高空液压整体提升大型钢结构施工工艺研究

高空液压整体提升大型钢结构施工工艺研究

杨俊 蔡大洋 肖荣进 黄隆恒

中国电建集团贵州工程有限公司 贵州贵阳 550001

摘要

吸收塔增容分为浆液池层增容以及喷淋层增容，其中喷淋层增容在高空中，施工不仅要解决安全和质量问题，还要顾及脱硫岛场地狭窄的现状和改造施工工期普遍较短这一现实问题。现将液压提升技术进行了创新发展，利用液压提升装置在高空对吸收塔进行整体提升。

关键词：高空、大型钢结构、整体提升

0 引言

随着我国社会的不断发展，对环境保护提出了更高的要求，各个火电厂都设置了脱硫装置。但随着设备老化，煤炭供应变化等原因，部分火电厂的脱硫指标已达不到国家环保要求，在多数电厂对脱硫岛进行的改造中都涉及到原有脱硫吸收塔加高以增大容积的施工工作。

而吸收塔增容分为浆液池层增容以及喷淋层增容，其中喷淋层增容在高空中，施工不仅要解决安全和质量问题，还要顾及脱硫岛场地狭窄的现状和改造施工工期普遍较短这一现实问题。以我公司施工的贵州黔西中水发电有限公司4x300MW机组烟气脱硫系统增容改造工程为例，其吸收塔在0m增高7.9m外，还需要在37.3m处增高2m，用以增加喷淋层数量。我公司将液压提升技术进行了创新发展，成功的在高空将吸收塔的上部进行整体提升，并形成了高空液压提升大型钢结构的基本工艺方法。

1 工艺原理及操作要点

采用SQD松卡式千斤顶配套的成套液压提升装置，对吸收塔的上部所有结构、管道等作为一个整体，设置胀圈进行提升，下部塔体内设置钢牛腿支座用于安放千斤顶，同时在下部塔内壁设置的加强环以控制受力变形。通过中央泵站控制各千斤顶，采用步进式提升，确保提升的安全可靠平稳的同时，能够保证施工质量，缩短施工工期。

为便于说明本工法，以我公司在贵州黔西中水发电有限公司4x300MW机组烟气脱硫系统增容改造工程项目4号机组吸收塔喷淋层增容改造施工为例介绍本工法的工艺流程及设计要点。吸收塔规格参数：直径φ12.5m，在浆液池层0m处增容7.9m，在喷淋层37.3m处（增容后高度）增容2m，最终吸收塔高度为46.06m。根据原有吸收塔竣工图，喷淋层37.3m以上部分整体重量75t，拟布置8台SQD-350-100SF松卡式千斤顶。

1.1施工工艺流程

施工前准备→拆开塔外连接→除雾器拆除→塔体加固→提升装置布置→塔体切割、提升→组装塔壁板→提升装置拆除。

1.2操作要点

1.2.1施工准备：将塔纵横中心线引出到吸收塔基础环上，以备新增管座和结构的定位。根据提升的需要在吸收塔内、外搭设脚手架。

1.2.2拆开塔外连接：

a.除了浆液再循环管外，其余管道尺寸较小、重量不大，可依附在吸收塔上与塔体一起提升，拆除上下连接部分的法兰螺栓即可。

b.楼梯平台连接的拆除：除需作改造的平台楼梯外，其余平台在升塔过程中与周围建构筑物有足够空间、不影响塔的提升，均不作拆除，随塔体提升。

c.塔顶净烟道连接拆除：拆除烟气出口处补偿器。

d.热工电缆连接拆除：在拆除管道前，需先将管道上的电动门及热控仪表的电缆接线拆除，再将电动门、热控仪表逐一拆除并妥善保管。

1.2.3除雾器拆除

a.除雾器属于易燃物，塔顶动火施工之前必须先将其拆除。

b.拆除顺序从下层到上层，打开除雾器层人孔门，依次拆除各层除雾器片、塔内除雾器冲洗水管、除雾器支架，从人孔门运出，吊车吊下。

1.2.4塔体加固

a.吸收塔壁钢板厚度为8mm—10mm，为避免提升时筒壁失稳变形，需对改造处处上下部分的筒体进行加固处理。

b.塔上部沿内壁设置胀圈，并焊接传力筋板来保证胀圈向塔体传力。胀圈强度按简支梁来计算。

c.塔下部按提升支架的尺寸用钢板制作钢牛腿支座用于安放提升架和千斤顶。牛腿强度按《钢结构设计规范（GB50017）》计算。

d.在牛腿标高位置沿塔内壁设置一圈水平加强环板，环板上间距2m设一块竖向加强板，加强下部塔壁的刚度。加强环处塔体刚度简化为按T型梁弱轴受力来计算整体稳定性，T型梁的翼板宽度按加强环到切割处的2倍，腹板宽度按加强环宽度。

1.2.5提升装置布置

a.根据提升重量计算千斤顶数量并沿塔内壁均匀布置。计算公式为

Wmax＝K*( WG +W附) （1.2.5-1）

n＝Wmax /（γ*W额） （1.2.5-2）

式中 Wmax——最大提升重量；

K——附加系数，1.1-1.3；

WG——结构重量；

W附——胀圈、传力板等附加重量；

n——千斤顶数量；

γ——千斤顶起重折减系数，0.6-0.8，现取0.6；

W额——千斤顶额定起重量；

其中Wmax=75t，千斤顶额定起重量W额=35t，得n=3.5，现取n=8,符合要求。

b.安装胀圈，胀圈底部离切割线约 300mm以便切割操作，同时也能保证刚度。胀圈分段制作，用千斤顶顶紧，与塔壁间隙不大于2mm。

c.安装【型龙门传力板或三角传力板，将胀圈卡紧后传力板与塔壁焊接牢固。传力板布置间距为1m左右，以将提升力均匀传递到筒壁各处。

d.在千斤顶处，需对胀圈进行加强，需安装两块传力板，板间距比提升托板略宽，使提升装置能够较好动作。同时在胀圈槽钢内对应安装三块加强筋板，保证千斤顶受力处胀圈的刚度。

e.各加固附件的布置见1.2.5-1图及1.2.5-2图

图1.2.5-1：塔体加固附件平面布置图

图1.2.5-2：塔体加固立面布置图

f.安装提升架，提升架尽量靠近塔壁，以不妨碍提升装置动作为宜。

g.每个提升架的稳定性影响整个罐体提升的稳定，必须平稳垂直固定，一般情况下要在其朝向塔中心面的两侧用一到两根斜支撑槽钢加固，各提升架横向使用槽钢联接成整体。这样布置方式既可使单个提升架有足够的刚度，又使所有提升架形成封闭系统，充分保证提升系统的稳定性。在经过稳定性计算提升架位移量很小时可只做横向分组联接。

h.液压提升支架分别安装、就位。当所有油路全部接通后，让千斤顶处于松卡状态，先进行全过程试验2-3 次(不加压)，然后再进行额定油压试验，观察各油路系统有无泄漏等异常现象，同时检查液压控制柜工作是否正常。接着进行空载试验，检查千斤顶的往复运动、提升杆的步进动作及上下卡头的卡紧性能是否可靠。发现不正常应作调整。

1.2.6塔体切割、提升

a.启动泵站，使液压千斤顶受力到计算重量的30%左右，沿切割位置下部塔壁内侧每隔一定距离焊接一个限位块，用于组对壁板横缝；外侧对应位置焊接支承钢板，用于支承预就位塔壁钢板并做为下放胀圈时整个上部塔体的支承，其强度依据上部总体重量、按《钢结构设计规范》进行计算。

b.由于原吸收塔已做防腐，为防大面积着火，切割壁板前，必须把附近防腐清除。

c.沿划定的线对塔体进行切割，切割时应采用跳割，避免千斤顶受力不均。

d.全部切割后，用中央控制盘按上升纽，完成一步提升，再按下降纽使千斤顶活塞复位。重复升降，完成提升过程。每升高200mm进行检查一次沿轴向升高是否一致,如不一致则关闭其他千斤顶进口阀门,单独提升局部较低位置的千斤顶，调整至一样高后继续进行提升,直至升高到比设计每层壁板略高3mm-4mm后停止泵站。

1.2.7组装塔壁板

a.用起重机将增加的壳体壁板吊，立放在外部支承板上，使用手拉葫芦移到排版安装位置，按常规方法进行组对。

b.壁板焊接完后松下千斤顶卡头，此时上部塔体安全落在塔外支承板上。下移胀圈，可重复进行上述工作，完成下一层吸收塔壁板安装（本项目仅一带板）。

2 结论

如采用常规法揭开吸收塔顶盖，再安装新增喷淋层，则增加吸收塔拆除、安装工程量75t，影响工期14天，大型吊车全过程配合。而使用该提升方法，仅需要增加安装措施材料约3.5t，且该措施材料拆除后还可在4台机组循环利用，损耗率小，对吸收塔上部鳞片防腐伤害小，在提升过程中，大型吊车可进行其他吊装作业，使用率高，加固措施有效，吸收塔结构变形小，壁板安装质量符合要求。

通过现场优化，已经发展为不但可以提升圆形箱罐，还可以提升矩形钢结构（脱硝反应器），甚至是不规则形状的烟道整体提升，提升重量从几十吨到现在的一千多吨。该工艺已在企业中得到广泛应用，工艺技术已成熟，能够满足施工工艺要求，可在大型结构整体提升作业中广泛推广应用。

参 考 文 献

[1] 陈体军,李建军. 储罐制作液压提升倒装法施工.《化学工程与装备》. 2010年第3期

[2] 李锐.储罐液压顶升倒装技术.《油气储备建设专题》.2009年第1期

[3] 蒲文广.浅谈储罐液压顶升倒装法施工技术.《工程科学》. 2010年第15期

[4]《焊接技术及验收规范》(DL/T5418-2009)

[5]《材料力学第5版》 高等教育出版社

作者简介：

杨俊（1970-），男，籍贯：贵州安顺，职称：助理工程师，学历：大专，主要研究方向：机电工程建设。

蔡大洋（1975-），男，籍贯：贵州贵阳，职称：助理工程师，学历：大专，主要研究方向：机电工程建设。

肖荣进（1973-），男，籍贯：贵州水城，职称：助理工程师，学历：本科，主要研究方向：机电工程建设。

黄隆恒（1984-），男，籍贯：江西上犹，职称：工程师，学历：本科，主要研究方向：机电工程建设。