甘 露 崔曉波 于 斌

中國(guó)電力建設(shè)集團(tuán)核電工程有限公司 山東濟(jì)南 250101

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)各行各業(yè)的建設(shè)方興未艾，電力、石油化工、煤化工等大型建設(shè)項(xiàng)目高速發(fā)展，建設(shè)規(guī)模越來越大，單體設(shè)備的外形尺寸和自重逐步提高。隨著裝備制造業(yè)的技術(shù)發(fā)展，工程施工中大量采用了工廠化預(yù)制和模塊化安裝，大型設(shè)備整體吊裝日趨普遍。在火電1000MW 級(jí)機(jī)組中（以大唐東營(yíng)2×1000MW 新建工程為例），整個(gè)機(jī)組設(shè)計(jì)追求高效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的特點(diǎn)，所涉及的除氧器、蒸汽冷卻器（以下簡(jiǎn)稱蒸冷器）、4 臺(tái)高壓加熱器（以下簡(jiǎn)稱高加）均屬于超高、超重、超長(zhǎng)型單列臥式罐體設(shè)備。設(shè)備最大罐體長(zhǎng)度超過30m，最大罐體直徑大于4m，最大重量達(dá)到316t。由于設(shè)備高度超限，設(shè)備廠家采用側(cè)臥式整體運(yùn)輸方式，吊裝前均需要旋轉(zhuǎn)翻身，其中最大翻身角度為超過175°，給該類型單列臥式罐體設(shè)備的卸車、吊裝及拖運(yùn)就位工作造成極大困難。

為解決大型罐體設(shè)備的卸車、翻身、吊裝、拖運(yùn)難題，保證安全施工，國(guó)家近年來不斷加大特種設(shè)備起重機(jī)械的安全管理追責(zé)，頒布實(shí)施了“特種設(shè)備安全法”，把特種設(shè)備安全管理責(zé)任追究上升到國(guó)家法律層面。在此大背景下，中國(guó)電建核電工程公司經(jīng)過施工現(xiàn)場(chǎng)剖析、圖紙會(huì)審、措施方案論證、組織實(shí)施、歸納總結(jié)，編寫了超重超限型單列臥式大型罐體設(shè)備吊裝研究成果，嚴(yán)格控制起重吊裝的安全性，將安全放在第一步，合理高效地進(jìn)行設(shè)備的起重安裝。此成果中的關(guān)鍵技術(shù)突破了常規(guī)格局，可合可分，具有廣泛的應(yīng)用、通用性。

1 施工流程

施工現(xiàn)場(chǎng)具備大型罐體設(shè)備吊裝、拖運(yùn)條件后，運(yùn)輸車輛明確就位方向駛近卸車場(chǎng)地，利用提前布置的起重機(jī)械進(jìn)行卸車作業(yè)；設(shè)備卸車完畢后，采用無(wú)彎矩平衡梁旋轉(zhuǎn)翻身技術(shù)，實(shí)現(xiàn)罐體設(shè)備的旋轉(zhuǎn)翻身作業(yè)；翻身完成后，設(shè)備進(jìn)行吊裝作業(yè)，按設(shè)定吊點(diǎn)將設(shè)備栓鉤，兩吊車緩慢起升設(shè)備至其所在層，主吊機(jī)械緩慢向建筑物移車，副吊機(jī)械隨動(dòng)擺桿，將設(shè)備一側(cè)送入所在建筑樓層；當(dāng)設(shè)備前支座位進(jìn)入建筑樓層預(yù)先鋪設(shè)的滑道正上方時(shí)，兩車同時(shí)落鉤，使設(shè)備前支座落座于提前放置在滑道上的拖運(yùn)小抬車上，并焊接固定；此時(shí)主吊機(jī)械摘鉤，將牽引拖用動(dòng)滑輪組與設(shè)備前支座連接，卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引整套滑輪組拖動(dòng)罐體設(shè)備沿滑道向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，副吊機(jī)械同時(shí)隨動(dòng)移車、擺桿；待設(shè)備后支座完全進(jìn)入所在樓層，且進(jìn)入滑道正上方時(shí)，副吊機(jī)械落鉤，將罐體設(shè)備后支座放置在拖運(yùn)小抬車上，并焊接固定；副吊機(jī)械摘鉤，完全使用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行罐體設(shè)備的拖運(yùn)，直到將罐體設(shè)備拖運(yùn)到就位位置上方。施工流程示意圖見圖1。

圖1 施工流程圖

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 無(wú)彎矩平衡梁雙機(jī)側(cè)方位旋轉(zhuǎn)翻身技術(shù)

由于罐體設(shè)備的超高、超重、超長(zhǎng)特性，常規(guī)的地面滾動(dòng)翻身技術(shù)在狹小空間已不適用，因此采用無(wú)彎矩平衡梁旋轉(zhuǎn)翻身技術(shù)。將兩根無(wú)彎矩平衡梁耳板上孔與起吊鋼絲繩用卡環(huán)連接，掛到吊車主起升吊鉤上；再用卡環(huán)連接平衡梁耳板下孔和兜吊鋼絲繩，根據(jù)翻身角度提前預(yù)設(shè)起重機(jī)械的吊鉤高度；當(dāng)兩臺(tái)起重機(jī)械車同時(shí)起升到一定高度后，一臺(tái)起重機(jī)械停止不動(dòng)，一臺(tái)起重機(jī)械緩緩落鉤，讓罐體設(shè)備沿鋼絲繩平穩(wěn)滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)罐體設(shè)備的旋轉(zhuǎn)翻身作業(yè)。如圖2 所示。

圖2 無(wú)彎矩平衡梁雙機(jī)側(cè)方位翻身示意圖

2.2 設(shè)備拖運(yùn)滑道H型鋼組合技術(shù)

針對(duì)拖運(yùn)設(shè)備重量跨度大的情況，合理設(shè)計(jì)拖運(yùn)滑道，在保證安全、技術(shù)滿足要求的前提下，結(jié)合設(shè)備重量，在不同的樓層設(shè)計(jì)不同組合的拖運(yùn)滑道，采用單梁、并梁、疊梁等不同的H 型鋼組合方式，完成了所有設(shè)備的水平拖運(yùn)。并且滑道材料可循環(huán)利用，安拆簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)性高，做到“以最低的成本，拖運(yùn)最重的設(shè)備”。

2.3 雙機(jī)抬吊負(fù)荷率分配技術(shù)

由于施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)空間狹小，起吊機(jī)械無(wú)法在受限空間內(nèi)一次性吊裝設(shè)備就位。為此，設(shè)計(jì)了專項(xiàng)工況變更技術(shù)，設(shè)備可一次吊裝到位，過程中無(wú)需中斷。

2.4 精確滑輪組定位技術(shù)

由于設(shè)備就位中心線與安裝所在樓層中心線不重合，且偏差尺寸大，如用常規(guī)方法使用倒鏈調(diào)節(jié)找正、固定滑輪組，不但找正困難，而且倒鏈容易造成受力不均，安全系數(shù)低。通過采用滑輪組定位新技術(shù)，在鋪設(shè)的滑道上安裝滑輪組固定裝置，有效解決了以上問題，使受力更為合理，安全可靠。

2.5 雙機(jī)抬吊負(fù)荷率分配技術(shù)

采用履帶式起重機(jī)雙機(jī)抬吊負(fù)荷率分配技術(shù)，通過對(duì)吊點(diǎn)的精確定位，保證抬吊過程中兩臺(tái)起重機(jī)械負(fù)荷率分配的均勻性。同時(shí)，保證了罐體設(shè)備前支腿進(jìn)入滑道后，溜尾起重機(jī)械起吊平穩(wěn)，不超載，吊裝作業(yè)更安全。

2.6 小抬車均勻負(fù)載拖運(yùn)技術(shù)

小抬車均勻負(fù)載拖運(yùn)技術(shù)通過小抬車承載設(shè)備在拖運(yùn)滑道上滾動(dòng)行走，摩擦力小，拖運(yùn)速度快，安全可靠性強(qiáng)，在保證小滑車均勻負(fù)載的情況下，大幅度減小設(shè)備拖運(yùn)牽引力。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 通過無(wú)彎矩平衡梁雙機(jī)側(cè)方位翻身，實(shí)現(xiàn)安全、快速、高效翻身作業(yè)

板孔式無(wú)彎矩平衡梁（圖3）制作工藝簡(jiǎn)單，材料易得。其特點(diǎn)是同一側(cè)兩個(gè)吊耳板圓孔中心位于同一垂直中心線上。這樣，對(duì)于支撐梁來說，同一側(cè)兩個(gè)吊耳孔相垂直方向受力相互抵消，支撐梁兩側(cè)對(duì)于支撐梁無(wú)彎矩作用，支撐梁本身只考慮壓桿穩(wěn)定性。因此，支撐梁在橫截面尺寸不大的情況下，可以有較大的垂直承載力，能夠滿足大型設(shè)備的旋轉(zhuǎn)翻身要求。

圖3 板孔式無(wú)彎矩平衡梁制作圖

此項(xiàng)翻身技術(shù)，利用板孔式無(wú)彎矩平衡梁使兜吊設(shè)備可任意旋轉(zhuǎn)角度和方向，不受翻身所需高度限制，作業(yè)占地面積小、時(shí)間短、安全性高、適用性強(qiáng)，翻身時(shí)旋轉(zhuǎn)設(shè)備角度精確、調(diào)整方便、應(yīng)用廣泛。

3.2 通過設(shè)備拖運(yùn)滑道H型鋼組合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種重量、尺寸設(shè)備拖運(yùn)

拖運(yùn)設(shè)備重量跨度大，如果滑道制作材料按最重的1 號(hào)高加（316t）單獨(dú)設(shè)計(jì)購(gòu)買，在其他設(shè)備拖運(yùn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)大材小用的現(xiàn)象，且制作、安裝滑道時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而采用滑道拖運(yùn)H 型鋼組合結(jié)構(gòu)技術(shù)，設(shè)備拖運(yùn)滑道根據(jù)設(shè)備重量分別設(shè)計(jì)為單梁結(jié)構(gòu)、并梁結(jié)構(gòu)和疊梁結(jié)構(gòu)，在保證安全的情況下可極大地節(jié)省拖運(yùn)材料、資金和拖運(yùn)時(shí)間。

3.3 通過雙機(jī)抬吊負(fù)荷率分配技術(shù)，大幅度降低施工成本

雙機(jī)抬吊作業(yè)時(shí)，當(dāng)設(shè)備一端落座于滑道上，由于設(shè)備上支撐受力點(diǎn)的變化，會(huì)造成溜尾吊裝機(jī)械負(fù)荷率大幅增加。通過合理研究吊裝機(jī)械性能和機(jī)械布置方式，合理分配兩臺(tái)起重機(jī)械的負(fù)荷，使它們達(dá)到最佳結(jié)合點(diǎn)，保證兩臺(tái)起重機(jī)械在吊裝過程的任何時(shí)候負(fù)荷率都不超過80%。圖4 為1 號(hào)高加吊裝機(jī)械受力負(fù)荷分配示意圖，圖5 為高加吊裝現(xiàn)場(chǎng)施工圖。

圖4 1 號(hào)高加吊裝機(jī)械受力負(fù)荷分配圖

圖5 高加吊裝現(xiàn)場(chǎng)施工圖

3.4 通過小抬車均勻負(fù)載，提高效率和安全性

小抬車承載設(shè)備在拖運(yùn)滑道行走時(shí)，能夠極大地降低摩擦系數(shù)，充分地接觸滑道，且接觸面積更大，局部受壓承載力強(qiáng)，從而有效地保障設(shè)備拖運(yùn)時(shí)的整體穩(wěn)定性。如圖6 所示。

圖6 小抬車布置圖

3.5 通過滑輪組固定裝置，精確定位滑輪組受力方向

滑輪組固定裝置能夠精確地定位滑輪組在牽引設(shè)備時(shí)的受力方向，有效避免因牽引受力方向與設(shè)備中心不重合造成設(shè)備在拖運(yùn)過程中跑偏，使拖運(yùn)滑道受力不均，設(shè)備及滑道穩(wěn)定性下降、安全性降低等問題。圖7 為滑輪組固定裝置安裝圖。

圖7 滑輪組固定裝置安裝圖

3.6 通過小抬車導(dǎo)向防滑脫裝置，精確導(dǎo)向設(shè)備拖運(yùn)方向

在拖運(yùn)小抬車上安裝防滑脫裝置，可精確導(dǎo)向設(shè)備拖運(yùn)方向。當(dāng)設(shè)備跑偏時(shí)，小抬車導(dǎo)向防滑脫裝置會(huì)貼住滑道內(nèi)邊沿轉(zhuǎn)動(dòng)前行，使小抬車?yán)^續(xù)延滑道鋪設(shè)方向行駛，自身摩擦力小，且更安全、高效、省時(shí)、省力。如圖8 和圖9 所示。

圖8 小抬車導(dǎo)向防脫裝置圖（輕型單輪）

圖9 小抬車導(dǎo)向防脫裝置（重型雙輪）

4 應(yīng)用情況及前景

本技術(shù)成果已在大唐東營(yíng)2×1000MW 新建機(jī)組、聊城信源集團(tuán)有限公司3×700MW 級(jí)高效超超臨界空冷機(jī)組工程除氧器、蒸汽冷卻器、高加吊裝中應(yīng)用。實(shí)踐證明，該研究成果通過采用各種新技術(shù)、工藝，使吊裝工程在提高經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)水平等諸方面都取得了明顯的效果。

隨著我國(guó)工業(yè)建設(shè)的發(fā)展和安裝的“四化”（標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、大型化、集成化），設(shè)備吊裝的重量直線上升，難度越來越大，安裝精度越來越高，安裝位置控制越來越嚴(yán)，對(duì)安全、進(jìn)度、成本的要求也進(jìn)一步提高。此技術(shù)成果中的關(guān)鍵技術(shù)突破了常規(guī)格局，可合可分，具有廣泛的應(yīng)用、通用性。且各方面安全可靠，完全符合國(guó)家、行業(yè)的各項(xiàng)安全規(guī)范，對(duì)今后同類大型設(shè)備吊裝提供了技術(shù)支持和實(shí)踐證明，具有良好的應(yīng)用前景。