2.5汽包吊杆固定。
吊杆在零米用卡具固定在汽包上,并与汽包一起提升。
吊杆固定夹具制作图
4.3试吊检查:
将锅筒提离地面1米高再落下,反复进行三次。
注意监护炉顶各承重梁变形情况以及起吊设施运行状况。
情况正常则开始正式吊装。
4.4汽包吊装:
4.4.1同时启动两台10t卷扬机,抬吊汽包离开支座500mm,右侧卷扬机继续起升,左侧卷扬机间歇起升,在汽包右侧接近标高9000横梁时,启动左侧溜放系统,使汽包右侧顺利通过横梁。
4.4.2避开横梁后继续起升使汽包继续倾斜,直至汽包轴线与水平面夹角40度为止。
在整个倾斜过程中,汽包左端应保持离地面200~300mm的距离。
4.4.3同时开启两卷扬机,使汽包保持轴线与水平面夹角40°起升,在通过标高18500mm、27900mm、36900mm时使用溜放系统使汽包顺利避开钢架横梁。
4.4.4汽包右端接近标高44900mm时,右侧卷扬机停止,启动左侧卷扬机使汽包顺利通过标高36900mm横梁,必要时右侧卷扬机配合起落。
4.4.5汽包左侧通过标高36900mm横梁后,左侧卷扬机继续提升,右侧卷扬机配合使汽包调平。
然后同时启动两台卷扬机使汽包到就位标高。
4.4.6使用3个5t倒链拖拉使汽包平移2.5米到就位位置。
4.4.7汽包到位后,用M125塔吊配合穿装汽包吊杆。
4.4.8起吊设施拆除。
用钢丝绳、葫芦将滑轮组的吊钩挂在定滑轮吊架上,拆除滑轮组死头绳卡,启动卷扬机收绳。
随后拆除定滑轮、吊钩、吊架、卷扬机等设施。
5受力情况分析:
5.1汽包倾斜起吊时,起升系统受力情况:
汽包倾斜起吊时,抬高的一端(即汽包右端)受力较大,汽包重心向炉右偏移,右端提升装置承重量和重心偏移量随倾角和提升高度的增加而增大
当汽包保持40度的倾角时,即汽包右端标高为44000时,汽包重心偏移量达到最大值Uc,炉右起升装置受力也达到最大值Tmax。
抬高一端受力:
F2=64.1t
重心向炉右偏移:
Uc=1.35m
a)卷扬机跑头拉力
S动=(
)×1.04=5569.8kg.f
Q—吊物重量Q=1.1×64100=70510kg.f
E—单滑轮摩擦系数1.04
n—滑轮组有效分支数n=18
b)卷扬机绳安全倍数:
34200/5569.8=6.14
5.2起吊时炉左溜放系统受力情况:
a)汽包右端接近标高9000横梁时,左端保持离地状态,这时汽包轴线与水平面夹角为30度,需将汽包重心向左端拖移0.8米,以绕过横梁。
根据力的平衡,需要一个水平向左的拖拉力F拖,考虑汽包倾斜起吊后卷扬机绳有倾斜角度,力的不平衡系数取1.5
F拖=G1×(1/40)×1.5=3448kg.f
b)当汽包右端标高接近标高36900mm时,汽包需最后一次向左水平牵引。
F拖=61.9×Cos84°×1.5=9.7t
5.3定滑轮捆绑绳受力计算:
定滑轮在滑道梁上采用6×19+1(钢芯)-φ32的钢丝绳捆绑,钢丝绳捆绑如下图示意,夹角60度,钢丝绳捆绑6圈,12股受力。
捆绑绳承力取汽包在倾斜起吊中标高位于44000时右端的受力:
Q=1.1×64100=70510kg.f,
单股钢丝绳受力:
W=1.1×(70510/12)/Sin60°=7463kg.f
φ32钢丝绳破断拉力参考国内数值,取608KN;
安全系数:
60800/7463=8.15,故满足要求。
5.4顶板梁PM1强度校核:
PM1梁截面尺寸为600×350mm,抗弯截面系数I=1353249333mm4,汽包作用在梁上的力为24807㎏.f,滑道梁在移动过程中通过中心截面时,梁承受弯矩最大弯矩如下图
弯矩Mmax=24807×9.807×3.4=827159N.m;
最大弯曲应力σ=827159×0.3×1012/1353249333=183.4×106Pa<345×106×0.8;
即σ<[σ],PM1梁强度满足要求。
5.5滑道梁强度校核:
滑道梁采用I63b工字钢双拼制作,截面系数W=6328cm3,滑道梁受力分析见下图。
汽包倾斜起吊,右端标高为44000时,炉右起升装置受力也达到最大值Tmax=64.1t。
考虑动载及受力不均:
G=1.1×64.1=70.51t
F1=70510×4/4.51=62537kg.f;F2=7973kg.f
弯矩Mmax=F1×0.51=62537×9.807×0.51=312783N.m
最大弯曲应力σ=312783×106/6328=49.43×106<235×106×0.8
即σ<[σ],滑道梁强度满足要求。
5.6汽包连接销轴强度校核:
汽包偏移最大时,右端吊耳连接销子受力达到最大值F=1.1×64100=70510kg.f;
连接销轴材质为35A,σs=315Mpa,剪切许用应力取[τ]=315/1.8=175Mpa;
剪应力τ=(G1+G2)÷2÷(πd2/4)=(91949+5938)×9.807÷2÷(π×0.148/4)=4212730pa
即τ<[τ],故满足要求。
5.7汽包平移时倒链受力计算:
轨道滑动摩擦系数取0.12,摩擦力:
F1=(G1+G2+G3+G4+G5)×0.15=12.95t
因卷扬机布置在零米,跑绳有向后的分力:
F2=4501×Sin13°=1013kg.f
汽包向炉前移动所需拉力为F=12.95+1=13.95t
5.8卷扬机、单滑轮捆绑绳强度校核:
卷扬机、单滑轮采用6×19+1—Φ22的钢丝绳捆绑,破断拉力参考国内,取287KN,钢丝绳角度系数取1.4;
20t单滑轮捆绑5圈,10股受力,安全系数28.7×10/(20×1.4)=10.25;
10t单滑轮捆绑3圈,6股受力,安全系数28.7×6/(10×1.4)=12.3;
10t卷扬机捆绑3圈,6股受力,安全系数28.7×6/(5.6×1.4)=22;
5t卷扬机捆绑3圈,6股受力,安全系数28.7×6/(5×1.4)=24.6。
6特点及革新:
吊装方案的制定用时2天,起吊设施的布置用时4天,#1锅炉汽包采用该吊装方案于2009年06年12日用时3.5小时一次吊装就位成功,#2锅炉汽包于2009年08月17日用时4.5小时一次吊装就位成功,均在规定日期内完成业主要求的汽包吊装里程碑点。
#1锅炉汽包吊装图片
#2锅炉汽包吊装图片
6.1炉内400倾斜吊装侧牵引技术:
传统汽包吊装一般采用水平吊装方式,工艺简单,吊装平稳省时;印度项目钢架设计简单紧凑,无法采用水平吊装,施工处经反复论证,慎密计算,细致交底,在境外项目安装力量薄弱,施工机械短缺情况下,大胆采用400倾斜起吊侧牵引技术并均一次吊装成功,极大鼓舞了项目人员信心,为后续项目的顺利开展争取了时间。
6.2吊装速度快,适合现场吊装要求:
按分包商提出的液压提升方案,吊装工作需耗时2天,加上吊装前的设备运输、准备工作,每台炉保守计算需要1周,且后续汽包吊装每次都要联系吊装分包商进场及准备,工期根本无法保证。
新方案每台汽包吊装只需4小时左右,且起吊设施都是现场制作,后续汽包吊装时随时可用,将节省大量工期。
6.3节省吊装费用:
6.3.1按分包商设想,需要引进专业汽包吊装队伍,每台汽包吊装费用30万卢比,五台炉共计150万卢比。
采用新方案后,节省了引进专业吊装队伍的费用。
6.3.2就地取材,充分利用现场资源。
吊装需要的临时梁为I63工字钢双拼、3根滑道为[28a槽钢,长度4.5米,以及其他临时性材料,没有外购,由业主提供和采用现场废料进行加工。
吊装用临时材料节省费用合计(按4000元/吨计):
I63a:
3000kg*4000元/吨=12万元;
[28a:
500kg*4000元/吨=2万元;
共计14万元。
6.4技术创新点:
顶部滑道采用黄油润滑滑动平移,取消搬运小坦克:
常规吊装中,滑动梁为双支撑四个支撑点,平移过程中摩擦力很大,必须使用搬运小坦克。
该项目锅炉钢架设计简单实用,滑动梁只有三个支撑点,且搬运小坦克在印度采购困难,周期长。
结合项目特点,施工处经过反复论证,果断采用黄油润滑滑动平移,取消小坦克。
虽然平移时多耗费了部分人力和时间,但节省了采购小坦克周期和费用,为受热面开工铺平了道路。
7参考文献:
7.1电力工业部,电力建设施工及验收技术规范锅炉机组篇TheCodeofErectionandAcceptanceofElectricPowerConstructionSectionofSteamBoilerSetDL/T5047—95第21-22页;
7.2《电力建设安全工作规程》(火电机组篇)
7.3薛奇《汽包倾斜提升时重心偏移问题的研究》电力建设1997年第九期
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- 印度 项目 汽包 倾斜 吊装 水平 滑移 技术研究