湿法烟气脱硫系统GGH顶部大梁吊装作业探讨

所属栏目:机械论文 发布日期:2010-09-02 16:13 热度:

  [摘要]GGH是湿法烟气脱硫(FGD)中烟气系统中最重的现场安装设备之一,安装部件多,结构复杂。其中GGH底部支撑大梁一般超过11吨以上、顶部大梁超过20吨,是GGH最重最大的部件之一,是本文介绍了GGH安装过程中底部大梁吊装方法,给大件起重作业提供一个参考。
  [关键词]湿法烟气脱硫(FGD);GGH(GasGasHeater烟气换热器)、起重作业
  
  GGH(烟气-烟气加热器,GasGasHeater)就一种余热回收设备,利用装在转动转子中的数千甚至上万平方米的换热元件的蓄热和放热,吸收锅炉排出120—140℃烟气的热能,将进入脱硫塔的烟气降到100℃以下,保护脱硫塔的及塔内防腐内衬;烟气经过脱硫塔后进入GGH,GGH将脱硫塔排出的烟气加热至80℃以上,以减少烟气对烟道、烟囱的腐蚀。
  GGH一般由换热器底部支撑大梁、GGH底部结构、GGH顶部结构、主轴座、主支座、副支承座、导向轴承、中心筒、转子外壳、转子隔仓、换热元件、减速箱等组成,其中底部支撑大梁、GGH底部结构、GGH顶部结构、中心筒组成GGH的主体结构,其他部件均附在这些部件上。这些结构在地面组合后一般长度超过12米,高度超过1.6米,宽度约2米,重量在12至30吨之间,安装高度一般超过地面8.5米,且安装位置离起重位置距离一般11米以上,安装时不得不采用起重能力100吨以上的大型设备,安装费用较高,起重作业复杂,给安装作业带来很大难度。
  GGH支撑大件主要有六大件,吊装顺序是底部大梁→底部轴承座→GGH底部结构→主支座→中心筒→顶部结构翻身作业→顶部结构吊装→顶部结构平台。一般情况下,吊装作业由一台大型起重机负责安装,一台平板车负责转运、一台50吨汽车配合转运及配合大型起重机对顶部结构进行翻身作业。吊装作业分两大部分进行,第一部分将底部大梁、底部轴承座、GGH底部结构、主支座吊装安排在一个作业班次,按安装顺序依次进行,作业时间约为8个小时;第二部分将中心筒、顶部结构及平台放在一个作业班次,作业时间约为3小时(人工、机械台班均按4小时计)。整个作业人工与机械消耗如下(以660MW机组湿法脱硫系统GGH为例):

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    从以上数据中可以看出,大型汽车吊需进场两次、吊装站位两次,大型汽车吊在整个作业过程中共吊装七钩,除顶部结构翻身、吊装作业需1个小时以上外,其它几钩吊装作业均不超过30分钟,大型汽车吊等待部件转运时间较长,闲置时间较多。为充分利用机械台班,考虑到轴承座组装在底部大梁上并未超出起重设备最大荷载的情况,我们采取了在设备堆放场预先组装底部大梁、轴承座等部件,然后整体吊装的方法,力求将GGH底部支撑大梁、底部结构、主轴座、主支座、中心筒、顶部结构的安装工作压缩在一个工作日内完成,并按这种思路安装了多台GGH,取得了良好效果。
  现以某电厂660MW机组湿法脱硫系统GGH大件吊装应用为例,对GGH大梁吊装作为进行探讨。
  660MW机组湿法脱硫系统采用的GGH外形尺寸约为直径17.5米,底部支撑大梁尺寸为17.45米(长)×3.0米(宽)×2.65米(高),重26.72吨;底部结构几何尺寸为17.45米×3.4米×1.75米,重23.6吨;顶部结构何尺寸为17.45米×3.4米×1.6米,重32.71吨,安装高度均在12.25米以上。吊装作业时,我们按外形尺寸最大、重量最重的顶部结构作为校核对象,以确定使用多大的汽车吊,并依此确定起重作业方案。
  一、GGH安装位置及起重设备选型
  按施工图,本台GGH安装19、20轴线的支撑钢结构上,GGH长度方向中心线与GZ19J1钢柱东西轴线重合,支撑钢结构周围仅在GZ20F1、GZ20J1钢柱间有一条东西方向长约11.5米、宽5米的施工通道与厂区道路连接,厂区道路旁边是输煤栈桥,起重作业时必须避开栈桥,作业场地十分有限。考虑到GGH大件吊装场地条件情况,避免开辟新的临时通道,节省临建费用,在钢结构安装时仅将GZ20F1、GZ20J1钢柱间的主梁,南北方向次梁支撑钢结构全部安装完成,东西方向的次梁、支撑平台等支撑梁则留待GGH大梁吊装完成后再安装,在东西方向临时通道上方让出空间宽约2米的空间,给吊车主臂留出最大旋转、压杆空间,避免主臂碰到钢结构,以致起重作业无法将部件吊装到位。
  为提高起重设备利用率,降低机械台班费用,我们采用吊车长度方向中心线与GGH长度方向中心线平行的站位方法,尽量缩短吊装的起重半径。经过计算汽车吊旋转半径及吊装中心,发现吊装时最短起重半径在13.5到14.5米之间,对比170t、220吨汽车吊外形尺寸和起重能力,发现220吨汽车吊起重半径14米、主臂39.1米或43.4米时满足GGH顶部结构安装标高17.53米的吊装要求,确定将起重设备定为220吨汽车吊。
  定好起重设备后,依照220吨汽车吊外形图及场地实际情况,将220吨汽车吊起重中心定在离GGH中心约4.11米、20轴东侧约4.86米的范围内,吊装半径不超过14米,并确定工件吊装时按逆时针方向移动,避开输煤栈桥后吊装至安装位置,如附图一所示。

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  二、吊装校核计算
  吊装以最重的GGH顶部结构做校核对象,构件最大重量为32.71吨,吊装钢丝绳等辅件约1.05吨,最大吊装总重量约33.86吨。查找220吨汽车吊半径14米、主臂39.1米性能表,此时最大起重重量为37吨,起重负荷率为33.86/37×100%=91.5%,起重设备满足吊装作业要求。作业中钢丝绳、吊耳及吊耳焊缝强度校核如下:

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  三、吊装作业
  在吊装GGH底部支撑梁的前几天,我们用50吨汽车吊将底部支撑梁及连接件、在平整的位置组装起来,按图纸要求对组装在底部支撑梁上的主轴承座用框式水平仪进行了粗找正,并依组装好的底部大梁尺寸在设备支撑结构上划好对中线、装好支撑点调整垫片、焊接好定位、限位块,并记好需调整的数据,力争把安装前准备工作做充分,确保安装安全、顺利进行。
  作业实施从早上开始,作业人员分两组,一组人利用50吨汽车吊配合平板车转运设备,一组人配合220吨汽车吊站位,组装配重,两部分作业同步进行。
  1、当平板车到达吊车位置前调转车头,将设备沿往汽机房的道路向北倒车倒至220吨汽车吊附近,以缩短220T汽车吊的卸货半径,避免因场地过小、设备尺寸过大超过吊车起重能力。220T汽车吊卸下底部支撑梁后一组人调整支撑梁位置,防止设备安装反向,并对支撑梁进行调平,调平后吊装到安装位置,调整支撑梁四个支撑位置垫片对设备水平度、标高、对角线等进行找正;另一组则转运GGH底部结构及主支座。
  2、一个小时左右后,GGH底部支撑梁找正完毕,此时主支座已卸车,转运人员对GGH底部结构吊装前准备工作也基本结束,转运车辆去堆放场转运中心筒。此步吊装作业一般二十五分钟左右完成。
  3、对GGH底部结构进行定位粗找正,并将主支座吊装到安装位置上,中午时留一组人员对主轴承座、底部结构、主支座进行找正。一般情况下,六个熟练钳工参在二个半小时内找正。
  4、下午上班时重新测量主轴承座,符合要求后吊装中心筒并进行初找正,约一个小时完成。
  5、中心筒吊装时转运GGH底部结构,同时50吨汽车吊开回220吨汽车吊附近,两台汽车吊对GGH顶部结构进行翻转作业,此步骤大约两个小时完成,然后将顶部结构吊装到安装位置。翻转作业如顶部结构翻转示意图所示。
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  6、顶部结构吊装完成后再对设备整体找正,精找正约需三天,完成后转入下道工序。
  按此方法作业后,人工和机械消耗如下:

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    与以往的作业方法比较,新的安装作业方法人工没有增加,工期没有延误,但费用节省了47000-33600=13400元,节省约25%,是值得实践的一种安装方法。
  综合上述操作实际结果,这种新的做法是符合安装的一种实用方法,经过在广东西部等多个电厂FGD系统安装的验证,本方案起到了降低成本、提高安装效率作用,是一种切实可行的方法。
  四、注意事项
  1、起重技术人员必须掌握吊装物件、安装工序、安装位置等第一手资料,制定安全、详细、可靠的作业方案。
  2、作业、找正人员应为有经验、熟练的技术工人。
  3、作业实施前场地必须平整坚实,以适应吊车站位,并对吊车性能、吊具及站位的情况进行彻底检查,满足安全及使用条件后才允许作业。
  4、起重必须由专人指挥,确保信号明确,动作协调一致;
  5、吊物起吊后,吊物下方严禁人员、车辆等逗留或通过;
  6、遇到6级以上大风或雷电等恶劣天气时,停止吊装作业。
  参考文献:
  [1]:沈养中李永年《理论力学》科学出版社2006年1月出版
  [2]:殷有泉、励争、邓成光《材料力学》北京大学出版社2006年2月出版
  [3]:黎桂英、何悦胜、陶亚狄、丁维扬《实用五金手册》广东科技出版社1996年3月出版
  [4]:GB150-1998《钢制压力容器》
  [5]:JB/T4735.1《钢制焊接常压容器》,代替JB/T4735—1997
  

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