1 000 MW机组施工机械配置分析

2014-09-11宋广

综合智慧能源 2014年12期

宋广

(华电郑州机械设计研究院有限公司，郑州 450015)

1 国产1 000 MW机组锅炉概述

近几年，国内火电机组正逐步走向大型化，并不断向超临界、超超临界方向发展。火电机组装机容量由600 MW向1 000 MW及以上机组发展，对施工安装用主力起重机提出了更高的要求。本文根据国产1 000 MW锅炉主要技术特点(见表1)对施工机械配置方案进行分析。

表1 国产1 000 MW锅炉主要特点

2 安装技术要点

2.1 Π型锅炉和塔式锅炉的安装特点

1 000 MW机组Π型锅炉和塔式锅炉的共同特点是构件数量多，锅炉钢架及设备总质量达2万多t。Π型锅炉的平面尺寸达70 m×70 m，塔式锅炉的炉顶高度达135 m以上。

哈尔滨锅炉厂和东方锅炉厂所生产Π型锅炉的吊装难点是锅炉大板梁吊装，其中最大件E梁分上、下两部分，最大起吊质量超过160 t，就位高度为85 m。上海锅炉厂所生产塔式锅炉的吊装难点是主立柱和横梁吊装，4根主立柱为31.5 m×30.5 m近正方形布置，分解后每段质量达105 t，每层横梁质量也在100 t左右，最大就位高度为135 m。

2.2 锅炉受热面吊装特点

锅炉受热面存在吊装件众多、单件质量大、吊装难度大等特点。除锅炉管排小口径连接散管和刚性梁外，锅炉受热面本体需吊装的集箱、管排组合件以及大口径连通管道等近3 000件，喷燃器、末级过热器、末级再热器集箱、储水箱以及折焰角后拱框架等单件吊装质量均在30 t以上。由于炉架宽度为70 m，炉墙与钢结构间距离在4 m以上，极大地增加了设备临抛、就位的难度。

3 主力起重机典型配置案例

3.1 塔式锅炉主力起重机施工方案

(1)双主力起重机对称布置(塔式锅炉方案1)。即布置2台最大起重量1 100 kN以上的动臂塔式起重机(以下简称塔机)，分别吊装两侧主炉架的立柱、横梁及板梁。实施案例有浙江宁海电厂1 000MW塔式锅炉，上海漕泾电厂1 000 MW塔式锅炉等。

(2)单主力起重机+炉顶起重机(2 500 kN履带式起重机)+160 kN建筑塔机(塔式锅炉方案2)。即先在炉膛内布置1台最大起重量为1 100 kN的动臂塔机，主炉架吊装完成后安装炉顶起重机，利用炉顶起重机将1 100 kN动臂塔机拆除安装在炉外(如图1所示)，对面布置160 kN建筑塔机用于对面副炉架等的吊装。实施案例有徐州彭城1 000 MW塔式锅炉、河南新密1 000 MW塔式锅炉等。

图1 塔式锅炉方案2布置情况

以上2种布置方案均得到了比较成功的运用。第1种方案对主力起重机的配置要求较高，但省去了主力起重机的二次拆装，可节省时间约20 d；第2种方案单从经济性分析则优于第1种方案。

(3)动臂塔机在塔式锅炉吊装中的优势。截至目前，国内已建成和在建的塔式锅炉中，主力起重机全部选用动臂塔机，尚没有选用平臂塔机的工程案例。1 000 MW机组塔式锅炉特点突出，主结构框架如图2所示。

图2 主结构框架图

1 000 MW塔式锅炉主立柱、横梁质量均在105 t左右，需要至少布置1台起重量1 100 kN级以上的起重机吊装主刚架；主炉架平面尺寸为31.5 m×30.5 m。

如图3、图4所示，在主立柱和横梁吊装就位过程中，最高起吊高度达135 m以上，要求起重机的最大起升高度在155 m以上才能满足吊装要求。此时，起重机只能附着在第4层主横梁处。选用动臂塔机，悬出部分塔身仅需15 m以上即可完成作业。假设选用水平臂塔机，需附着位置以上塔身悬出高度50多m才能完成吊装，此高度下满负荷作业对吊装安全性是极大考验，甚至不能满足吊装要求。

图3 FZQ2400塔式起重机吊装主立柱

图4 FZQ2400塔式起重机吊装横梁

另外，塔式锅炉的整体高度一般为135 m，在受热面等设备的吊装过程中，动臂塔机所需塔身总高度在137 m即可满足吊装要求，水平臂塔机需要165 m以上的吊装高度才能满足吊装要求，安全风险较高。

3.2 Π型锅炉主力起重机施工方案

(1)双主力起重机。2台1 100 kN及以上的动臂塔机对称布置在炉左右两侧。最大的大板梁E吊装前移到炉膛中间，板梁质量163 t，2台FZQ2400各分担81.5 t，其余件使用FZQ2400塔机均可满足吊装要求。工程案例有华润苍南电厂1 000 MW Π型锅炉等。

(2)双主力起重机+大型履带式起重机。即1台1 100 kN塔机+1台630 kN塔机+6 000 kN履带式起重机。此方案由于另一台主力起重机为630 kN，起重能力稍差，无法与1 100 kN塔机抬吊大板梁，需另外布置1台6 000 kN级以上的履带式起重机，履带式起重机使用时间约40 d。630 kN塔机用于吊装炉右侧1 100 kN塔机覆盖不到的构件。工程案例有江苏泰州电厂等。

(3)单主力起重机+200 kN建筑塔机+6 000 kN履带式起重机。此方案中如果选用起重能力和幅度小的主力起重机完成，则需要6 000 kN级履带式起重机吊装炉右主力起重机覆盖不到的、相对较重的件和抬吊大板梁。6 000 kN级履带式起重机使用时间很长。如果能进一步提升主力起重机覆盖范围到70 m左右，主力起重机+200 kN建筑塔机可完成除大板梁以外所有构件的吊装。仅在大板梁吊装时使用6 000 kN级履带式起重机约40 d即可，可大幅度缩短6 000 kN级履带式起重机的使用时间，经济性会得到进一步提升。工程案例有华润海丰电厂1 000 MW Π型锅炉等。

(4)1 000 MW Π型锅炉施工中对主力起重机幅度要求相对较高。Π型锅炉平面尺寸70 m×70 m，水平臂起重机和传统动臂起重机相比工作幅度大、起升和变幅速度快。在1 000 MW Π型锅炉施工中水平臂起重机的施工布置方案逐渐被认可和推广。

针对施工方要求Π型锅炉单主力起重机完成吊装的施工方案，国内起重机制造厂推出了FZQ3200，FZQ2800，ZSC2800，ZSC2600等更大起重性能的塔机。动臂塔机在幅度和速度等方面同时也进行了大幅度提升，其中，FZQ3200，FZQ2800动臂塔机起升速度达70 m/min，全程变幅时间为4 min，最大幅度达75 m。