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摘 要：随着社会的持续发展，中国对发电企业的环保要求越来越高。近两年来，由于燃烧效率高、对环境的污染小，大量的燃机电厂开始建设。大型燃机电厂已成为城市热电供应的发展方向。其中，470MW燃机机组余热锅炉受热面模块安装过程中，根据受热面模块组件尺寸、重量及安装高度，结合现场实际情况对卷扬机、滑轮组、导向滑轮、滑道、重物移运器等施工机械及工具合理布置，保证按期、安全、保质完成燃机余热锅炉受热面模件的安装。
关键词：燃机余热锅炉；施工机械及工具合理布置；受热面模块安装
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）24-0240-03
前 言
本工程为华能重庆两江燃机电厂（2×470MW）新建工程1号机组燃机余热锅炉安装，余热锅炉选用的是东方日立锅炉有限公司生产的BHDB-M701F4-Q型余热锅炉。
换热室内共布置102片受热面模块，受热面模块重约8～30t不等，外形尺寸为：23.75m×3.9925m，模塊垂直布置于换热室内，模块上、下两端分别设有上、下集箱，每个上集箱有两个吊点将该管束的荷载传递到炉顶钢架上。集箱上还设有固定支撑及防撞装置，防止集箱受水平地震力作用而前后、左右晃动。在各管组间留有检修空间并设有检修门孔。
根据燃机余热锅炉钢架及受热面模块的结构状态，本项目对受热面模块的吊装进行了优化设计，创造了一种“经济、可靠、高效”的吊装工法，使受热面模块能够全部安全就位。
1 安装工艺原理
由于本工程卧式余热锅炉的受热面模块是柔性受热面管屏，而且每片模块都长达23.75m，吊装方法稍微不当，都可能造成受热面模块发生塑性变形，因此受热面模块的合理吊装方法直接关系着受热面模块的安装质量及整台余热锅炉的使用性能。
本工程受热面模块的吊装过程是一个多种吊装机具协调配合的组合吊装过程。1套受热面模块卸车起扳工具、1台250t履带吊、2台5t卷扬机、6台手动单轨行车、2台20t手拉葫芦必须配合协调紧凑，才能最大限度的在保证安全的情况下，提高模块安装质量及安装速度。
在这个组合吊装过程中，250t履带吊利用模块卸车工具将模块平抬至平躺的模块起扳架上，然后250t履带吊放下模块卸车工具，用吊装钢丝绳吊住模块上集箱（250t不带负荷或只带不超过1t的低负荷），然后使用2台5t卷扬机将模块及模块起扳架起扳至与水平面夹角达到80°的位置，然后，250t履带吊开始起钩，吊起模块与模块起扳架分离，然后250t履带吊转车，将模块吊至余热锅炉进口或出口位置，用2台20t手动单轨行车进行接钩，接钩完成后，2台20t手动单轨行车将模块吊装至就位位置，将受热面模块与模块吊挂装置连接好，再用2台20t手拉葫芦调整模块上集箱位置进行模块找正，当模块上集箱找正完成后，20t手拉葫芦卸去一部分力，检查模块受力情况良好后，再完全松开20t手拉葫芦。
由于余热锅炉的结构特点，受热面模块从余热锅炉的进、出口都可以进入，所以本工程决定第一至第三模块由炉前进入，第四至第六模块由炉后进入。
2 施工工艺操作要点
2.1 受热面模块卸车及堆放
由于受热面模块刚度较差，因此卸车时使用了我单位自行制作的管屏卸车起吊工具，具体卸车过程如图1所示。由于受热面模块卸车至受热面模块吊装还有一段比较长的时间，因此，为了防止受热面模块变形，必须在受热面模块下车前应将下车位置的地面压平，并铺上一层平整的5cm厚的碎石，碎石上再放上受热面模块包装架，这些都准备好后再将受热面模块卸车至包装架上。在场地有限的情况下，受热面模块可以多层堆放，但是为了不损坏模块，堆放的层数就不能太多，最好控制在8层以内，而且堆放一定要确保堆放位置是平整的。
2.2 受热面模块吊至起扳架
受热面模块吊装的第一步是使用模块卸车工具将模块吊至模块起扳架上，吊装过程如图2～3所示。
2.3 受热面模块起扳
受热面模块吊装的第二步是模块扳直过程。250t履带吊将模块吊至起扳架上后，将模块卸车工具取下，然后250t履带吊吊住模块上集箱，然后用卷扬机起扳模块，具体过程如图4。
2.4 受热面模块吊至吊装轨道
当受热面模块起扳至与地面夹角达到80°后，250t履带吊开始起钩，将受热面模块吊起，然后250t履带吊转车，将受热面模块吊至余热锅炉的吊装入口位置，调整好模块方向和位置后，用两台20t猫爪接钩，接钩用的钢丝绳一定要长度合适，这样才能更快的将模块与吊挂装置连接到一起。这个吊装过程的示意图见图5～7。
2.5 受热面模块就位
当受热面模块用两台20t手动单轨行车接钩完成后，手拉行车链条就可以轻松的将模块拉至就位位置，具体情况见图8。
模块达到就位位置后，就与模块吊挂装置连接好，然后用两台20t手拉葫芦调整模块上集箱标高，当上集箱标高调整好后（比图纸设计标高高出3～4mm为宜），拧紧模块吊挂装置的螺母，松去20t手拉葫芦的一部分负荷，确认模块受力良好后，20t手拉葫芦才能完全松钩。
2.6 受热面模块吊装工具主要结构危险点的强度校核
2.6.1 轨道强度校核
本次吊装工作20t手动单轨行车轨道使用的是45a工字钢，45a工字钢与余热锅炉顶板的连接方式为8.8级高强螺栓连接（厂家有螺栓预留孔），每隔2.5～3.5m与顶板用4颗M22的高强螺栓连接一次，其中跨距最大的螺栓连接点相距3.5m，吊装过程中单台手动单轨行车的最大负荷为13.7t。
2.6.2 卷扬机负荷校核
在用卷扬机起扳模块的过程中，起扳架重量为12t，滑车组及钢丝绳重量3.5t，设备最大重量27.385t，因此吊装总重量最大为42.9t，吊装时重心位置正好设计在起扳吊耳与起扳架旋转中心的中间位置，在设备刚刚起扳的一瞬间，卷扬机负荷最大，考虑到起扳初期钢丝绳与起扳架夹角为45°，则两台卷扬机在动载系数为1.1的情况下负荷将达到（42.9÷2/0.707）×1.1=33.4t，由于两台卷扬机的钢丝绳进行了串联，且有专用起重人员进行起扳架左右速度调节，所以单台卷扬机的负荷为16.7t，由于单台5t卷扬机在起扳过程中为一绳8股受力，则卷扬机牵引力约为2.1t，负荷率为42%，因此5t卷扬机满足起扳要求。 2.6.3 起扳架上滑车组吊耳强度校核
此吊耳用δ30的Q235A钢板制作，制作方式如图9所示。
吊耳受到与垂直方向成45°夹角斜向下的拉力F，由5.2.6.2中的计算可知：F最大时为16.7t加上一个上滑车组重量延F力方向的分力，即：16.7+3.5×cos45°=19.2t。
2.6.4 起扳架转动部位销轴强度校核
本次受热面模块起扳时旋转中心使用的销轴为？准50×140的销轴，销轴材质为Q235A，許用拉应力[σL]=1400kgf/cm2，许用剪应力[σJ]=980kgf/cm2，在受热面模块被扳直时销轴受力最大，以最重件第二模块左模块为校核对象，模块重量为27385kg，起扳架重量12000kg，加上其他辅助设备1000kg，再考虑1.1的动载系数则取总起重量为45000kg，假设此时所有重量全部由销轴承受，则销轴受的剪应力为：
2.6.5 起扳架转动部位吊耳强度校核
在受热面模块起扳时，吊耳2的受力较好，且为4个吊耳受力，所以本方案只对吊耳1进行强度校核。在受热面模块起扳时，吊耳1的A-A截面受的剪应力最大，当受热面模块扳直时，吊耳1受的挤压力和剪应力对吊耳影响不是太大，因此本次吊耳1强度校核只考虑模块刚起扳时的情况，以最重件第二模块左模块为校核对象，模块重量为27385kg，起扳架重量12000kg，加上其他辅助设备1000kg，再考虑1.1的动载系数则取总起重量为45000kg，此时垂直方向上的力有1/4承受在单个耳板1上，则吊耳受的剪应力为：
2.6.6 吊装用钢丝绳强度校核
以250t履带吊单独吊装最重组件为校核对象，外形尺寸长×宽为2375×3992.5mm，重量为G=27385kg。
吊装选用？准36.5（6×37+1-1700kPa）的钢丝绳，钢丝绳长度为18m，此钢丝绳单股破断拉力为63900kg，两绳四股受力。根据钢丝绳长度为18m，管屏两吊耳间的距离为2.5m，可计算出钢丝绳与垂直方向上夹角的余弦值cosα=0.99，因此可计算出单股钢丝绳受力为：
3 结束语
本文中，按照上述安装方法进行了余热锅炉受热面模件的安装，保证了受热面模件的安装进度、施工安全及质量目标，为以后类似的余热锅炉模块安装提供一定的参考。
参考文献
[1]马云龙.浅谈余热锅炉受热面模块吊装[J].科技信息，2010（01）.
[2]杨 勇.浅谈燃机余热锅炉受热面模块吊装方法[J].电力设备，2015（10）.
[3]王永彪.浅谈燃机余热锅炉受热面模件安装[J].中国新技术新产品，2016（11）.
[4]俞 凯.立式燃机余热锅炉受热面模块的吊装工艺[J].产业与科技论坛，2016（12）.
[5]程 稚.立式余热锅炉受热面布置选型[J].发电设备，2018（03）.
收稿日期：2018-7-15
作者简介：肖 波（1984-），男，汉族，四川成都人，助理工程师，本科，主要从事电站安装工作。
黄长静（1982-），女，汉族，四川宜宾人，助理工程师，专科，主要从事电站安装工作。
关键词：燃机余热锅炉；施工机械及工具合理布置；受热面模块安装
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）24-0240-03
前 言
本工程为华能重庆两江燃机电厂（2×470MW）新建工程1号机组燃机余热锅炉安装，余热锅炉选用的是东方日立锅炉有限公司生产的BHDB-M701F4-Q型余热锅炉。
换热室内共布置102片受热面模块，受热面模块重约8～30t不等，外形尺寸为：23.75m×3.9925m，模塊垂直布置于换热室内，模块上、下两端分别设有上、下集箱，每个上集箱有两个吊点将该管束的荷载传递到炉顶钢架上。集箱上还设有固定支撑及防撞装置，防止集箱受水平地震力作用而前后、左右晃动。在各管组间留有检修空间并设有检修门孔。
根据燃机余热锅炉钢架及受热面模块的结构状态，本项目对受热面模块的吊装进行了优化设计，创造了一种“经济、可靠、高效”的吊装工法，使受热面模块能够全部安全就位。
1 安装工艺原理
由于本工程卧式余热锅炉的受热面模块是柔性受热面管屏，而且每片模块都长达23.75m，吊装方法稍微不当，都可能造成受热面模块发生塑性变形，因此受热面模块的合理吊装方法直接关系着受热面模块的安装质量及整台余热锅炉的使用性能。
本工程受热面模块的吊装过程是一个多种吊装机具协调配合的组合吊装过程。1套受热面模块卸车起扳工具、1台250t履带吊、2台5t卷扬机、6台手动单轨行车、2台20t手拉葫芦必须配合协调紧凑，才能最大限度的在保证安全的情况下，提高模块安装质量及安装速度。
在这个组合吊装过程中，250t履带吊利用模块卸车工具将模块平抬至平躺的模块起扳架上，然后250t履带吊放下模块卸车工具，用吊装钢丝绳吊住模块上集箱（250t不带负荷或只带不超过1t的低负荷），然后使用2台5t卷扬机将模块及模块起扳架起扳至与水平面夹角达到80°的位置，然后，250t履带吊开始起钩，吊起模块与模块起扳架分离，然后250t履带吊转车，将模块吊至余热锅炉进口或出口位置，用2台20t手动单轨行车进行接钩，接钩完成后，2台20t手动单轨行车将模块吊装至就位位置，将受热面模块与模块吊挂装置连接好，再用2台20t手拉葫芦调整模块上集箱位置进行模块找正，当模块上集箱找正完成后，20t手拉葫芦卸去一部分力，检查模块受力情况良好后，再完全松开20t手拉葫芦。
由于余热锅炉的结构特点，受热面模块从余热锅炉的进、出口都可以进入，所以本工程决定第一至第三模块由炉前进入，第四至第六模块由炉后进入。
2 施工工艺操作要点
2.1 受热面模块卸车及堆放
由于受热面模块刚度较差，因此卸车时使用了我单位自行制作的管屏卸车起吊工具，具体卸车过程如图1所示。由于受热面模块卸车至受热面模块吊装还有一段比较长的时间，因此，为了防止受热面模块变形，必须在受热面模块下车前应将下车位置的地面压平，并铺上一层平整的5cm厚的碎石，碎石上再放上受热面模块包装架，这些都准备好后再将受热面模块卸车至包装架上。在场地有限的情况下，受热面模块可以多层堆放，但是为了不损坏模块，堆放的层数就不能太多，最好控制在8层以内，而且堆放一定要确保堆放位置是平整的。
2.2 受热面模块吊至起扳架
受热面模块吊装的第一步是使用模块卸车工具将模块吊至模块起扳架上，吊装过程如图2～3所示。
2.3 受热面模块起扳
受热面模块吊装的第二步是模块扳直过程。250t履带吊将模块吊至起扳架上后，将模块卸车工具取下，然后250t履带吊吊住模块上集箱，然后用卷扬机起扳模块，具体过程如图4。
2.4 受热面模块吊至吊装轨道
当受热面模块起扳至与地面夹角达到80°后，250t履带吊开始起钩，将受热面模块吊起，然后250t履带吊转车，将受热面模块吊至余热锅炉的吊装入口位置，调整好模块方向和位置后，用两台20t猫爪接钩，接钩用的钢丝绳一定要长度合适，这样才能更快的将模块与吊挂装置连接到一起。这个吊装过程的示意图见图5～7。
2.5 受热面模块就位
当受热面模块用两台20t手动单轨行车接钩完成后，手拉行车链条就可以轻松的将模块拉至就位位置，具体情况见图8。
模块达到就位位置后，就与模块吊挂装置连接好，然后用两台20t手拉葫芦调整模块上集箱标高，当上集箱标高调整好后（比图纸设计标高高出3～4mm为宜），拧紧模块吊挂装置的螺母，松去20t手拉葫芦的一部分负荷，确认模块受力良好后，20t手拉葫芦才能完全松钩。
2.6 受热面模块吊装工具主要结构危险点的强度校核
2.6.1 轨道强度校核
本次吊装工作20t手动单轨行车轨道使用的是45a工字钢，45a工字钢与余热锅炉顶板的连接方式为8.8级高强螺栓连接（厂家有螺栓预留孔），每隔2.5～3.5m与顶板用4颗M22的高强螺栓连接一次，其中跨距最大的螺栓连接点相距3.5m，吊装过程中单台手动单轨行车的最大负荷为13.7t。
2.6.2 卷扬机负荷校核
在用卷扬机起扳模块的过程中，起扳架重量为12t，滑车组及钢丝绳重量3.5t，设备最大重量27.385t，因此吊装总重量最大为42.9t，吊装时重心位置正好设计在起扳吊耳与起扳架旋转中心的中间位置，在设备刚刚起扳的一瞬间，卷扬机负荷最大，考虑到起扳初期钢丝绳与起扳架夹角为45°，则两台卷扬机在动载系数为1.1的情况下负荷将达到（42.9÷2/0.707）×1.1=33.4t，由于两台卷扬机的钢丝绳进行了串联，且有专用起重人员进行起扳架左右速度调节，所以单台卷扬机的负荷为16.7t，由于单台5t卷扬机在起扳过程中为一绳8股受力，则卷扬机牵引力约为2.1t，负荷率为42%，因此5t卷扬机满足起扳要求。 2.6.3 起扳架上滑车组吊耳强度校核
此吊耳用δ30的Q235A钢板制作，制作方式如图9所示。
吊耳受到与垂直方向成45°夹角斜向下的拉力F，由5.2.6.2中的计算可知：F最大时为16.7t加上一个上滑车组重量延F力方向的分力，即：16.7+3.5×cos45°=19.2t。
2.6.4 起扳架转动部位销轴强度校核
本次受热面模块起扳时旋转中心使用的销轴为？准50×140的销轴，销轴材质为Q235A，許用拉应力[σL]=1400kgf/cm2，许用剪应力[σJ]=980kgf/cm2，在受热面模块被扳直时销轴受力最大，以最重件第二模块左模块为校核对象，模块重量为27385kg，起扳架重量12000kg，加上其他辅助设备1000kg，再考虑1.1的动载系数则取总起重量为45000kg，假设此时所有重量全部由销轴承受，则销轴受的剪应力为：
2.6.5 起扳架转动部位吊耳强度校核
在受热面模块起扳时，吊耳2的受力较好，且为4个吊耳受力，所以本方案只对吊耳1进行强度校核。在受热面模块起扳时，吊耳1的A-A截面受的剪应力最大，当受热面模块扳直时，吊耳1受的挤压力和剪应力对吊耳影响不是太大，因此本次吊耳1强度校核只考虑模块刚起扳时的情况，以最重件第二模块左模块为校核对象，模块重量为27385kg，起扳架重量12000kg，加上其他辅助设备1000kg，再考虑1.1的动载系数则取总起重量为45000kg，此时垂直方向上的力有1/4承受在单个耳板1上，则吊耳受的剪应力为：
2.6.6 吊装用钢丝绳强度校核
以250t履带吊单独吊装最重组件为校核对象，外形尺寸长×宽为2375×3992.5mm，重量为G=27385kg。
吊装选用？准36.5（6×37+1-1700kPa）的钢丝绳，钢丝绳长度为18m，此钢丝绳单股破断拉力为63900kg，两绳四股受力。根据钢丝绳长度为18m，管屏两吊耳间的距离为2.5m，可计算出钢丝绳与垂直方向上夹角的余弦值cosα=0.99，因此可计算出单股钢丝绳受力为：
3 结束语
本文中，按照上述安装方法进行了余热锅炉受热面模件的安装，保证了受热面模件的安装进度、施工安全及质量目标，为以后类似的余热锅炉模块安装提供一定的参考。
参考文献
[1]马云龙.浅谈余热锅炉受热面模块吊装[J].科技信息，2010（01）.
[2]杨 勇.浅谈燃机余热锅炉受热面模块吊装方法[J].电力设备，2015（10）.
[3]王永彪.浅谈燃机余热锅炉受热面模件安装[J].中国新技术新产品，2016（11）.
[4]俞 凯.立式燃机余热锅炉受热面模块的吊装工艺[J].产业与科技论坛，2016（12）.
[5]程 稚.立式余热锅炉受热面布置选型[J].发电设备，2018（03）.
收稿日期：2018-7-15
作者简介：肖 波（1984-），男，汉族，四川成都人，助理工程师，本科，主要从事电站安装工作。
黄长静（1982-），女，汉族，四川宜宾人，助理工程师，专科，主要从事电站安装工作。