严寒地区空冷岛冬季施工方案及管理措施研究与应用

1、严寒地区空冷岛冬季施工方案及管理措施研究与应用王学武 张 超 张 杰山东电力建设第二工程公司【摘要】 为了提高空冷岛施工的安装效率，降低严寒气候给空冷岛施工带来的不利影响，本文在对同煤轩岗等空冷机组项目的空冷岛施工经验进行了总结和借鉴的基础上，根据神华神东电力郭家湾电厂冬季施工及空冷岛的设计特点，探索出了严寒地区空冷岛冬季施工的共性，合理选择机械配置及施工方案，制定了恰切、经济的施工方案及施工组织注意事项，最大限度的发挥科学施工的潜力和优势，达到了提高机械使用效率，优质、高效、安全的完成了空冷岛安装的目的，并创造了优良的机组运行真空指标。【关键词】研究 空冷岛 冬季 施工方案【引言】 空冷机组

2、大多建设在我国西部、北部的缺水富煤地区，自然环境相对比较恶劣，冬季寒冷夏季炎热，干燥多风，昼夜温差大。按照西电东送的发展战略及西部缺水的特点，现今空冷岛型式的火力发电厂不断增多，空冷机组的建设越来越普遍，所以分析严寒地区空冷机组冬季施工的方案优化及管理措施，制定出适合西北部严寒天气、有针对性的施工方案对于火力发电厂建设来说尤为重要。【正文】 根据空冷岛施工具有共性的特点，下面就以神华神东电力陕西郭家湾2×330MW机组项目#2机空冷岛施工为例来说明空冷岛的冬季施工思路。1.机组设计及施工特点此空冷岛为GEA设计制造，钢平台紧靠主厂房A列外，单元群排成矩形方阵，共30个单元按5行6列布

3、置，平面尺寸59.1m×71.46m，座落在高度28m的9根混凝土柱上，平台由纵横交错的钢桁架连接而成，平台顶标高35m。GEA设计类型的空冷岛相有如下特点：空冷岛下部地下设施较多；重型钢架设计；重型承重风机护网设计；单吊管束吊装重量大、高度大（需双片管束组装），吊装跨距大；模块化组装后单件重量大，吊装顺序化强。2.空冷岛施工期间的气候特点此项目地处府谷县西北部、神木县北部与内蒙准格尔旗的接壤地带，位于陕西省东北端中低纬度内陆区域，属于中温带干旱半干旱大陆性季风区，该地区气候特点表现为冬季寒冷多风，时间长；夏季炎热干燥，时间短；冬春干旱少雨雪，温差大。#2机组的施工高峰正值冬季，当地

4、的气候特点是气温低且多风。每天上午10点左右开始刮风一直到下午5点左右，晚上最低气温零下29， 3.冬季施工安全保障和人员组织根据当地的气候特点，必须做好劳保及施工过程中的安全保障，提前预防，做好相应的安全措施，保证工程进展。具体内容参照下列几条：3.1准备好充足的施工人员防寒用品，配备好防寒服、手套等，做好采暖设施准备，用临时采暖炉或临时暖气，必要时施工人员可进行现场采暖。3.2合理安排施工项目，不宜冬季施工的项目应提前施工或安排在中午温度高的时候施工。平台盖板及挡风墙等设备根据工序尽量提前安装并定期做好检查，防止发生松动产生意外，并尽量减少冬季高空作业量。3.3现场的积雪、积霜要及时进行清

5、理，防止滑倒。3.4吊装用工器具在使用前要认真检查是否有脆裂现象；在气温低于-15时，倒链的负荷减半；起重机械落钩时，派专人监护卷筒钢丝绳是否松脱。对起重工器具定期进行检查并提高安全系数使用，防止出现意外。3.5露天放置的设备，做好覆盖保护措施，防雪、雨等进入设备把设备冻坏。3.6由于空冷岛全为户外高空作业，加上冬季严寒天气的影响，作业人员工作效率较低，在施工人员组织上要做好储备，在人数上要按照正常施工人员的1.2倍以上考虑。在重要项目的施工时可以实行三班倒的工作作息制度，尽量将天气对施工的影响降到最低。郭家湾项目的人员组织如下：序号工种数量资 格职 责1铆 工15有相应的工作经验负责钢结构安

6、装工作2起重工8持证上岗负责设备管道安装中的起重工作3安装工15有相应的工作经验负责转动机械设备的安装工作4管道工10有相应的工作经验负责系统管道的安装工作5焊工15持证上岗负责设备管道安装的焊接工作6电工2持证上岗负责现场电动工器具及照明等电气设施的接线等7架子工15持证上岗负责脚手架的搭设并验收挂牌8班组长8有丰富的相关工作经验负责组织具体施工工作9技术员2有丰富的相关工作经验负责全面施工技术工作,为现场施工做好技术指导及材料准备，并对施工质量进行一级验收。4具体施工方案根据此空冷岛的设计特点和当地气候情况，如何避开白天多风的时间吊装又要减少晚上低温对施工带来的困难是摆在我们面前最大的问题

7、。为了解决这个问题，减少对施工工期得影响，提高安装速度，我们确定了白天加大地面组合力度，利用无风时段集中进行吊装的施工方案，并在具备条件的情况下提前对空冷岛进行封闭，减少大风天气对上部结构及设备安装带来的影响，保证施工安全和施工时间。并且在吊装机械允许的条件下，尽量加大吊装件的组合重量，减少高空作业工作量，降低施工难度，提高工作效率。4.1主力吊装机械的选择吊装机械的选择要考虑好以下几点：a 既要重点考虑空冷钢架及设备吊装的施工重量、尽量增加地面组合减少高空作业又要做到吊装覆盖面积满足现场施工。b 注意现场的施工空间满足施工机械的行走位置以及回转区域。c 注意主力吊装机械与辅助起重机的搭配，以

8、提高起重机的整体利用率。d 机械选择对于吊装顺序及组合方案起着决定性的作用，相应的吊装顺序及组合方案对于吊装机械的选择也是必须考虑的因素，必须在这两个要求之间找到一个平衡点。为了达到机械选择的合理、经济的目的，根据当地天气以及各设备重量等情况综合考虑，选择了“ 移动式固定式 ”即“PR250履带吊（250吨/移动）QTZ400塔吊（20吨/固定）” 的吊车配置模式。塔吊主要用于小件吊装及钢架组合，履带吊主要用于钢架等大件起重作业及塔吊吊装盲区的覆盖。根据以下参数：a.钢架吊装需满足的吊装重量: 考虑到钢架迎风面的影响最重件单榀组合完重52.1t吊钩及钢丝绳重3t满足90吊装量差值5.5t=60

9、.6tb.钢架吊装需满足的吊装高度：混凝土柱顶高28m+钢架组装后高7m+钢丝绳高度及吊钩限位高17m=52mc.设备吊装需满足的吊装重量：管束组合后单重8吨 、风机桥及风机组装后单重6吨考虑到设备迎风面的影响管束组重8t吊钩及钢丝绳重2t满足90吊装量差值1t11td.设备吊装需满足的吊装高度：空冷蒸汽分配管最高点高46.9m钢丝绳高度及吊钩限位高17m63.9me.设备吊装时需满足的覆盖范围：（根据空冷布置结构吊装需满足，跨过两列吊第三列的设备）所以跨距为：2.5列的跨距28.8m空冷钢架不碰杆的距离4.5=33.3m根据以上参数及PR250主臂64.2m工况及主臂 58.4m副臂45.9

10、m可以满足以上吊装参数，具体吊装性能参数详见下表：PR250主臂64.2m工况表吊装半径14m15m16m18m20m起重量78t75t71.8t63t55.8tPR250主臂 58.4m副臂45.9m工况表吊装半径34m36m38m40m42m起重量14.6t13.8t13.1t12.5t12t4.2吊装机械布置：空冷岛的设备为纵向成列布置，PR250履带吊也采用纵向顺列移动。20吨塔吊有固定式布置和移动式布置两种，因移动式布置需铺设导轨及导轨基础，导轨和导轨基础都会防碍履带吊的移动及空冷下部倒运机械的通行，所以郭家湾选用的为固定式。在塔吊高度及臂长选定后，20吨塔吊布置在不影响PR250的

11、情况下尽量多的覆盖空冷岛施工区域以及设备存放场地，这样可以保证臂长不变的情况下，尽量大的增加覆盖面积。4.3吊装顺序和步骤吊装机械的选择确定以后，吊装方案就基本确定了。在本空冷岛施工过程中，综合考虑吊装机械的起重能力和设备安装重量和高度，确定了以下吊装方案：a. 首先将PR250履带吊布置在空冷平台A8-A11柱之间（第4列、第5列、第6列），退步吊装A8-A11柱之间钢架。（附图1）第一组“田”字单元钢架吊装的顺序详见下图： b.将吊车移至A11-A13柱之间（第2列及第3列），退步吊装第4列、第5列、第6列的上部设备，同时退步吊装A11-A13柱之间钢架。c.将吊车移在A13-A14柱之间

12、（第1列），退步吊装第2列、第3列的上部设备，同时退步吊装A13-A14柱之间的钢架。这样对空冷岛实行退步吊装方案，先完善右侧三列所有（包括排汽管道）的吊装工作，再完善左侧三列钢架、排汽管道及设备的吊装。【结束语】 通过对郭家湾项目空冷岛安装采用白天加大地面组合力度、利用无风时段集中进行吊装的施工方案，并在具备条件的情况下提前对空冷岛进行封闭，减少大风天气对上部结构及设备安装带来的影响，有效降低了严寒天气对施工带来的不利影响，保证了施工安全和施工时间。这种退步式吊装方案，极大提高了吊装效率，降低了大型机械的起重要求，节约了吊装机械费用。合理的人员组织保证了安全生产和安装工期的实现。这种吊车布置方案对于同类型机组空冷岛的安装具有实际的借鉴意义，虽然各个工程中的吊装机械不尽相同，但是在施工过程中的对方案的分析和确定的过程都是相通的，如何针对当地气候天气做好冬季安全施工措施，如何针对现场情况合理选择、搭配、布置吊装机械，如何针对设备到货情况摸索合理的吊装顺序，做到吊车布置