锅炉钢结构安装

锅炉钢结构安装,河北省电力建设第一工程公司,HEPCC1,目录,锅炉钢结构概述,锅炉钢结构的连接方式,锅炉钢结构安装准备,焊接式锅炉钢结构组合及安装,高强螺栓连接方式锅炉钢结构安装,第一部分-锅炉钢结构概述,HEPCC1,锅炉钢结构概述,锅炉钢结构概述锅炉钢结构是炉体的支撑构架，它支撑着所有受热面、炉墙及炉体其它附件的重量，并决定着炉体的外形。同时，钢架还是本体及其它部件安装时找正的依据和基础。大中型锅炉钢架结构：钢架是由立柱、横梁、水平支撑、垂直支撑、顶板组成的立体井架。其中，立柱和横梁为钢架的最主要构件。立柱通常采用宽翼缘H型钢，立柱的底面固定在钢筋混凝土基础上。钢架中的横梁置于立柱之间，并与之刚性连接。横梁主要是受弯构件，轴力较小；柱则是压力和弯矩都很大的压弯构件，支撑锅炉全部或绝大部分重量。,锅炉钢结构概述,在现代高层钢结构中，由于风或地震产生的水平荷载成为设计时控制因素，需要在垂直方向设置抵抗很大水平力的构件，以减小侧向位移。体现在锅炉钢结构上，在框架中设置垂直支撑作为抗侧力结构；同时在每层设置水平支撑，使部分不属于垂直支撑的框架外柱共同参与抵抗水平外力，以加大侧向稳定性。钢架的炉顶部分基本上是由大板梁、次梁及吊杆梁等组成。炉本体的部件都是通过吊杆悬吊在炉顶梁上。因此，要求炉顶钢架有足够的刚性和强度，在受热、振动和承重后不致变形过大。为了加强炉顶梁系的稳定性，在框架的顶面和侧面，还布置了许多拉条，使框架形成刚性结构。为了让大梁的重力能够通过立柱中心传递到基础上去，多数大型锅炉的立柱顶面均放置了弧形垫铁。,锅炉钢结构概述,锅炉钢架主要采用的钢材有碳素结构钢Q235钢和低合金结构钢16Mn钢等。一般结构多选用Q235钢；跨度、高度大或载荷较重的结构，如立柱、炉顶大梁、次梁等均采用16Mn钢制成。,第二部分-锅炉钢结构的连接方式,锅炉钢架的连接方式,锅炉钢结构的连接方式锅炉钢结构的连接方式可分为焊缝连接、高强螺栓连接。1、焊接方式焊缝连接在过去是钢结构最主要的连接方式。焊接的方法很多，锅炉钢架施工中主要采用手工电弧焊。手工电弧焊是一种适应性很强的焊接方法，它在建筑领域得到广泛使用。它的焊接设备简单，使用灵活、方便。大多数情况下焊接接头可实现与母材等强度，适应的焊接钢种范围广。其优点主要有：可对钢材从任何方位、角度相交进行连接，适用范围广；不需要在钢材上开孔，不消弱截面；焊缝刚度大，密封性好。,锅炉钢架的连接方式,其主要缺点是：焊缝附近钢材因焊接的高温作用而形成影响区，其金相组织和机械性能发生变化，某些部件材质变脆；焊接过程中钢材受到不均匀的高温和冷却，使结构产生焊接残余应力和残余变形，影响结构的承载力和刚度等。,2、高强螺栓连接方式高强螺栓连接是近四五十年来迅速发展起来的一种螺栓连接新形式，锅炉钢结构一般使用扭剪型高强螺栓。一般300MW及以上机组的锅炉钢结构采用这种连接形式。在高强螺栓连接中，螺栓杆内有很大的预拉力，把接头板件夹得很紧，使之产生很大的摩擦力，保证连接件较好的整体性和刚性。按照设计及受力要求的不同，高强螺栓连接可分为摩擦型和承压型两种。其中承压型高强度螺栓一般只用于承受静力或间接动力荷载结构中允许产生一定滑移变形的连接，这种连接形式应用不多。摩擦型高强螺栓连接由于始终保持板件接触面摩擦力不被克服和不发生相对滑移，因而其整体性好，刚性好，变形小，受力可靠，耐疲劳，主要用于承受动力荷载的结构，锅炉钢结构就采用这种形式。,高强螺栓的技术要求主要技术要求是钢材材质、螺栓预拉力、构件摩擦面处理及其相应的抗滑移系数。高强螺栓的钢材：高强螺栓连接副的螺栓、螺母和垫圈均采用高强度钢材，制成品后再经热处理以进一步提高强度。目前我国采用8.8和10.9两种强度等级的高强螺栓，8.8级螺栓常用45号钢或35号钢，10.9级螺栓常用20MnTiB钢或35VB钢；螺母常用5号钢或35MnVB钢；垫圈常用45号钢或35号钢。,高强螺栓的预拉力预拉力通过终拧紧时用扳手拧紧螺母来产生，扭剪型高强螺栓的尾部连有一个截面较小的沟槽和梅花头，终拧时用特制电动扳手将梅花头沿沟槽拧断即为达到规定的预拉力值。构件摩擦面的处理及其抗滑移系数使用高强螺栓时，构件的摩擦面通常经特殊处理，使其洁净并粗糙，以提高其抗滑移系数。,第三部分-锅炉钢结构安装准备,锅炉钢架安装准备,锅炉钢结构安装准备锅炉钢架安装准备是钢架施工中一个主要组成部分。它包括两大内容：一是技术准备，如熟悉图纸、图纸会审、计算工程量、编制施工技术措施、施工技术交底等。二是施工准备，如组合场地平整、运输道路清理、力能布置、施工机械布置、安全设施搭设、构件准备、工器具准备等。1、施工机械布置一般情况下，焊接式锅炉钢架组合后直接使用锅炉主力吊车进行吊装。高强螺栓连接的锅炉钢架一段设备使用移动式吊车进行吊装，同时锅炉主力吊车开始布置；二段开始使用锅炉主力吊车吊装。一般在锅炉外侧（固定端或扩建端）合适位置布置一台塔吊作为锅炉主力吊车，另外一侧，使用移动式吊车（也可使用一台平臂吊）作为辅助，零米地面使用一台50吨履带吊进行吊装配合。,2、组合场地若锅炉钢架连接形式为焊接方式，则安装前必须进行组合。部分采用高强螺栓连接的锅炉钢架为减少高空作业量，也采用适当组合来进行钢架安装。组合场地的合理选择、布置可为充分利用场地及起重机具的工作创造方便条件，并关系到工程的成本和进度。组合场地位置一般布置在吊车施工范围内，方便运输的位置。3、安装工器具及临时设施准备吊装使用的起吊工器具：钢丝绳、卡环、倒链、滑轮组等应能满足施工。安装及测量工机具：经纬仪、水准仪、钢卷尺、电动扳手、撬棍、大锤等；根据不同的高强螺栓孔径加工过冲；根据立柱腹板柱头螺栓孔的外型尺寸及立柱的重量加工立柱吊装板；根据各立柱的外型尺寸加工吊装操作平台；加工钢爬梯，加工的数量以满足施工为限(一般总数为1段钢结构高度1段钢结构柱子的根数1.5)。安全器具：扶手绳、速差自控器、攀登自锁器、安全网、标准化围栏等，应满足使用要求。,4、设备准备4.1设备清点根据吊装计划，设备应提前到现场。对所到现场的设备应按照吊装计划顺序及阶段性安装构件数量进行全面清点，逐件记录，以确保吊装工序的连续性和顺序性。4.2高强螺栓复检及抗滑移试验高强螺栓使用前，应检查是否有出厂的校验证明，还应从每批中，抽验8套螺栓进行轴力试验，合格后方准使用。钢结构安装前，应根据设计规范做摩擦面的抗滑移试验，试件由钢结构制造厂家提供，其目的是确定大批生产的摩擦面的处理工艺是否符合设计要求。以上两个试验需外委。,基础验收与划线,5、基础验收与划线安装前安装人员要会同建筑以及有关人员对基础进行全面检查验收，确认合格后才能进行下一步工作。重点检查锅炉基础的外观质量及轴线、跨距、对角线偏差，并复测预埋螺栓轴线的尺寸和标高，合格后办理交接手续。基础的工序交接完毕后，进行基础划线。首先将基础凿出麻面，并将表面及剪力槽内清理干净。根据建筑专业提供的锅炉纵横中心线，用拉钢丝法或经纬仪测量，在各基础上划出底板定位中心线，采用经纬仪法划线时遇到有物体遮挡经纬仪视线的基础，应采用绷钢丝的方式，根据相临且已确定中心线的基础，划出该基础中心线。校核中心线与地脚螺栓的间距及各基础中心线的距离。该中心线为第一段立柱的初步找正提供依据。,第四部分-焊接式钢结构组合与安装,组合支架搭设,焊接式锅炉钢结构组合及安装焊接式锅炉钢结构一般应用在200MW及以下的中小型发电机组的锅炉钢结构上。这种形式的钢结构安装前应先组合成组件，再进行安装；两个组件找正就位后，安装组件之间的连梁及拉撑。1、组合支架搭设组合支架应搭设在运输通道附近和起重机的作业范围内，其尺寸应根据组合件的尺寸决定；组合支架一般用三至四层枕木搭成墩子，也可使用混凝土块、砖头等砌成的墩子；墩子上铺设4550号工字钢，工字钢位置要避开横梁托架和需要焊接的部位；工字钢之间用型钢连接，平台要有足够的强度和稳定性，有足够的刚性；工字钢上平面距地面一米左右，便于钢结构的对接和焊接；组合支架搭设的方向应和组件起吊的方向一致，组合支架搭设的位置应符合组件起吊次序。,风机安装,2、焊接式锅炉钢架组合2.1钢柱对接：把分段的立柱摆放在组合架上，并检查每段的弯曲、扭曲，托架的数量、位置，以及立柱的长度是否符合要求。其弯曲、扭曲的误差应符合规定，如有超差弯曲、扭曲的调校一般采用局部加热的方法进行校正。根据立柱上托架的位置确定各对接分段长度，将每段上多余长度割去，加工出符合焊接工艺要求的坡口，用钢卷尺复查立柱的总长，考虑到立柱对接焊缝收缩的影响，总长应比设计长度长46mm。调整立柱的水平及垂直度（用水准仪或玻璃管水平找水平，在柱子两侧拉钢丝找垂直），符合要求后将对接缝点焊固定。再进行一次立柱总长、托架标高的检查，无误后进行焊接。对接焊缝焊完后，将焊缝高出平面部分修平，再组装接缝处的加强板，加强板焊接时应遵循一定顺序控制变形。,2.2组合件组合立柱对接后，在立柱上要定出安装基准标高线，一般取0.5m或1m，同时要画出立柱底板的中心线以及各层钢梁标高线、中心线，并打上铳眼，做出明显标识。立柱划线之后，就开始钢架的组合，即把钢架的零件组合成若干个组合件。按图纸的要求进行组合，一般情况下将主副柱组合成一个组件。钢架组合的主要工艺如下：2.2.1组合架的型钢上画出立柱的位置边线、打上铳眼、焊上限位角钢，再将立柱吊到组合架上，立柱与组合架上相应的位置线要求重合。然后用钢卷尺测量立柱间的尺寸应比设计尺寸大24mm，作为焊接时的收缩量。,2.2.2在组合横梁时，对立柱和横梁的水平度要进行检查，可用水准仪或玻璃管水平仪测量。当横梁的托架低时，只能用一块铁板垫起来，且铁板应露出横梁两侧各20mm，以方便焊接。2.2.3在各项找正结束后，可将横梁、斜撑同立柱之间加以点焊固定，重新复查各部分尺寸有无变动，如发现误差超过表所列的允许误差时则应再次进行校正，然后再正式焊接。焊接完毕后安装临时爬梯及操作平台，以便在吊装过程中及横梁安装过程中使用。,3、焊接式锅炉钢结构安装3.1基础检查划线及垫铁配置：在钢架安装前，应对土建施工的基础进行检查，办理交接手续，主要检查基础浇灌质量及位置和外形尺寸。基础的交接完毕后，进行基础划线。按垫铁布置图将放置垫铁的位置凿平，测量该位置标高，配置垫铁。在钢架吊装前，将基础清理干净，放上垫铁，再测量每组垫铁的标高，调整垫铁基本处于同一水平面，垫铁放置在立柱主立筋正下方；把基础垫铁以外的部分凿出麻面。3.2拖拉绳及地锚的设置：拖拉绳一般采用直径为15.5mm19mm的钢丝绳，根据现场环境设置好地锚，注意拖拉绳与地面的夹角为不能过大。,3.3组件准备：钢架在起吊前必须对钢架组合件进行一次全面的检查（通知监理部门和建设单位），包括所有应焊接的部位是否焊完，是否符合设计要求，拖拉绳及其它临时设施是否准备好，随同钢架组合件一同吊装的零部件是否已经固定牢固等。3.4钢架组件吊装：起吊时，吊装机械吊装组件上部，组件下部根据现场情况使用一台吊车配合抬吊。就位后拴好拖拉绳，临时固定钢架柱脚，检查校正立柱垂直度，摘除吊钩。如果组件较长，为防止钢架吊装时产生永久弯曲变形，应在组件上设置4个吊装点（每侧设置2个吊点），为了使每根钢丝绳受力均匀，采用单轮滑车串起。吊装完一个，找正一个，并临时固定，待4榀钢架全部吊装、就位找正后，及时安装两组件之间的连梁，确保构件稳定。,3.5组合件找正：钢架找正以基础中心线及立柱的1m标高线为基准，先调整标高，后调整位置，用水准仪测量立柱1m标高与厂房1m标高是否一致。钢架垂直度调整用经纬仪测量，拖拉绳拉倒链调整。一跨四根立柱都就位找正后，还要测量各立柱间的对角线，相应的对角线应相等。测量对角线，不仅要测立柱上下两处，而且要测中间各主要联梁标高处，如超过允许误差，则应进行调整。找正结束后，将立柱四周的预埋钢筋用气焊煨弯（对钢筋加热温度不能过高），弯贴在立柱上，按设计要求进行钢筋焊接固定。最后将两片钢架之间的横梁、斜撑及其他部件按施工工序装上去，并找正和焊接。,3.6炉顶钢结构安装：为加快施工进度，减少高空作业量，焊接式炉顶钢结构一般采用组合安装形式，组件的大小主要考虑主力吊车的起重能力。吊装时，先吊中心组件，再吊其它组件。炉顶大梁组件吊装一件找正一件，不允许在未找好大梁上进行下一部件的安装工作，避免大梁位置不准，导致后期难以纠正。,第四部分-风机的安装,第五部分-高强螺栓连接锅炉钢架安装,高强螺栓连接方式锅炉钢架安装由于高强螺栓连接方式有诸多优点，大中型机组的锅炉钢结构基本都采用这种连接形式。300MW机组锅炉钢架安装工期一般为三个多月到四个月，600MW机组锅炉钢架安装工期再延长一个月左右。1、安装方案采用高强度螺栓连接形式的钢结构主要采取散装的方式进行安装。安装顺序一般为：第一段安装自炉前向炉后，先内侧后外侧的顺序进行；其余各段自炉前向炉后推进，左右侧同时进行，在立柱、主要横梁、垂撑安装完毕后，进行找正工作，达标后，再进行初紧、终紧，高强螺栓的紧固工作完成后，安装平台、楼梯、第一段安装结束后进行整体验收，合格后方准进行第二段的安装，以此类推。第一段钢结构可使用汽车吊或履带吊进行安装，第二段开始使用锅炉主力吊车吊装。,大板梁吊装：若单台吊车能够满足吊装要求，将进入现场的大板梁直接存放在吊车吊重范围内，在准备工作完毕后，单车吊装就位。如需两台吊车抬吊，板梁运至现场，最好能直接卸到起吊位置（到货顺序、通道）；否则卸车后，再拖至起吊位置，做好准备工作后，使用两台吊车吊装就位。钢结构安装除要考虑立柱、横梁、垂撑、大板梁及楼梯、平台、步道格栅板的安装外，同时还要考虑一起吊装的烟风道、四大管道、燃烧器、刚性梁等设备，要临时吊挂或临时放置在相应的各层平台上，以保证安装工作的顺利进行。,2、钢结构安装开口方案钢结构安装时，在保证整体结构稳定及强度要求的原则下，部分构件缓装，作为顶板和受热面设备安装开口。大板梁吊装开口：当单台吊车无法满足大板梁吊装时，需用两台吊车进行抬吊，一般大板梁的起吊位置在炉膛，影响板梁起吊的伸进炉膛的挑台需缓装；如果辅助吊装机械为履带吊，受吊车工况限制可能部分钢结构部件需要缓装（如副柱及有关连梁、拉条等）。汽包吊装开口：在亚临界锅炉安装时，为满足汽包安装要求，影响汽包运输的钢结构及平台、扶梯缓装，待汽包运进炉膛后再封口；根据汽包吊装方案，影响汽包吊装及就位的钢结构部件及平台、栏杆暂不安装。炉顶开口：为满足水冷壁、包墙、过热器、省煤器组件及过热器和再热器联箱的穿装大板梁间部分次梁缓装，在相应组件穿装完毕后按一定顺序封闭炉顶开口。,3、锅炉钢结构安装程序锅炉钢结构安装程序一般分为：基础划线设备清点、检查、划线柱底板安装分层立柱吊装立柱间主梁及垂撑的安装主梁间次梁及水平撑的安装钢结构分层找正高强螺栓紧固梯子、平台、栏杆安装钢结构分层验收顶板梁安装钢结构整体验收。3.1基础划线：基础地脚螺栓浇灌完毕后，质检部门应及时组织检查验收。其基础的外型尺寸及顶面标高应符合设计要求，混凝土强度应能够满足施工。基础的交接完毕后，进行基础划线。,3.2设备清点、检查、立柱划线到达现场的设备应按照吊装计划顺序及阶段性安装构件数量进行全面清点，以确保吊装工序的连续性和顺序性。构件重点检查长度尺寸，偏差应在0至-2mm之间，并作好记录。以备构架形成后，调整各尺寸时使用。立柱检查作为一个重点，应检查立柱高强螺栓孔的孔径、孔距、孔数及标高应符合图纸要求，立柱的弯曲值、扭曲值符合规定，厂家焊缝要求，对检查得出的数据要作好记录。重点对立柱长度作好记录。立柱安装前，应在柱身三个面划出中心线（第一段在柱身四面划出立柱中心线及+0.5m标高线，柱底板各边均划出柱面中心线）以便柱子就位找正，并用油漆作明显标记。标高线应以立柱顶部标高为依据向下测量柱顶与相应标高线的距离测得标高线。,3.3柱底板安装对于锅炉钢架立柱与柱底板分体到货的设备，钢架安装前首先安装柱底板。柱底板安装前应根据图纸尺寸要求划出纵横中心线，并将中心线延伸至底板的四个侧面。吊装柱底板时，保证底板的水平，就位时注意不要碰伤地脚螺栓。根据基础中心线对柱底板的纵横尺寸进行初步找正。根据建筑提供的标高基准点调整标高,使柱底板的四角保持在同一水平面上,且各柱底板的相对标高差控制在标准范围内。在锅炉基础各纵横中心线拉上钢丝，作为柱底板找正的依据。调整一项尺寸的同时监控其他尺寸的变化，水平尺寸调整的同时监控并调整标高尺寸，经过反复调整确保各几何尺寸在标准范围内。柱底板全部安装调整完毕，经复查，符合质量标准要求后，用地脚螺栓的螺母将底板压紧，做好记录，报质检部门验收。经检验合格后交由建筑专业进行二次灌浆。,3.4立柱安装吊装前，应在立柱上各节点下方安装吊装用的架子，并在架子上绑扎脚手板。在立柱最顶端的架子上挂爬梯，爬梯长度应能到达立柱底端，爬梯应稳固，应与所有其经过的吊装操作架子绑扎。吊装前，还应在立柱顶端四角挂好拖拉绳。不带柱底板立柱安装：将立柱吊至柱底板上方，调正其方向缓慢落钩，立柱就位后，吊车卸去部分载荷，绷上立柱四侧拖拉绳，用水平仪测量，检测立柱+0.5m标高线是否符合标准，调整立柱四侧中心线与柱底板中心线重合，调整垂直度符合要求后，拧紧与柱底板的连接螺栓螺母，打紧拖拉绳。复查，无问题后方可摘钩。,带柱底板立柱安装：通过调整地脚螺栓定位螺母来调整立柱标高，吊装前，用水平仪测量，根据立柱+0.5m标高线距柱底板下平面距离调整地脚螺栓定位螺母高度，为立柱的顺利就位作好准备。立柱就位后，吊车卸去部分载荷，绷上立柱四侧拖拉绳，调整立柱底板四侧中心线与基础中心线重合，调整垂直度符合要求后，拧紧地脚螺栓螺母，打紧拖拉绳。复查，无问题后方可摘钩。第一根立柱安装完毕后，安装下一根立柱时，应检查其间距尺寸，形成框架后，还应检查框架的对角尺寸。柱对接：当一段钢架安装完毕柱顶尺寸验收后，恢复该段立柱顶端连接板，准备对接立柱。立柱对接时，首先将立柱吊装就位，用过冲调整好立柱与连接板的螺栓孔，穿上螺栓，绷上立柱四侧拖拉绳，调整立柱垂直度，绷紧拖拉绳后摘钩。,不带柱底板立柱安装带柱底板立柱安装,3.5立柱间构件安装构件就位后，用过冲定位，再穿入螺栓。对于重量较轻的垂直支承可与其上部的连接横梁在地面上组装后一起安装。构件安装应保证节点紧固后不产生附加应力。必要时在横梁的端头加垫片进行调整。3.6钢结构找正：钢结构吊装形成框架后，须进行局部找正，用拖拉绳固定。当整段钢架吊完后，应进行整体找正，找正顺序应由中心向两端扩展。首先初紧主结构各节点螺栓测量各立柱垂直度测量各立柱顶端的间距、对角尺寸各几何尺寸综合评价找出关键点在立柱与横梁的连接处加垫片调整以最小的调整量达到最好的找正效果终紧主结构的螺栓，再终紧次结构的螺栓。保证各尺寸符合标准后，螺栓终紧完毕各尺寸经复查无误，报质检部门验收。,3.7大板梁安装大板梁检查划线：检查大板梁与各主要构件连接螺栓孔位置、孔径是否符合图纸设计，并对大板梁进行长度、宽度、高度、上拱度、弯曲度、扭曲度以及焊接质量进行检查，认真作好检查记录。根据与立柱连接的螺栓孔划出十字中心线，并将中心线延伸至托架的侧面，以确定就位时中心偏差。大板梁安装：大板梁安装前，除大板梁外顶层其他构件均应安装，螺栓紧固完毕，并经验收符合标准。对支撑板梁的立柱顶端进行标高、间距及对角线的测量，以保证大板梁的顺利就位。,若大板梁分上下两部分到货，吊装时采用分体吊装，在就位位置组合。大板梁就位时，因立柱的垂直度有一定量的偏差，所以应先使大板梁一端先就位，另一端依靠千斤顶或倒链调整好立柱垂直度并固定好，用拖拉绳调整好大板梁的垂直度，将两端固定。大板梁间构件安装：板梁间构件安装前，受热面部分的一些吊杆应预穿在横梁上随梁一起安装。钢结构的安装还应考