脱硫塔倒装安装施工工法

脱硫塔倒装安装施工工

法

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脱硫塔倒装安装施工工法

迪尔集团有限公司

戈树双高胜民张云平

1.前言

脱硫塔是火力发电厂湿法烟气脱硫系统中的关键设备，一般由底部环板、底板、壁板、内部装置、塔帽、塔体加强环板及塔体上的附件等组成。各部件均为分片或分瓣加工，现场组对安装。塔体材质为Q235碳素钢，筒体壁板上薄下厚，内壁对齐，外壁为台阶式，塔帽为伞形平齐对焊。

2.工法特点

与传统的正装施工工艺相比，具有以下特点：

大大减少了高空作业，降低了危险因素，提高了施工效率，缩短了施工工期；

大量减少了高空作业安全防护设施，减少了大型机械使用频率，降低了施工成本。

3.适用范围

本工法适用于脱硫塔安装，也适用于类似脱硫塔的大型非标设备的现场安装。

4.工艺原理

本工法采用倒装法施工，先从上部组装开始，依次从上到下提升安装。

5.施工工艺

工艺流程

底板组对安装顶部第一层壁板组对一层提升二层组对塔顶组对安装前三步提升第三带板组对安装然后逐层组对提升安装下层组对安装与环板连接。在组对提升安装过程中，逐层将不影响下步安装的脱硫塔内部部件进行组对安装，利用已设置好的吊装机构及手拉葫芦进行逐层吊装。

工艺操作

提升设备的准备

1、手拉葫芦的数量，主要是依据手拉葫芦的最大承载能力来确定。

1）最大提升荷载：Pmax=K(Pg+Pf)

K:安全系数一般选～

Pg:塔体最后提升的荷载

Pf:塔体外需增加的附加荷载

2) 手拉葫芦数量(N)的确定:

N≥Pmax/Q

N: 手拉葫芦数量(一般选择双数)

Pmax:最大提升荷载

Q:手拉葫芦额定承载力

2、吊装柱的布置

吊装柱均布在塔壁内侧,尽量靠近壁板,以减少吊装柱的弯矩.每个吊装柱的稳定性影响整个塔体提升的稳定,必须平稳垂直固定,并在顶部和两侧分别用两根支撑杆加固连接,使所有吊装柱呈辐射形连接成网状，这样的布置方式即可使单个吊装柱有足够的强度,又使所有吊装柱形成封闭的整体,充分保证了吊装系统的稳定性.

3、胀圈的设定

为了保证壁板在组对和提升过程中不变形，并减少在壁板上大量进行焊接吊点，倒装时根据塔体直径和重量设置胀圈。胀圈用钢板制作，截面为三角形，它的弯曲半径与塔体内径一致。整个胀圈采取分段制作，各段再用螺栓连成几大段，各大段之间采用千斤顶把胀圈胀顶紧在塔壁上。胀圈胀紧后在胀圈上端设置传力筋板，并焊在壁板上，数量可根据实际情况随着塔体的增高而增加，位置在吊装柱的两侧部位，这样可以共同承受提升时塔体重量。

底板支架及底板安装

底板支架安装前，与土建单位一起校定中心点，然后根据支架施工图详细尺寸放线，埋件安装时必须用水准仪逐点测量，并用垫铁调整误差不超过1mm。底板支架与土建埋件接触紧密、焊接牢固，检查合格后交土建单位二次灌浆。底板安装前应进行清理并检查二次灌浆层水平度；底板安装时要紧贴支架其间隙不应大于1mm，支架的中心线应位于底板对接焊缝的中心。

底板焊接时，每隔500mm用一块直板加固以防变形。并按照由内而外、先短后长的顺序进行焊接，焊接时初焊层可采取分段跳焊或退焊法，焊工均匀分布同时施焊，分多次焊接完毕。焊缝表面应平整无明显翘曲，平面度允许偏差为±2mm/m2，总平面度允许偏差为±3mm。

底板组装过程中，应采取防水措施，严禁水渗入或流入底板与基础之间。

支墩安装

底板安装完毕后，为了保证壁板安装时在同一水平面上，便于施工人员和施工用工、机具进出，在底板上设置支墩。

支墩一般高350mm左右，用Ф273的无缝管制成，管子上下各焊接一块300见方厚10mm左右的钢板。支墩安装时必须用水准仪逐点测量，并调整使高度误差不超过1mm。支墩下的钢板与底板满焊。支墩的个数在壁板圆周上以间距不超过1米为宜。

第一层壁板的组对

壁板组对前应在支墩上面划出壁板安装位置线，在壁板内侧以塔体内径沿圆周每隔500 mm～700 mm点焊一个挡板。壁板组对是在吊车的配合下，按照已排好的壁板顺序依次将壁板吊装就位，壁板靠紧内侧挡板后，再在壁板外侧焊接同样数量的挡板以保证塔体的圆度；然后找平找正，纵缝焊口组对点焊，最后一道纵缝留为活口不点焊。待该层壁板全部吊装组对完成以后，在内侧纵向焊缝上自上而下，每500 mm左右点焊一块弧形反变形板，除活口以外的其它纵缝全部焊完后，将环形缝组对接近活口时，拉尺测量壁板周长。周长的实际尺寸在理论尺寸误差范围内，最后切割多余部分焊接活口。

胀圈和提升机构安装

当第一层壁板焊接完成后,按前面所述把胀圈安装在预定位置上,胀圈依塔体直径和重量选择合适的方型截面并依据受力情况确定分段,可分为6段或12段,6段用三个手压千斤顶,12段用6个千斤顶,依实际需要而定.

第一层壁板的提升第二层壁板组对

提升设备安装完毕调试合格后,进行一层壁板提升,提升高度为高出二层壁板的板宽30 mm～50 mm,提升达到高度后,进行二层壁板组对.组对方式同一层壁板,二层壁板组对完成后,在二层壁板上端外侧点焊多个限位板,使上下层壁板对接不错位.为了保证对口面均匀一致,在环缝之间加垫板,垫板与设计要求的对口间隙相同.当上下壁板厚度不等时应保证内侧平齐.

塔顶安装

当顶层壁板安装焊接完成后,应进行几何尺寸、焊缝质量检验。检验合格后进行塔顶组对安装，组对安装时利用临时脚手架分片或分瓣与中心对称组对，组对完毕后应检查塔顶中心直径、水平度和标高等无误后方可进行焊接。在组装塔顶时将其上面的各种附件同时安装。

其余各层壁板及附件的安装

按照上述方法和步骤倒换吊装鼻和倒链安装提升第三层壁板，第四层壁板，直至最后一层壁板的安装提升结束。最后一圈壁板的纵缝及上部环缝焊接后，使用经纬仪测量壁板的垂直度，起吊后去除支墩并打磨平整，调整合格后落下倒链将壁板与底板靠近。最后一层壁板与底板的环向内外侧角焊缝焊接。施焊时由数名焊工均匀对称分布于塔内外，采用分段退焊法，从同一方向同时施焊。

在塔体倒装过程中，塔体外侧加强环、加强筋、平台梯子，按照图中的标高和位置在各层壁板上同时安装，并按要求进行组焊，安装一层测量检查验收一层不得漏检，保证安装质量。

烟道入口安装

先把烟道入口位置标高测量好，按图纸要求算出烟道入口与塔体相关线的尺寸，把相关线标在塔体上，标出烟道入口水平和竖向的中心线，以及烟道入口上下端中心与塔体净距离以便确定入口的角度。上述工作做好后，用吊车把烟道入口吊起，与塔体组对并点焊在塔体上，焊点应在烟道入口外侧，焊接先从外部上端中心向两侧和端面焊接。先将外侧焊完后，在烟道入口内侧，进行入口塔体壁板切割，切割从下向上进行，最后切割上端。在切割上端时，先在切割壁板上焊好吊装环，并挂在吊车钩上。上述工作做好后，再把上端切开用吊车吊出。然后对内侧进行焊接打磨。

内部装置安装

塔体内的部件在塔体安装完毕后进行，塔体内的大的部件，从下向上安装，安装时用吊车把从下部人孔不能进入塔内的部件从烟道入口处放入，再用上部活滑轮组或长链倒链把部件吊装就位。如第一层和第二层壁板上有支撑梁加固，用支撑梁作为悬挂吊装设备的吊装梁，但是在组对第二层壁板时将该部分梁装入。如无永久固定梁时，可制作一个桁架式的吊装梁并配有锚头小车和手拉葫芦，也是组装第二层壁板时一并装入，然后再组对和安装塔顶。在吊装时要对部件的衬胶和防护层保护，捆绑吊装绳上一定要套上胶皮管，防止损坏部件。安装时将标高找好，随着位置提高，把内部脚手架和安全网搭设好，保证安全施工。

焊缝打磨

为了减少高空作业量，各层壁板在地面组对完成后，在地面上把壁板内侧的焊缝全部进行打磨。打磨要把焊缝高出母体部分和飞溅打磨平整，并对焊缝弧坑、壁板伤疤进行填充然后磨平。

6.劳动力组织

劳动组织明细表见表6

表6 劳动组织明细表

7.机具设备

机组设备明细表见表7

表7 机组设备明细表

本工法中所使用到的设备主要是吊装柱及手拉葫芦，所以吊装柱及手拉葫芦的选择至关重要，数量及大小必须经过严格的计算，且材料与设备一定要选用合格的产品，才能保证吊装的安全与顺利进行。

8.质量控制

质量检验要点：

下料尺寸复验及成品尺寸复验；

组装、坡口尺寸检测；焊材质量检查，焊接质量检验；

吊装设备应符合安全施工要求，质量应符合有关质量标准。

9.安全措施

施工技术人员在安排生产任务的同时，结合吸收塔施工特点，实施安全技术交底，施工人员要签字认可，并保持记录。施工人员需经过安全培训考核合格后方可上岗；

进入施工现场要戴好安全帽，超过2米要系好安全带；

链条葫芦使用前应检查吊钩、链条、传动装置及刹车装置是否良好；吊起的重物在空中停留较长时间时，要将手链拴在起重链上，并在重物上加设保险绳；

进行气割作业时,氧气—乙炔气瓶应相距5米以上,且不得靠近氧气乙炔存放点,并采用标准氧气乙炔气胶带,为防止在施工中回火,应加阻火器；

电焊机一次侧电源线应绝缘良好，长度一般不得大于3m，超长时，应架高布设；装设独立的电源控制装置；电焊机二次线应布设整齐、固定牢固，并使用快速接头插座，电焊导线通过道路时，必须将其架高或穿入防护管内埋设地下；

角向磨光机作业时，操作人员应戴防护眼镜和防尘口罩，在切割作业时，砂轮不得倾斜；

起吊前应检查好临时吊耳及绳扣、索具等，必须要有大于安全系数方能起吊；

此倒装方法施工与正装法相比较，基本上无高空作业，减少高空安全防护措施费用，无垂直交叉作业，施工人员在地面上施工，施工效率增加；

10.效益分析

本倒装施工工法与正装施工工艺相比，不需要组装平台，不使用大型吊车，节省了大量材料与机械费用；大大减少了高空作业，降低了危险因素，提高了施工效率，有效缩短了施工周期。

以华能济宁运河发电有限公司2×300MW机组脱硫塔施工为例：塔内径米，塔总高35米（含顶板）：

工程合同定额预算费用中施工吊装机械费用为138万元（以QTZ80塔机为主吊机械，25T 汽车吊作配合用）；而采用我公司工法，采用手拉葫芦组作为主吊机械，一台25T汽车吊作长期配合用，一台200T汽车吊作临时配合用，共花费72万元；工程机械租赁费节约共计：138－72=66万元。

11.工程实例

华能济宁运河发电有限公司2×300MW机组烟气脱硫工程，位于山东济宁市长沟镇，共两台脱硫塔，2007年6月10日开工，2007年9月20日安装完毕；

华能新华发电有限责任公司1×330MW机组烟气脱硫工程，位于黑龙江大庆东部开发区，共一台脱硫塔，2008年8月10日开工，2008年9月20日安装完毕；

华能济宁电厂四期2×350MW机组烟气脱硫工程，位于山东济宁市济安桥南路，现其中一台脱硫塔已施工完毕，2009年6月5日开工，2009年7月12日安装完毕。

以上工程都应用了本工法，实践证明本工法大大降低了工程成本，有效提高了施工效率，缩短了施工周期，保证了脱硫系统与发电机组同步投入使用，取得了良好的经济效益和社会效益。