袁胜波，蒋治其

(四川电力建设三公司，四川　内江　641005)

炉底大包桁架承载式W形火焰炉桁架安装方法探讨

袁胜波，蒋治其

(四川电力建设三公司，四川内江641005)

介绍了炉底大包式W形火焰锅炉的拱区承载桁架施工，分析了该类桁架在安装现场的施工难度，提出对水冷壁安装有直接影响的垂直桁架的几种吊装方法，通过比较各种吊装方法的优劣性，表明小型吊机吊装法更适合于该类炉型桁架安装。

W形火焰锅炉;炉底大包;桁架;安装

W形火焰是燃烧低挥发分煤种的一种燃烧技术，燃烧劣质煤，特别是无烟煤时，在着火、燃尽、低负荷稳燃和防止炉内结渣方面具有优势。W形火焰锅炉特有的拱形结构，需配置桁架承载拱部及以下区段载荷。炉底大包式W形火焰锅炉的桁架安装时，往往炉顶悬浮层(顶板层)和中、上部受热面部件已大量安装形成，桁架吊装空间和吊装方式受限，且炉膛的施工进度压力集中到桁架安装，因此，选择合理的桁架安装方法对抢水压进度来说具有重要意义。

笔者分析了W形火焰锅炉炉底大包桁架的作用和结构、炉底大包桁架安装存在的问题，并结合实际情况探讨了大包垂直桁架吊装方法的优缺点，以期对W形火焰锅炉炉底大包桁架的实际安装给予一定的指导意义。

1　炉底大包桁架作用及结构

为实现锅炉W形燃烧，炉膛前、后水冷壁下部设计为拱形，见图1。拱部以下本体、燃烧设备、风箱、炉内浇筑、灰渣等总载荷，与常规炉通过中上部水冷壁及吊杆传递到炉顶悬浮层不同，是采用特定的支撑构架——桁架来传递载荷［1］。

W形火焰锅炉炉底大包桁架炉膛前、后各一榀，通常前后对称，重量相当。单榀桁架包括垂直桁架和水平桁架。垂直桁架是承载主构件，热态运行期间，本体向下膨胀，所以垂直桁架并不与钢架刚性连接，而是采用弹簧等柔性连接方式。如目前大多分布于炉膛左、右侧的降水管上设计承重环，桁架两端座落在承重环上(见图2和图3)，载荷通过降水管和弹簧座架传递到悬浮层上。受运输限制，垂直桁架一般分上、下两层，多段供货，现场焊接组装。水平桁架为辅助结构，由众多单梁、小立柱相互或与垂直桁架焊接连接，起到保持桁架结构稳定以及支撑冷灰斗水冷壁作用。

2　安装炉底大包桁架存在的问题

炉底大包桁架安装时存在的问题如下:

(1)安装工作量大。

水冷壁拱部依靠垂直墙底端坐落垂直桁架上平面，炉底大包桁架必须有足够刚性，自身重量就达数百吨［2］。作为承载主构件的垂直桁架，板材厚度达到80～90 mm，接头焊缝坡口深而宽，焊接费时长。水平桁架构件众多，为增加稳定性，接头基本上也采用焊接连接。由此桁架的安装工作量大。

(2)施工时间紧迫。

炉膛区域空间有限，本体上、中部水冷壁安装阶段，一部分设备需从炉膛区域中转吊装，无桁架组合和吊装的空间地势条件;抢水压进度初始阶段，降水管等桁架支撑点尚未安装，未达到承载条件，不能施工。当桁架支撑点具备后，中、上部水冷壁已基本形成，只待桁架安装后，拱部以下水冷壁才能施工。此时，桁架施工进度直接关系到抢水压进度，所以施工时间十分紧迫。

(3)吊装空间受限。

前已述及当底大包桁架安装时，上部、中部水冷壁趋于形成，吊装桁架高度受限，一般在标高30 m以下;此外，炉顶悬浮层的次梁、多数隔条梁已安装，若使用大型吊机吊装桁架，其机械的臂、吊钩和吊绳活动均受悬浮层梁限制。

上面的问题反映出桁架安装进度直接影响到拱区以下本体安装，是抢水压进度的一个关键环节。克服空间条件限制，缩短安装工期，是选择炉底大包桁架安装方法考虑的主要因素。水平桁架主要起到稳定桁架结构和支撑冷灰斗作用［3］。事实上，垂直桁架安装后，即可进行拱部以下水冷壁安装，冷灰斗可采用前、后对拉来维持倾角，而水平桁架则可待水冷壁施工结束后安装，且施工简单，因此摈弃枝叶、垂直桁架安装才是水冷壁系统施工乃至抢水压进度的焦点。

3　炉底大包垂直桁架吊装方法

垂直桁架分段供货到场，且支撑点位于炉左、右侧，中间没有支点，所以通常将垂直桁架上层在炉膛区域组合后吊装，组装后质量可达60～70 t。桁架下层是否组合则相对灵活，可视吊装机具而定。对于坐落在降水管承重环上的垂直桁架，一般单独吊装桁架生根件，更灵活，焊接时间充裕。

垂直桁架吊装方法多样，大体上可以分为以下几种:

(1)卷扬机吊装法。在炉顶或者炉膛左、右侧钢架上布置滑车组支点，左、右侧各使用一台卷扬机牵引，在垂直桁架组装件两端选择捆绑吊装点，抬吊桁架就位，与生根件焊接。

(2)液压提升装置吊装法。在炉顶悬浮层左、右侧各布置一台液压提升装置，通过垂下的数支钢绞索及锚头连接垂直桁架组装件两端，同时提升桁架就位。

(3)主吊机吊装法。抢水压进度阶段，锅炉区域往往配置有主吊机械，如附臂吊、履带吊，有轨塔式起重机，且位于炉两侧居多。可从炉顶延伸落下吊钩，吊装桁架。根据一般锅炉安装主吊机配置等级，垂直桁架组件载荷往往超过单台主吊机到锅炉中心幅度的额定负荷，需要两台主吊机抬吊桁架。

(4)小型吊机吊装法。在炉膛区域布置两台小型吊机，如100 t等级履带吊、汽车吊，使用较短的臂杆，但臂杆应足以起升桁架就位高度，双车抬吊桁架组装件左、右端就位。

4　垂直桁架吊装方法优劣性分析

垂直桁架吊装方法虽多，在锅炉安装现场实际应用中，效果却不尽相同，比较各种吊装方法优劣性十分必要。下面为几种吊装方法优缺点:

(1)卷扬机吊装法。

优点:对主吊机的依赖度低，占用主吊机时间短。

缺点:①吊装重达六七十吨的桁架组装件，需使用多门滑车组及数股钢丝绳。若将滑车组支点布置于炉顶，使用两台5 t卷扬机，单台卷扬机需要钢丝绳十来支，长达数百米，准备工作较复杂，耗时较长。②对滑车组支点要求高。炉顶悬浮层构件，其抗弯强度和位置不一定与桁架就位点吻合，需另外加装临时支撑结构;同时上部局部部件需为穿过钢绳而缓装。如果将滑车组支点布置于两侧钢梁，需对钢梁加固，且随着组件提升，夹角变大，负荷增加，风险增大。③吊装不够灵活，就位、找正难度较大，需要借助辅助牵引工具。④需要人员多，时间长。

(2)液压提升装置吊装法。

优点:除了布置液压提升装置使用主吊机，使用主吊的时间较短。

缺点:①准备工作复杂，耗时长。液压提升装置布置于炉顶，需为液压提升装置安装专用支撑梁。钢索穿装及校正时间长。②液压提升装置垂直提升，要求构件摆放在特定位置组合，起吊后水平位移难，对支撑点位置要求更高。类似卷扬机吊装，需预留缓装钢索穿过区域的上部部件。③不能横向移动，就位找正难度大。④需要预留一些锅炉钢梁，影响锅炉结构整体稳定性。

(3)主吊机吊装法。

优点:①准备工作少，组装完桁架后，即用主吊机吊装就位。②吊装较为灵活，就位、找正容易。

缺点:①桁架组合、吊装过程耗时长，仅垂直桁架就需3～4周，占用主吊机资源，对其他作业面影响较大。②主吊机吊钩从炉顶落下伸入，需预留、缓装件，且使用体积较大的主钩，不易从上部复杂空间落下。③主吊机机具使用成本高。

(4)小型吊机吊装法。

优点:①安装桁架期间，仅需一次性将小型吊机臂杆改到合适长度，就可完成所有桁架构件吊装，吊装准备工作少。②由于小型吊机在炉内区域，不受炉膛上部结构影响，吊装灵活性强，就位、找正容易;在吊装下层桁架时，既可单件吊装，又可组合吊装。③小型吊机除了吊装桁架，还可用作组合桁架。④释放出主吊机，其他工作面不会因桁架吊装而受到较大的机具牵制。

(5)小型吊机成本低。

缺点:小型吊机起吊能力有限，吊装垂直桁架组装件时，即使选用较短的臂杆，双车抬吊，负荷率也较高，需双车密切配合。

通过对以上几种垂直桁架吊装方法分析比较，不难看出，小型吊机吊装法灵活性强，操作简单，不占用主吊机，对其他工作面影响小，比较之下，更适应抢水压进度要求需要。

5　应用实例

笔者所在的越南沿海电厂，一期2台锅炉是600 MW W形火焰锅炉，底大包桁架支撑结构。两榀桁架前、后对称布置，单榀垂直桁架除了两侧座落在降水管上的生根件，上、下两层各分三段(供货)。上层三段组合后重70 t，下层三段组合后重68 t。

仅就垂直桁架而言，施工中，2台锅炉均是将上层组合吊装，下层散吊。根据机具情况，1号锅炉桁架安装时，使用主吊机——附臂吊与布置在炉膛区域的100 t履带吊搭配，抬吊上层桁架，下层桁架被100 t履带吊单独分段吊装就位。2号锅炉桁架安装时，在炉膛区域布置2台100 t履带吊，将上层桁架组装件抬吊就位，下层桁架分段用单机吊装就位。

从2台锅炉桁架开始组合到两榀垂直桁架安装结束，过程中工人数量和技能基本相当，1号炉耗时27天，2号炉耗时21天。由于2号锅炉未使用主吊机，仅吊装两榀垂直桁架上层组装件，比1号机节省主吊机2个台班。从对抢水压进度影响来看，垂直桁架吊装方法的小差异，使2号锅炉比1号锅炉节省约一周时间。

6　结语

为了实现锅炉W形燃烧，炉底大包桁架通过特定的结构发挥着重要作用;但是炉底大包桁架安装过程中常常存在安装工作量大、施工时间紧迫和吊装空间受限等问题。炉底大包桁架安装的关键在于垂直桁架吊装，实际的垂直桁架吊装主要有卷扬机吊装、液压提升装置吊装、主吊机吊装和小型吊机吊装四种方法。这四种方法有着各自的优缺点，从满足抢水压进度需求以及工程应用实际情况来看，炉底大包垂直桁架吊装时建议优先选择小型吊机安装法。

［1］查庚忠，陈文钧，凌麟，等.东方——福斯特·惠勒300 MW、600 MW“W”型火焰锅炉介绍［J］.东方电气评论，1994，8 (1):1-13.

［2］上海电力建设公司.起重与运输［M］.2版.北京:水利电力出版社，1985.

［3］包头钢铁设计研究总院.钢结构设计与计算［M］.2版.北京:机械工业出版社，2006.

Installation of Supporting Truss for Bottom Penthouse of a W-flame Boiler

Yuan Shengbo，Jiang Zhiqi
(Sichuan No.3 Electric Power Construction Company，Neijiang 641005，Sichuan Province，China)

An introduction is presented to the installation of supporting truss for bottom penthouse located in arched area of a W-flame boiler，together with an analysis on the difficulties during installation，to which several hoisting schemes are proposed for vertical trusses that have direct influence on the water wall erection.By comparing the advantages and disadvantages of above schemes，it is pointed that small hoisting mechanisms are suitable for installation of similar trusses.

W-flame boiler;bottom penthouse;truss;installation

TK226

A

1671-086X(2016)01-0064-04

2015-07-21

袁胜波(1983—)，男，助理工程师，主要从事电力建设火电厂锅炉安装。

E-mail:385723023@qq.com