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[摘 要] 本文根据工程实际作业环境，运用相关理论，重点介绍了采用汽机房桥式起重机进行除氧器吊装所涉及的结构载荷分析及安全评价，根据成本、进度等方面的统筹分析比较，认为该项技术不仅为本工程取得了显著的经济效益，也为同类型情况下设备的吊装提供了借鉴。
[关键词] 特殊环境 除氧器 吊装
1.设备布置现状
福建某电厂2×300MW发电机组是目前我国单机容量最大的循环流化床发电机组，其中内置式除氧器重86.8t，长×宽×高为20.538m×3.856m×4.449m，设备布置于除氧煤仓间B~C排12.60m层11~12轴线处，与汽机主厂房相邻，与汽机岛运行层同水平面，且除氧器左右两端通道均布设楼梯间。按常规方案，拖运通道上相关构件设施必须缓装，并采用二台大型吊机配合抬吊至临时拖运轨道上，再使用重物移运器拖运至就位。
除氧器常规吊装方案
由于除氧器设备到货迟，工程大型吊机已调离，通道二端已按进度要求完成构件设施施工，从扩建端进行除氧器的吊装拖运条件受到限制，不利于使用常规方法进行除氧器的吊装拖运。
在实际情况下，为了安全可靠、高效率地完成除氧器的吊装工作，我公司组织有关人员对现场进行实际勘察分析和论证，针对性地制定了利用汽机房桥式起重机吊装方案。该方案是利用汽机房桥式起重机将内置式除氧器从吊物孔起吊至12.60m层的B排14轴线~16轴线间，再利用重物移运器将除氧器从B排14~15轴线间拖运转向，沿拖运轨道将设备拖运就位。
2.可行性分析
2.1除氧器起吊大扁担结构载荷分析：
扁担承受的外载荷为：P=G
式中： G— 除氧器、钩子、钢丝绳等重量，约为92吨
Gb—大扁担自重，Gb=10t。
扁担单位长度重量q=Gb/L=10×103/900 =11.1 kg/cm 。
大扁担强度校核(g取1 kg= 10N进行计算)
梁端面截面的剪应力校核
τ=Q/A
Q=(Gb+p)/2×g=(10+92)×103/2 × 10
=510000N
A=2×(66×3+2×64)=652cm2
τ=Q/A=510000×10-2/652=7.82MPa＜[τ]=90MPa
所以梁两端端部剪切强度满足。
梁中心截面图
中心截面的强度校核,梁的中心截面如上图：
截面中性轴纵坐标：
y0=（ΣAi·yi）/A=82.3cm
截面惯性矩：
I=Σ[Ai·yi2+（1/12）bi·hi3]=3734757.5cm4
截面弯矩：
M=L/2 P/2+qL2/8
={（900/2）×（92×103/2）+(11.1×9002/8)} =21823875kg·cm
截面上边缘的应力为(y上=82.3cm)：
σ上=M·y上/I=48.09MPa＜[σ]=155MPa
截面下边缘的应力为(y下=77.7cm)：
σ下=M·y下/I=45.4MPa＜[σ] =155MPa
因此扁担的抗弯强度满足。
2.2 除氧器拖运时B~C排12.6m层承载分析：
除氧器拖运时作为拖运轨道的250t专用路基板（长*宽*高=5m*1.8m*0.21m）用于分散平台受力载荷，布置如下图，根据布置分析每块路基板下方都有6根H型钢，H型钢两端搁置在土建横梁上，11~13轴线的拖运轨道梁为相同型号的6根H型钢，沿土建钢梁布置（见下图），H型钢规格为H396*199*7*11,材质Q345B。
2.2.1路基板受力分析
路基板内部结构为18#工字钢，间隔300mm成网格状布置，上下各覆盖有一块12mm厚的钢板，除氧器拖运小坦克共4个，拖运小坦克长按400~500mm，除氧器重G=86.799t， Q=G/2/2=21.7t，18#工字钢截面A=30.756cm2，按最不利情况时，小坦克中心处于路基板单根工字钢上方，分析计算：
小坦克拖运时局部压应力：
δ=Q/A=21.7t/30.756 cm2=0.705553t/ cm2=70.5553 MPa <[δ]=155MPa，
满足设备拖运条件。
路基板的截面系数Wx=3224cm2，路基板实际两支撑点最长距离为1.88m，计算时两支撑点距离按L=路基板长度1.88m计算，拖运时按最不利情况下受力F=G/2=43.4t，且受力在最中心时计算分析：
M=(F/2)*(L/2)=21.7t*0.94m=20.398(t·m)=2039800kg.cm
应力δ=M/W=2039800/3224=632.7kg/cm2=63.27MPa＜许用应力[δ]=155 MPa；
路基板满足设备拖运条件。
2.2.2 除氧器在B~C排的14~15轴时的受力分析
除氧器拖运时，当除氧器一端支座在14~15轴中间时路基板下方H型钢受力最大，内置式除氧器重G=86.799t,14~15轴的受力双拼H型钢型号为H396*199*7*11,材质Q345B,许用应力[δ]=230 MPa，14~15轴线间距L=12m，按每块路基板下6根H型钢受力计算,并按最不利情况计算分析，每根H型钢承重F=G/2/6=7.23325t，H型钢Wx=973.7cm2，
M=(F/2)*(L/2)=3.616625t*6m=21.69975(t·m)=2169975kg.cm
根据应力δ=M/W=2169975/973.7=2228.586kg/cm2=222.8586MPa＜[δ]=230 MPa满足要求。
2.2.3 除氧器在11~14轴时的受力分析：
当除氧器在11~14轴线间时受力分析，11~14轴线间距L=9m，按跨有6根H型钢梁受力,并按最不利情况受力计算分析，每根钢梁承重F=G/2/6=7.23325t，H型钢型号为H396*199*7*11,材质Q345B,许用应力[δ]=230MPa，Wx=973.7cm2
M=(F/2)*(L/2)=3.616625t*4.5m=16.2748125(t·m)=1627481.25kg.cm
根据
δ=M/W=1627481.25/973.7=1671.4kg/cm2=167.1MPa＜[δ]=230 MPa；满足要求
3.方案实施
内置式除氧器吊装，选用两根Φ52的钢丝绳分4股兜捆在除氧器筒体上，设备运至汽机房吊物孔后，将钢丝绳挂设在扁担上，两台行车大钩上的起吊钢丝绳挂在扁担的两头，同时起升两台行车大钩，缓慢平稳起吊，起吊前将设备起升至离地面300mm左右，稳定停留2分钟，确认吊机各项安全性能及制动情况，一切完好后方可正式吊装。
正式起吊时当除氧器设备底部超过汽机房运转层12.6m层后，调整好除氧器方向使设备转向90°后，将设备临时放置在汽机岛，拆除抬吊扁担，重新调整起吊钢丝绳，利用行车大钩起升除氧器，开动行车大跑将设备缓慢移至汽机房14~15轴线间，开动行车的小车向B排缓慢移动，调整除氧器的水平角度，利用行车配合，将设备一端的元宝座搁置在煤仓间事先铺设好的拖运轨道上，缓慢调整行车的小车位置及除氧器的水平角度，使除氧器的另一元宝座也移动至拖运轨道上，当除氧器全部重量由4只重物移运器承重后，利用手拉葫芦慢慢将设备从B排14~15轴线间拖运至汽机房B~C跨，并利用千斤顶将设备抬起，调整重物移运器的角度，使除氧器慢慢转向，使除氧器水平长度方向与B、C轴线平行后，利用手拉葫芦将设备沿拖运轨道移动至就位位置，利用千斤顶将起升除氧器，拆除拖运轨道，根据设计要求和规范标准，调整中心标高及水平度，安装调整好底部固定支座与滑动支座，拧紧固定支座与支墩的螺母，固定除氧器壳体。
4.实效总结
本方案大幅降低了施工成本投入，同时不受设备到货等不确定因素对工程进度的影响。相比常规方法，减少了材料、机械投入，节约工程成本约10万元，为项目取得了显著的经济效益，也为以后同类型设备布置情况下的设备吊装提供了借鉴作用。
参考文献：
[1]上海电气电站设备有限公司内置式除氧器（DS60819）［S］.
[2]福建省电力勘测设计院12.570m层楼板施工图（35-F0134S-T0213(2)［S］.
[3]福建省电力勘测设计院汽机房辅助设备安装图 (35-F0134S-J0301) ［S］.
[4]福建省电力勘测设计院汽机平台楼面结构图(35-F0134S-T0216(2)) ［S］.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
[关键词] 特殊环境 除氧器 吊装
1.设备布置现状
福建某电厂2×300MW发电机组是目前我国单机容量最大的循环流化床发电机组，其中内置式除氧器重86.8t，长×宽×高为20.538m×3.856m×4.449m，设备布置于除氧煤仓间B~C排12.60m层11~12轴线处，与汽机主厂房相邻，与汽机岛运行层同水平面，且除氧器左右两端通道均布设楼梯间。按常规方案，拖运通道上相关构件设施必须缓装，并采用二台大型吊机配合抬吊至临时拖运轨道上，再使用重物移运器拖运至就位。
除氧器常规吊装方案
由于除氧器设备到货迟，工程大型吊机已调离，通道二端已按进度要求完成构件设施施工，从扩建端进行除氧器的吊装拖运条件受到限制，不利于使用常规方法进行除氧器的吊装拖运。
在实际情况下，为了安全可靠、高效率地完成除氧器的吊装工作，我公司组织有关人员对现场进行实际勘察分析和论证，针对性地制定了利用汽机房桥式起重机吊装方案。该方案是利用汽机房桥式起重机将内置式除氧器从吊物孔起吊至12.60m层的B排14轴线~16轴线间，再利用重物移运器将除氧器从B排14~15轴线间拖运转向，沿拖运轨道将设备拖运就位。
2.可行性分析
2.1除氧器起吊大扁担结构载荷分析：
扁担承受的外载荷为：P=G
式中： G— 除氧器、钩子、钢丝绳等重量，约为92吨
Gb—大扁担自重，Gb=10t。
扁担单位长度重量q=Gb/L=10×103/900 =11.1 kg/cm 。
大扁担强度校核(g取1 kg= 10N进行计算)
梁端面截面的剪应力校核
τ=Q/A
Q=(Gb+p)/2×g=(10+92)×103/2 × 10
=510000N
A=2×(66×3+2×64)=652cm2
τ=Q/A=510000×10-2/652=7.82MPa＜[τ]=90MPa
所以梁两端端部剪切强度满足。
梁中心截面图
中心截面的强度校核,梁的中心截面如上图：
截面中性轴纵坐标：
y0=（ΣAi·yi）/A=82.3cm
截面惯性矩：
I=Σ[Ai·yi2+（1/12）bi·hi3]=3734757.5cm4
截面弯矩：
M=L/2 P/2+qL2/8
={（900/2）×（92×103/2）+(11.1×9002/8)} =21823875kg·cm
截面上边缘的应力为(y上=82.3cm)：
σ上=M·y上/I=48.09MPa＜[σ]=155MPa
截面下边缘的应力为(y下=77.7cm)：
σ下=M·y下/I=45.4MPa＜[σ] =155MPa
因此扁担的抗弯强度满足。
2.2 除氧器拖运时B~C排12.6m层承载分析：
除氧器拖运时作为拖运轨道的250t专用路基板（长*宽*高=5m*1.8m*0.21m）用于分散平台受力载荷，布置如下图，根据布置分析每块路基板下方都有6根H型钢，H型钢两端搁置在土建横梁上，11~13轴线的拖运轨道梁为相同型号的6根H型钢，沿土建钢梁布置（见下图），H型钢规格为H396*199*7*11,材质Q345B。
2.2.1路基板受力分析
路基板内部结构为18#工字钢，间隔300mm成网格状布置，上下各覆盖有一块12mm厚的钢板，除氧器拖运小坦克共4个，拖运小坦克长按400~500mm，除氧器重G=86.799t， Q=G/2/2=21.7t，18#工字钢截面A=30.756cm2，按最不利情况时，小坦克中心处于路基板单根工字钢上方，分析计算：
小坦克拖运时局部压应力：
δ=Q/A=21.7t/30.756 cm2=0.705553t/ cm2=70.5553 MPa <[δ]=155MPa，
满足设备拖运条件。
路基板的截面系数Wx=3224cm2，路基板实际两支撑点最长距离为1.88m，计算时两支撑点距离按L=路基板长度1.88m计算，拖运时按最不利情况下受力F=G/2=43.4t，且受力在最中心时计算分析：
M=(F/2)*(L/2)=21.7t*0.94m=20.398(t·m)=2039800kg.cm
应力δ=M/W=2039800/3224=632.7kg/cm2=63.27MPa＜许用应力[δ]=155 MPa；
路基板满足设备拖运条件。
2.2.2 除氧器在B~C排的14~15轴时的受力分析
除氧器拖运时，当除氧器一端支座在14~15轴中间时路基板下方H型钢受力最大，内置式除氧器重G=86.799t,14~15轴的受力双拼H型钢型号为H396*199*7*11,材质Q345B,许用应力[δ]=230 MPa，14~15轴线间距L=12m，按每块路基板下6根H型钢受力计算,并按最不利情况计算分析，每根H型钢承重F=G/2/6=7.23325t，H型钢Wx=973.7cm2，
M=(F/2)*(L/2)=3.616625t*6m=21.69975(t·m)=2169975kg.cm
根据应力δ=M/W=2169975/973.7=2228.586kg/cm2=222.8586MPa＜[δ]=230 MPa满足要求。
2.2.3 除氧器在11~14轴时的受力分析：
当除氧器在11~14轴线间时受力分析，11~14轴线间距L=9m，按跨有6根H型钢梁受力,并按最不利情况受力计算分析，每根钢梁承重F=G/2/6=7.23325t，H型钢型号为H396*199*7*11,材质Q345B,许用应力[δ]=230MPa，Wx=973.7cm2
M=(F/2)*(L/2)=3.616625t*4.5m=16.2748125(t·m)=1627481.25kg.cm
根据
δ=M/W=1627481.25/973.7=1671.4kg/cm2=167.1MPa＜[δ]=230 MPa；满足要求
3.方案实施
内置式除氧器吊装，选用两根Φ52的钢丝绳分4股兜捆在除氧器筒体上，设备运至汽机房吊物孔后，将钢丝绳挂设在扁担上，两台行车大钩上的起吊钢丝绳挂在扁担的两头，同时起升两台行车大钩，缓慢平稳起吊，起吊前将设备起升至离地面300mm左右，稳定停留2分钟，确认吊机各项安全性能及制动情况，一切完好后方可正式吊装。
正式起吊时当除氧器设备底部超过汽机房运转层12.6m层后，调整好除氧器方向使设备转向90°后，将设备临时放置在汽机岛，拆除抬吊扁担，重新调整起吊钢丝绳，利用行车大钩起升除氧器，开动行车大跑将设备缓慢移至汽机房14~15轴线间，开动行车的小车向B排缓慢移动，调整除氧器的水平角度，利用行车配合，将设备一端的元宝座搁置在煤仓间事先铺设好的拖运轨道上，缓慢调整行车的小车位置及除氧器的水平角度，使除氧器的另一元宝座也移动至拖运轨道上，当除氧器全部重量由4只重物移运器承重后，利用手拉葫芦慢慢将设备从B排14~15轴线间拖运至汽机房B~C跨，并利用千斤顶将设备抬起，调整重物移运器的角度，使除氧器慢慢转向，使除氧器水平长度方向与B、C轴线平行后，利用手拉葫芦将设备沿拖运轨道移动至就位位置，利用千斤顶将起升除氧器，拆除拖运轨道，根据设计要求和规范标准，调整中心标高及水平度，安装调整好底部固定支座与滑动支座，拧紧固定支座与支墩的螺母，固定除氧器壳体。
4.实效总结
本方案大幅降低了施工成本投入，同时不受设备到货等不确定因素对工程进度的影响。相比常规方法，减少了材料、机械投入，节约工程成本约10万元，为项目取得了显著的经济效益，也为以后同类型设备布置情况下的设备吊装提供了借鉴作用。
参考文献：
[1]上海电气电站设备有限公司内置式除氧器（DS60819）［S］.
[2]福建省电力勘测设计院12.570m层楼板施工图（35-F0134S-T0213(2)［S］.
[3]福建省电力勘测设计院汽机房辅助设备安装图 (35-F0134S-J0301) ［S］.
[4]福建省电力勘测设计院汽机平台楼面结构图(35-F0134S-T0216(2)) ［S］.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文