热力电厂烟囱钢内筒整体提升安装施工技术解析

热力电厂烟囱钢内筒整体提升安装施工技术解析

潘西平

关键词：烟囱；钢内筒；安装；喷砂除锈

1、工程概况

本工程为烟囱建筑安装工程，外筒为钢筋混凝土筒壁，内筒为等直径悬挂式钢内筒，二个钢内筒一字型布置。烟囱钢内筒为全钢结构内衬钛板（钛板不在本次方案范围内），筒体高度为0米～240米，内筒筒体材质均采用Q235B钢板制作，规格分别为16mm、12mm和10mm。钢内筒筒身各层平台之间均匀设置环向加劲肋，单个钢内筒及加劲肋钛板的重量约665.3吨。烟囱钢内筒伸出外筒顶部8m，顶标高为240米。钢内筒外壁采用喷砂除锈，除锈等级为Sa2?，保温段钢内筒外壁涂刷100um厚防腐漆；非保温段钢内筒内外壁涂刷320um厚防腐漆。

2、钢内筒的安装

2.1工艺选择

目前，烟囱钢内筒的安装多采用气压顶升倒装法、液压提升倒装法施工。气压顶升倒装法对烟囱外筒及基础无附加荷载，但是采用该方法需要把钢内筒顶端做成一个密闭容器状，顶升完毕后密闭容器顶盖的拆除需在内筒首进行，存在着很大的安全风险；顶升高度受气压影响大，气压控制精度及难度较大，筒节对接时间长，难以保证提升的稳定性：对提升设备要求较严格，且气压设备易失控爆炸，需要在基础筒壁上予留入孔或者高压气体管孔，会对设计造成影响。

本工程采用钢绞索液压提升倒装法施工工艺，该技术与气压顶升倒装法相比具有（1）高空作业少、安全；（2）占用场地少，可在较狭小的区域施工；（3）采用液压机构，出力大、体积小；（4）改连续提升为步进提升，提升高度可调控，防止了不均匀提升。（5）施工质量好、适应性强、施工成本低，经济效益好等一系列优点。

2.2钢绞索液压提升倒装法工艺原理

烟囱钢内筒钢绞索液压提升倒装法，是在烟囱顶部检修平台上设置的提升支架均布若干个穿心式液压千斤顶。穿心式液压千斤顶和在钢内筒上设置的提升吊点之间通过钢绞索进行连接，通过工作锚和安全锚提升钢绞索，并由钢绞索带动钢内筒达到提升的目的。在提升时向各液压缸同时供应等量的压力油，工作锚提起钢绞索带动钢内筒向上提升，提升到工作锚千斤顶行程到位时，利用安全锚锁紧钢绞索，将工作锚回程，工作锚回程后松开安全锚，工作锚继续向上提升，如此循环以上工作步骤直到钢内筒筒体高度满足下一节板的安装高度时提升工作完毕。进行上下钢内筒壁板或筒节的组对、焊接。如此循环以上工作步骤直到钢内筒最后一节提升完毕时，提升工作结束。

2.3安装施工技术要点

本项目钢绞索选用Φ15.24mm（1860Mpa或2000Mpa）级108根，选用6组液压千斤顶，千斤顶采用YTSD200-300穿心式液压提升千斤顶，每台千斤顶最大提升能力为200t，6组共计6台YTSD200-300穿心式液压提升千斤顶，提升能力合计1200吨。

1）液压提升设备的安装

首先在烟囱225m标高处的检修平台上的主承重钢梁H2000×500、H1350×450及H850×500上安装提升支架和导索架，6组提升支架按下图均匀布置，最后在提升支架上安装提升千斤顶，千斤顶放置要垂直水平，以保证钢绞索的偏角小于0.5度。

2）液压泵站安装及油路连接

在操作平台上选择合适位置安放液压泵站，使泵站与各组液压千斤顶近似在同一水平面上，并使泵站与各组千斤顶之间高压油管的长度尽量相同，液压电动泵站安装有流量调节阀和截止阀，流量调节阀可以调整液压千斤顶顶升平衡，截止阀同时具有调节流量截止供油功能。通过调节以上阀门可以解决提升时的平衡倾倒问题，以保证提升的同步。

3）安装下部吊点

在钢内筒节段上焊接加强钢板，再从加强钢板上焊接6组吊点，6组吊点按千斤顶布置分布，以减少提升时钢内筒的变形。

4）安装钢绞索

钢绞索选用Φ15.24mm（1860Mpa）级，每根钢绞索的破断拉力为261kN（厂家提供），每个千斤顶使用18根钢绞索，6组千斤顶共计108根钢绞索。把钢绞索穿过千斤顶和提升吊点，穿索时要使用梭线盘，且钢绞索左右旋要对称布置，避免钢绞索打绞

5）钢内筒安装

利用运料桁架上面安装的4个10吨的滑轮手拉葫芦将筒节从车上卸下来，用滑车推入钢内筒到安装位置。首先将第一节筒壁（4m高）与纯钛段一同起吊，并在第二节筒壁上安装1#、2#吊点，利用两个吊点将筒壁吊至第16节（1～16节筒壁包括纯钛段共计重量为219.75t，两个吊点允许最大吊重为235.08t）后，施工人员站在60米平台上，将3#、4#吊点吊索安装在第7节筒壁上；再利用4个吊点将筒壁吊至23节筒壁离地（1～23节筒壁总重为450t四个吊点允许最大吊重为470t），此时第七节筒壁位于100m平台处，施工人员站在100m平台上安装5#、6#吊点吊索，当第七节筒壁位于145m平台处时，施工人员将1#、2#吊点下移至第七节筒壁上，此时6个吊点均受力于第七节筒壁上，然后六个吊点共同工作直至全部筒壁吊装完成。须特别说明的是，最后一节筒壁（总重20t）运至钢内筒筒座上时，不再需用吊装，直接就位并与地脚螺栓连接。因此最大吊重为（739.7）。每节筒壁对接好后放下施工升降平台连接外部法兰螺栓并焊接钢内筒内部焊缝。

3、钢内筒喷砂除锈及防腐

3.1钢内筒喷砂除锈

为使金属表面有良好的清洁度和粗糙度，必须对金属结构表面进行除锈等预处理。防腐蚀界有这么一句话“七分除锈，三分涂装”，可见除锈的重要性。鉴于烟囱结构的特殊性，如体积大、施工环境基本为露天等，现阶段依然采用喷砂除锈的方法。喷砂除锈控制主要体现在以下几个方面：

喷砂用的压缩空气必须经冷却装置及油水分离器处理，以保证干燥、无油；油水分离器必须定期清理。喷嘴到基体钢材表面距离以100～300mm为宜，喷砂前对非喷砂部位应遮蔽保护。喷射方向与基体钢材表面法线夹角以15°～30°为宜。喷砂除锈后、进行下一道工序前，如遇下雨或其他造成基体钢材表面潮湿的情况时，要待环境达到施工条件后，用干燥的压缩空气吹干表面水分后施工，如须重新喷砂，不可降低磨料要求，以免降低粗糙度。喷砂时喷嘴不要长时间停留在某处，喷砂作业应避免零星作业，但也不能一次喷射面积过大，要考虑涂装或热喷涂工序与表面预处理工序间的时间间隔要求。对喷枪无法喷射的部位要采取手工或动力工具除锈。

3.2钢内筒喷防腐涂料

腐蚀性介质如果侵入保护层抵达钢丝钢筒表面，则会破坏钢丝钢筒表面的钝化层引起腐蚀，严重时造成钢丝断裂引发爆管。因此，要维持烟囱钢内筒更长的使用寿命，采用防腐涂层十分必要。

涂料应具备耐碱性、耐水性、浸渍性和附着力强的性能。这要求底层涂料应具有低粘度和高渗透能力，能渗透到混凝土内起到封闭孔隙和提高后续涂层附着力的作用。混凝土服役过程中容易产生的活动性裂纹，这就需要涂层体系整体具有良好的裂缝桥联性。为了抵抗外部水渗透，而又允许涂层覆盖下的水分透过涂层离开，防腐涂料应该有高水密性的同时又有良好的透气性。市场上此类涂料产品种类繁多，除底漆外，用于混凝土表面和钢铁表面的防腐涂料大多是一样的，根据保护机理区分，这些涂层可分为渗透性密封剂、表面增强密封剂、表面密封剂、厚浆型涂层、表面膜系统、涂覆层。常用的品种有：水溶性环氧、聚氨酯、沥青、氟硅酸、纯丙烯酸、改性丙烯酸、氯丁胶、硅橡胶乳液、聚脲弹性体，以及其他的鳞片型涂料和粉末型涂料等。在实际生产中，采用无毒的环氧饮水舱漆对管内壁进行防腐处理，防腐层干膜平均厚度控制不小于0.3mm。

4、结束语

现在大型火电发电厂烟囱基本全部采用钢内筒,目前国内烟囱钢内筒施工有四种方法:液压顶升倒装法、气压顶升倒装法、卷扬机提升法、悬索液压提升法,在此次烟囱钢内筒施工当中,我们采用了液压顶升倒装法,对钢内筒施工过程、主要机具、人力等资源消耗做出统计,对于钢内筒安装施工提供了很好的经验借鉴。

参考文献

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[2]童中明吴尚荣宋贵林胡秋林多点同步液压提升倒装法在烟囱钢内筒施工中的应用[J]《施工技术》2011年15期

[3]贾永胜气体顶升在烟囱钢内筒安装中的应用[J]，2008-第3届全国工程建设行业吊装市场研讨暨技术交流会