600MW及以上机组在大板梁上安装16t塔机的应用及推广

600MW及以上机组在大板梁上安装16t塔机的应用及推广

王涛师代峰

摘要：针对现场机械配备布置实际情况，本着减少投入、增加效益、提高效率的目的提出了600MW以上吊装机械布置新方案，即在大板梁上部安装一部16t塔机，配合完成锅炉岛区域设备吊装。本文从工况选择、位置选择、塔机生根点的设计校核等方面进行了阐述。

关键词：塔机；布置；设计；推广

引言

黄岛电厂三期2×660MW扩建工程#6机组在锅炉水压之后现状如下：1、主吊机械DBQ4000塔吊撤出工地、CC1800履带吊不能满足吊装需求且其他大型吊装机械不再入厂；2、锅炉岛区域大件设备已经吊装完毕，但后续设备依然需要大型机械吊装就位；综合以上两点以上我们提出在大板梁上安装ST70/27（16t）塔机一座，此方案的成功既满足施工需求又减少了机械费用，减轻了锅炉设备吊装对大型机械的依赖，同时提高了大型吊装机械的周转利用率。600MW及以上机组在大板梁吊装完毕后在其上方安装16t塔机的方案可加快施工速度、降低台班费用、提高机械利用率。

正文：

1、塔机工况选择：

根据设备重量、尺寸及位置要求，我们将塔吊布置于L板梁、锅炉中心线左侧1.3m处，塔机前侧两支座生根于板梁中心线处，后侧两支座生根于安装在次梁上的基础钢梁上（具体如下图），2、根据从炉顶通道吊装就位的安全阀排气管道L max=24m的情况以及塔机工作半径覆盖整个锅炉岛的要求，我们将塔机高度定为30.7m（1+7+1标准节组合），起重臂最大半径为45m的工况。工作状态下使用Ⅳ倍率，具体工况如下：R=19.2m，Q max=16t；R max=45m，Q max=5.7t。

2、塔机底座生根点基础钢梁的设计制作：

塔机4支座之中有2点生根于板梁中心线，另外2点生根于基础钢梁，支座尺寸：600×600mm，

查ST70/27力于压力表：

型钢，底座采用H200×300×14×10，布置图及基础钢梁图如下：

基础钢梁

L板梁中心线

δ次梁

次梁

A 向

B 向

A 向

B 向

各H型钢间、型钢与钢架间予以加固

锅炉中心线

基础钢梁布置图

2.1支座压力计算

基础钢梁受力简图如下：

现有工况下支座压力为F1=971.89KN ，取1.1倍安全系数为1070 KN ，按最不利情况设为四支座中只有一支座受压力进行验算。

受力

弯矩

911KN

F1=1070KN

159KN

362.6KNM

该梁在受力时，其受力可认为是一简支梁受集中荷载，支点为一支座的中心点。则塔机在工作状态下最大弯矩为（下述计算公式参见《钢结构设计手册》）：

2.1.1、计算基础钢梁的正应力：

Mmax=Fs ×A=911×0.398=362.6KNm 支撑梁截面系数计算可得

I X ＝2hla 2

+2×bh 3

/12=2×1.2×60×34.42

+2×1.6×64.63

/12

=170404＋71889=242293ｃｍ

4

W= I X /35=6922ｃｍ3

则σ=Mmax/W=52.4Mpa ∠155Mpa

2.1.2、计算基础钢梁在集中荷载下所受剪力：

τ=F s S Z /I Z b 1= =911×103×0.001238/0.002422×0.012=37.6MPa<[τ]=100MPa

2.1.3、计算基础钢梁在集中荷载下的挠度：

Y max=Fb(L2-b2)1.5/1.732×9 LEI

=1.07×106×0.398×18.94/1.732×9×2.695×206×109×24.23×10-4

=0.38mm<L/600=4.48mm

2.1.4、计算基础钢梁的刚度：Y max /l=0.38/2690 =0.00014<L/250=0.01

故该基础钢梁是安全的，满足使用要求。

2.2、支座拉力（焊缝受力）计算

钢结构焊接Q235材料的焊接许用应力：[σ]=160 Mpa （《钢结构设计手册》提供），塔机固定支座生根于板梁及基础钢梁上，并与之周圈焊接。焊缝宽度：30mm

压力均直接传递至钢结构上，因此，不在本计算范围。故，本计算仅需根据塔吊所受的拉力和剪力验算塔吊底板和梁的结合面的焊缝强度。

该工况下基础所受最大拉力：N=557.87×1.1=613.7KN

焊缝有效厚度He=焊缝宽度×0.7=21mm取19mm，焊缝长度（底板宽度）Lw=585mm

根据角焊缝的强度公式：

σf=N/(He×Lw)≦[σ]

σf=613.7×103/0.585/0.019=55.2Mpa

对于剪力：F1=971.89KN，取1.1倍安全系数为1070 KN，

στ=F剪/(He×Lw)=1070×103/0.585/0.019=92.3 Mpa

对于拉力和剪力的共同作用:

σ合2=σf2+στ2=55.22+92.32σ合=107.5Mpa<[σ]=160Mpa

由于以上计算的应力数据小于给出的Q235材料的焊接许用应力，本设计的塔机固定支座与板梁、基础钢梁上的焊接强度是符合强度要求的。

根据《钢结构设计手册》中基础钢梁焊缝焊角尺寸不小于6mm、不大于1.2δmin=1.2×16=19.2mm即可满足设计要求，因此，支撑梁焊缝焊角尺寸取18mm，焊缝高度为12.6mm，且在基础钢梁的梁间连接处用手枪板予以加固，在基础钢梁与次梁的连接处用手枪板予以加固。

2.3、塔机的拆除

此塔机使用完毕后可由塔机租赁厂家使用W10屋面吊自行拆除，此塔机的使用减少了公司机械拆除转运中在人力、物力上的巨大投入。

结论：

此塔机安装后极大方便于施工，有以下几个优点：

1、此塔机起升、回转速度快，加快了施工进度。

2、此塔机覆盖范围广，可覆盖整个锅炉施工区域。

3、节约了台班费用，经济效益高，并且满足了新开工地对大型机械的需求，使DBQ4000提前调至新工地，

解决了新工地的机械需求。