廣州某發(fā)電廠鋼煙囪制作及安裝工藝

廣州市某發(fā)電廠鋼煙囪制作及安裝工藝1、工程概況廣州市****生活垃圾焚燒發(fā)電廠東鄰****垃圾衛(wèi)生填埋場，西距最近的居民點****村約800m，北部為白云區(qū)****研究所。距廠址西面約4km的新廣從一級公路，是廣州至從化市的主干道之一，雙向6車道；東面是雙向3車道的舊廣從公路。周邊的交通狀況良好，如圖1所示：鋼煙囪鋼煙囪圖1：廣州市****生活垃圾焚燒發(fā)電廠2、結(jié)構(gòu)特點本工程鋼煙囪位于E軸線7-9軸區(qū)段，長度達70米，底部標(biāo)高為20米，頂部標(biāo)高為90米。鋼煙囪為雙煙囪，呈圓臺形，上小下大形狀，單重約130噸。鋼煙囪位于兩根砼柱之間，砼柱頂標(biāo)高為+48.751米。煙囪的平面位置如下圖2所示，立面示意圖如圖3所示：圖2：煙囪平面布置圖圖3：鋼煙囪立面示意圖鋼煙囪底座直徑為4400mm，上部外筒26.25米標(biāo)高處直徑為36600mm，90米標(biāo)高處直徑為24400mm，如圖4所示：圖4：鋼煙囪示意圖3、鋼煙囪制作工藝3.1煙囪的分段根據(jù)鋼煙囪的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合150噸履帶吊的起重能力，鋼煙囪制作按如下分段進行：圖名煙囪首尾標(biāo)高（mmm）煙囪長度(mm))煙囪重量(kg))YC119.972～125010233YC1A～26.250503018500YC226.252～330.000037489345YC330.002～335.0000499810510YC435.002～440.000049989284YC540.002～445.000049988956YC6（YC6AA）45.002～550.000049987832YC750.002～555.000049988204YC855.002～660.000049987208YC960.002～665.000049986198YC1065.002～770.000049985923YC1170.002～775.000049986225YC1275.002～880.000049985925YC1380.002～885.000049985551YC1485.002～990.0000499853413.2煙囪筒體的制作下料工序1．按照施工圖與施工工藝的要求，編制筒體展開圖數(shù)控仿形氣割的文件，由數(shù)控氣割機切割成型及直縫的坡口。2．在氣割成型的鋼板劃上鋼板壓園的中線及直縫對接的裝配依線（即對接縫各向內(nèi)100mm），均打上洋沖眼。3．鏟除割渣及毛刺，打磨周邊坡口面至光潔。鋼板下料示意圖如圖5所示：圖5：鋼板下料示意圖預(yù)彎工序1、將氣割成型的鋼板在2000噸的水壓機上，用專用模具壓制直邊端的預(yù)彎段，其彎曲半徑應(yīng)小于實際彎曲半徑，并用不小于500mm樣板檢查。2、卷板相關(guān)參數(shù)：在卷筒直徑和材料屈服極限符合規(guī)定參數(shù)的情況下，板厚與板寬關(guān)系如下：H1=K1·HK1=√5B2/（9·B·B1-4B12）3、卷筒直徑和卷板寬度符合規(guī)定參數(shù)的情況下，板材屈服極限與板厚的關(guān)系如下：H1=K2·HK2=[1-2（δS1-δS）/104]·√δS/δS1水壓機如圖6所示：圖6：2000噸的水壓機卷板工序1．在卷板機上卷制厚度為δ50mm直徑2000mm以下的錐體初軋圓。2．在軋制過程中，應(yīng)時常用樣板復(fù)核軋制時的圓弧成型情況，按實際情況修正產(chǎn)生的偏差，使其均勻圓滑的成型，避免成型后錯邊。3．同時應(yīng)注意軋制過程的鋼板的延伸量的變化，確保大小口徑的直徑精確度。4．經(jīng)過幾次來回的軋園（具體按試驗所得各類鋼板厚度實際情況制定），使?jié)u漸合攏的直縫處密合。5．卸下軋制成型的筒體，復(fù)核筒體的上下口徑的尺寸，合格后方能焊接。卷板工序如圖7所示：圖7：卷板工序示意圖單節(jié)筒體焊接工序1．焊縫的兩端頭需焊接引弧板，及п型焊縫固定件。2．按焊接工藝提供的焊接工藝參數(shù)，用埋弧自動焊自一端起焊至另一端。每焊畢一層清渣，及時檢查缺陷，及時處理修補后方能焊下一層。3．外面全部焊畢，并經(jīng)外觀檢查符合要求后，里面進行碳刨清根，刨至正面完整金屬，并用砂輪進行打磨除渣。4．按焊接工藝提供的焊接工藝參數(shù)，用埋弧自動焊焊妥。5．割除引弧板及修磨氣割處至光潔，清理焊縫至工藝要求。筒體焊接如圖8所示：圖8：筒體焊接單節(jié)筒體開坡口1．按照施工圖與施工工藝的要求，可用數(shù)控氣割或半自動氣割機或落地車床切割成型（劃線下料及四中線位置等），氣割筒體對接環(huán)縫處的端面坡口。2．按圖編制組裝的工藝方案。首先，筒體對接時單節(jié)筒體間的直縫錯位應(yīng)大于等于90°；其次，應(yīng)考慮直縫所處的位置，避開建筑內(nèi)外能目視的部位，難以避免的應(yīng)將焊縫磨平。3．對接不同厚度的鋼管時應(yīng)保證其外徑一致，厚板的內(nèi)側(cè)開過渡坡口，其要求按施工圖紙及技術(shù)要求執(zhí)行。筒體開坡口如圖9所示：圖9：筒體開坡口單節(jié)筒體拼成管段1．按工藝圖搭建鋼管組裝胎架（其接長的長度以能符合運輸要求、減少現(xiàn)場焊接為主；有節(jié)點處注意體積應(yīng)適宜運輸為準(zhǔn)），并用水平儀校準(zhǔn)位置尺寸。經(jīng)專職檢驗員檢查合格后方能使用。2．將筒體放置在胎架上，對齊筒體端口的四中線，調(diào)整對接位置的錯邊誤差，應(yīng)控制在±2mm范圍內(nèi)。3．將筒體放置在胎架上，對齊筒體端口的四中線，調(diào)整對接位置的錯邊誤差，應(yīng)控制在±2mm范圍內(nèi)，并用楔子控制對接筒體間的間隙，4．定位焊。將組裝完成的構(gòu)件吊至焊接胎架上，防止焊接變形而影響同心度。筒體間焊接如圖10所示：圖10：筒體間焊接檢驗、打磨、外觀處理1．焊后熱處理，消除焊縫內(nèi)應(yīng)力。2．修磨焊縫，焊縫進行超聲波探傷。3．檢驗合格后對管件進行標(biāo)識標(biāo)注，轉(zhuǎn)入管成品倉庫。焊縫打磨如圖11所示：圖11：焊縫打磨4.鋼煙囪現(xiàn)場吊裝4.1吊裝設(shè)備的選擇煙囪的吊裝采用150噸履帶吊進行吊裝。本工程施工現(xiàn)場共有兩臺150噸履帶吊，主臂長度分別為60.96m和70.13m，另還專門配備24.38m的挺臂。首先不安裝挺臂，使用主臂進行吊裝。使用60.96m的主臂吊裝可吊裝至標(biāo)高50m，使用70.13m的主臂吊裝可吊裝至60m標(biāo)高（如圖12）。之后對兩臺履帶吊的長度重新進行調(diào)整分配，將其中一臺的主臂接長為73.15m，并安裝上24.38m長的挺臂，挺臂安裝角度為10度。在該種塔式工況下履帶吊在30米工作半徑的起重量為8噸，起吊高度為95米，完全滿足上部各段煙囪的安裝要求。150噸履帶吊的吊裝性能如下：工作幅度(m)60.96m主臂臂起重量(噸）70.10m主臂臂起重量（噸噸）2222.922.62420.920261817.72816.215.93014.614.33213.212.9341211.7361110.7150噸履帶吊起重量表（不帶挺臂）工作幅度(米)73..15m主臂+24.388m挺臂（挺挺臂安裝角度度10。)起重臂角度(度）起重量（噸）2478.982677.782876.583075.383274.183472.983671.67.873.15m主臂+24.38m挺臂起重性能表圖12：煙囪吊裝示意圖4.2煙囪高空安裝操作平臺的搭設(shè)高空安裝操作平臺的搭設(shè)總體部署由標(biāo)高+20.000米至+48.75米，搭設(shè)鋼管腳手架,腳手架的橫立桿的間距均為1500,按照規(guī)范搭設(shè)相應(yīng)的剪刀撐,在靠eq\o\ac(○,F)軸一側(cè)搭設(shè)上下行走梯道，隨著煙囪往上吊裝緊跟著往上搭設(shè)。在+48.75米以上使用操作平臺繼續(xù)安裝。腳手架的搭設(shè)如圖13：圖13：腳手架平面及剖面示意圖在由第八節(jié)（底標(biāo)高50米）開始在煙囪各段離頂部80CM的位置設(shè)置操作平臺進行上部各節(jié)煙囪的安裝。在煙囪吊裝前于地面將平臺焊接于煙囪上，將設(shè)計圖中的煙囪檢修爬梯也按照設(shè)計圖于吊裝前焊接好。這樣煙囪吊裝到位后吊裝人員就可以首先沿著檢修爬梯爬到焊接平臺上解鉤。這樣煙囪的校正和焊接施工人員都可以在平臺上進行。依此方法一直施工到煙囪的最高一節(jié)，平臺布置如圖14、15所示：圖14：操作平臺平面布置圖上部鋼煙囪操作平臺上部鋼煙囪操作平臺下部腳手架搭設(shè)區(qū)域圖15：鋼煙囪操作平臺示意圖腳手架材料的選用及要求鋼管：（1）腳手架鋼管應(yīng)采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《直縫電焊鋼管》（GB/T13793）或《低壓流體輸送用焊接鋼管》（GB/T3092）中規(guī)定的3號普通鋼管，其質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》BG/T700）中Q235-A級鋼的規(guī)定。腳手架鋼管的尺寸應(yīng)按下表，每根鋼管的重量不應(yīng)大于25Kg，宜采用Φ48*3.5鋼管。腳手架鋼管采用Φ48*3.5的Q235直焊縫鋼管，每根長度為4～6M，其抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值為205N/mm2，抗剪強度設(shè)計值為120N/mm2。（2）鋼管上嚴(yán)禁打孔。（3）鋼管必須涂有防銹漆。（4）鋼管表面應(yīng)平直光滑，不應(yīng)有裂縫、結(jié)疤、分層、錯位、硬彎、毛刺、壓痕和深的劃道。（5）腳手管的尺寸應(yīng)嚴(yán)格檢查，舊鋼管表面應(yīng)符合下列規(guī)定：外徑為48的鋼管外徑、壁厚允許偏差為0.5mm；鋼管外表面銹蝕深度，允許偏差為小于等于0.5mm。扣件：扣件式鋼管腳手架應(yīng)采用鍛造鑄鐵制作的扣件，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼管腳手架扣件》（GB15831）的規(guī)定?？奂牧喜捎肎B9440中所規(guī)定的力學(xué)性能不低于KTH330-08牌號的可鍛鑄鐵或GB1132中IG230-450鑄鋼件制作。腳手架采用的扣件，在螺栓擰緊力矩達65N.m，不得發(fā)生破壞。腳手板：腳手板可采用鋼、木、竹材料制作，每塊質(zhì)量不宜大于30Kg。沖壓鋼腳板的材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700）中Q235-A級鋼的規(guī)定，其質(zhì)量與尺寸允許偏差應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，并應(yīng)有防滑措施。采用木制腳手板應(yīng)采用杉木或松木制作，其材料應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ5）中的規(guī)定。腳手板的寬度不應(yīng)小于200mm，厚度不應(yīng)小于50mm，兩端應(yīng)設(shè)直徑為4mm的鍍鋅鉛絲兩道。腳手架驗算根據(jù)本工程的結(jié)構(gòu)特點及現(xiàn)場實際情況，腳手架為施工腳手架，不承受結(jié)構(gòu)重量。扣件腳手架的選型為1.5m×1.5m×1.5m?？奂戒摴苣_手架施工前，應(yīng)按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定對腳手架結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行設(shè)計計算。.1扣件式鋼管腳手架驗算腳手架立桿及水平桿選用Φ48×3.5，材質(zhì)為Q235鋼管，采用單扣件連接方式，橫距La=1.5m，縱距Lb=1.5m，步高h(yuǎn)=1.5m，搭設(shè)高度最高約為29m。⑴、荷載計算①、構(gòu)配件靜荷載Gk=0.5kN/㎡（含腳手板、欄桿、擋腳板及安全圍護設(shè)施）②、鋼結(jié)構(gòu)施工均布荷載Qk=2.5kN/㎡③、鋼結(jié)構(gòu)屋蓋作用荷載（鋼屋面重量除以投影面積）Gw==0.746kN/㎡④、基本風(fēng)壓：0.3KN/㎡（廣州地區(qū)10年一遇）⑵、扣件抗滑移承載力R2的驗算按每個扣件承載力（按《鋼管腳手架扣件》（GB15831）取值）：[R0]=8.0kN每個受力單元承載力：q=1.2（Gk+Gw）+1.4Qk=1.2×（0.5+0.746）+1.4×2.5=5kN/㎡則：R1=q×(La×Lb)=5×1.5×1.5/2=5.6kN＜[R0]=8kN由以上計算可知，腳手架采用雙扣件安全。⑶、橫向水平桿計算(按簡支梁)簡支梁受力簡圖①橫向水平桿抗彎強度計算：查表Φ48×3.5鋼管的截面特性為：截面面積A4.89×1022mm2截面慣性矩I12.19×1044mm4彈性模量E2.06×1055N/mm2截面模量W5.08×1033mm3回轉(zhuǎn)半徑i15.95鋼管比重gk3.84kg/mm用在水平桿上的線荷載：q=1.2[(Gk＋Gw)·C+gk]+1.4QkC這里： Gk=500N/㎡（構(gòu)配件靜荷載）；C=0.375m（橫桿間距）；Qk=2500N/㎡（施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值）；則：q=1.2×[(500+746)×0.375＋38.4]+1.4×2500×0.375=1919N/m最大彎矩：M=q/8×La2=1919×1.52/8=540N·M抗彎強度（540×103）/（5.08×103）=106N/mm2＜[f]=205N/mm2由以上計算可知，單層腳手架水平橫桿抗彎強度滿足要求?、?、水平桿變形計算：=（746＋500+2500）×0.375+38.4=1443N/m則：=5×1443×15003/（1000×384×2.06×105×12.19×104）=1/396＜1/150由以上計算可知，水平桿的變形滿足設(shè)計要求。⑷、縱向水平桿計算(按三跨連續(xù)梁)最上層水平橫、縱下設(shè)置斜撐，增加上層水平桿件的承載力。如圖16所示：圖16：最上層水平橫、縱下斜撐布置示意圖縱向水平桿的均布荷載設(shè)計值：（縱向水平桿自重）q=0.0384×1.2=0.046kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F1=2.5×0.375×1.5=1.4kN恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F2=〖（0.746+0.5）×0.375+0.0384〗×1.5=0.758kN縱向水平桿的集中荷載設(shè)計值：F=1.2×0.758＋1.4×1.4=2.8kN強度計算（如圖17）圖17：三跨連續(xù)梁彎距最不利荷載分布圖最大彎矩考慮為縱桿自重均布荷載與集中荷載最不利的分配情況，查計算手冊得：=0.08×0.046×0.752+0.213×2.8×0.75=0.445kN.m則最大應(yīng)力：0.445×106/5080=87.6N/mm2＜[f]=205N/mm2滿足要求。變形計算：查計算手冊：==0.76mm＜La/150=5mm滿足要求。⑸、腳手架立桿穩(wěn)定性計算①不考慮風(fēng)荷載組合這里：NG1k=0.18665kN（每步、縱距的鋼管、扣件的重力）NG2k=0.5×1.52=1.13kN（附設(shè)構(gòu)配件自重產(chǎn)生的軸向力）NQik=2.5×1.52=5.625kN（可變荷載產(chǎn)生的軸向力）Nk＝0.746×1.52=1.6785kN（恒荷載產(chǎn)生的軸向力）腳手架高度n=37/1.5取25則：上式=1.2×(1.6785+25*0.18665＋1.13)+1.4×5.625=16.8kN穩(wěn)定性驗算：計算長度l0＝kμh=1.155×1.8×1.5=3.1m長細(xì)比λ＝＝31100/155.95=194，穩(wěn)定系數(shù)φ＝0.1911②考慮風(fēng)荷載組合軸向力N這里：NG1k==0.186665kN（每步、縱縱距的鋼管、扣扣件的重力）NG2k=0.5××1.52=1.133kN（附設(shè)構(gòu)配件件自重產(chǎn)生的的軸向力）NQik=2.5××1.52=5.6255kN（可變荷載產(chǎn)產(chǎn)生的軸向力力）Nk＝0.746×1..52=1.67885kN（恒荷載產(chǎn)生生的軸向力）腳手架高度n=229/1.5取20則：上式=1.22×(1.66785+20*0.188665＋1.13)++0.85×11.4×5..625=14.54kN計算長度l0＝kkμh=1.1155×1..8×1.55=3.1m長細(xì)比λ＝＝31100/155.95=194，穩(wěn)定系數(shù)φ＝0.1911風(fēng)荷載計算WK=0.7μzμssWo=0.7××1.4×00.07688×0.3==0.0233KN/mm2（μs按照桁架類計算得得μs=0.07768）MW=0.85×1..4×MWKK=0.85×1..4×=0.85×1..4×0.0023×1..5×1.552/10=00.009KN.M④立桿穩(wěn)定＝=157.4NN/mm2<[f]＝205NN/mm2由以上計算可知，立立桿穩(wěn)定性滿滿足要求。(四)混凝土驗算由于腳手架需搭設(shè)設(shè)在20.7米標(biāo)高的樓面面上，需對混混凝土進行承承載力驗算：：由上述計算得立桿桿對地面的軸軸壓力：=1.2×(1..6785++20*0.188665＋1.13)++1.4×55.625==15.7kNN得腳手架對地面的的均布壓力：：=6.978kN//m2<12kN//m2（混凝土樓樓面承載力112kN//m2）故混凝土樓面滿足足承載力要求求。4.3鋼煙囪現(xiàn)場場吊裝根據(jù)鋼煙囪的制作作分段表，可可知煙囪的各各節(jié)的重量最最輕的為5.5噸，最重的的為18.5噸。吊裝時時采用四個吊吊點，吊點為各節(jié)節(jié)煙囪頂?shù)倪B連接板。首先先將煙囪單元元起吊至離地地面約20CCM后，穩(wěn)定定約5分鐘，若無無異常情況則則往上起升。注注意運行要勻勻速穩(wěn)定。在在各節(jié)煙囪的的頂端用8mmm的鋼板均均勻的焊接四四個限位板，限限位板上端略略微朝外傾斜斜，這樣上一一節(jié)煙囪吊裝裝時就很容易易就位就位。煙煙囪吊裝就位位并基本垂直直后，裝上連連接板并鎖緊緊螺栓。煙囪各節(jié)在在吊裝前均需需掛上爬梯，以以便吊裝時人人員上去解鉤鉤。隨著煙囪囪的吊裝，在在煙囪周圍的的腳手架相應(yīng)應(yīng)的往上搭設(shè)設(shè)。鋼絲繩的選擇：以以最重（18.5ｔ）的一節(jié)鋼鋼煙囪為例，如如圖18所示：N1cos700=N2cos70N1cos700=N2cos700N1sin700+N2sin700=GN1＝4.92tN2＝4.92t圖18：單節(jié)鋼煙囪吊裝示示意圖鋼絲繩拉力F1＝＝F2＝F3=F44=4.922t而鋼絲繩容許拉力力則選用6×19+1的鋼鋼絲繩，鋼絲繩作捆綁吊索索，安全系數(shù)數(shù)K取9則選用直徑為34..5mm的鋼絲繩繩可滿足要求求。查表得,選用直徑徑為34.5mm的6×37+1的鋼絲繩,其鋼絲公稱稱抗拉強度為為1550MMN/m2,鋼絲破壞拉拉力總和為5567KN>>520.99KN，滿足要求求。4.4.測量校正正在煙囪底座的底板位位置處測量砼砼面的標(biāo)高，均均勻測量四點點。用鋼板疊疊加的形式做做煙囪的底下下的墊塊。煙煙囪的設(shè)計底底標(biāo)高值減去去砼面實測標(biāo)標(biāo)高值的差值值即為墊塊的的厚度。墊塊塊做好后將各各厚度的墊塊塊放在其各測測量位置處。這這樣煙囪吊裝裝就位后其標(biāo)標(biāo)高就達到要要求而不需調(diào)調(diào)校。在煙囪囪砼基礎(chǔ)上彈彈出煙囪安裝裝的十字線，煙煙囪底節(jié)的各各地腳螺栓孔孔均對準(zhǔn)地腳腳螺栓后緩慢慢松鉤，將煙煙囪上工廠制制作時標(biāo)出的的煙囪中心線線精確對準(zhǔn)十十字線。之后后用經(jīng)緯儀調(diào)調(diào)校煙囪垂直直度。第一節(jié)煙囪調(diào)校好好并固定后對對煙囪底用C45號細(xì)石混凝凝土進行二次次灌漿。上面面各段煙囪的的控制通過用用鋼尺拉長度度和用經(jīng)緯儀儀測垂直度的的方法來控制制。拉鋼尺時時要根據(jù)鋼尺尺的長度盡量量拉通尺，不不要用每個分分段的長度來來疊加，另外外煙囪對接焊焊后焊縫會有有一定的收縮縮。這樣可以以避免誤差的的累積。經(jīng)緯緯儀測垂直度度時要在相互互垂直的兩個個方向同時控控制。經(jīng)緯儀儀測量要用視視線照準(zhǔn)每側(cè)側(cè)煙囪的兩個個切線點后投投射到煙囪底底部的標(biāo)尺上上進行讀數(shù)，兩兩個讀數(shù)