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火力发电厂烟囱防腐改造方案与过程管控

时间:2020-06-11 13:28作者:董卫东
本文导读:这是一篇关于火力发电厂烟囱防腐改造方案与过程管控的文章,本项目采用的改造方案在宁夏地区老旧烟囱改造中属于首次,因项目的安全风险性,聘请区内外设计、结构、施工专家在现场进行论证,对方案补充修改;并委托监理公司实施工程监理。

  摘    要: 针对330MW亚临界机组烟囱防腐改造工程,采用玻璃钢防腐技术,利用玻璃钢重量轻、耐腐蚀、易制作、使用久的特点,进行地面工厂分段预制、外部吊装、全程自立技术方案,突破了老旧机组改造时烟囱烟道开口过小,施工难度和周期长技术难题,通过从立项、设计、安装全过程管理,科学运用安全技术,确保了工程顺利完成。

  关键词: 烟囱防腐改造工程; 设计; 施工; 吊装; 安全技术;

  Abstract: Aiming at the anti-corrosion reconstruction project of chimney of 330 MW subcritical unit, FRP anticorrosion technology is adopted, and the technical scheme of sectional prefabrication, external hoisting and full-process self-support of ground factory is carried out by making use of the characteristics of FRP, such as light weight, corrosion resistance, easy manufacture and long use,which breaks through the technical problems of small chimney opening, construction difficulty and long cycle during the transformation of old unit. Through the whole process management of project establishment, design and installation, the scientific use of safety technology ensures the smooth completion of the project.

  Keyword: chimney anti-corrosion reconstruction project; design; construction; hoisting; safety technology;

  烟囱高度在一二百米,周边空间狭小,改造工程实施难度大。采用玻璃钢(FRP)防腐技术,在烟囱上部出口加装吊装装置,分节装入FRP套筒的施工工艺,能够解决老烟囱烟道开孔小,装入FRP内筒的难题,只要在保证设计、施工方案、吊装过程安全可控前提下,能够实现全过程本质安全,安全技术[1]是可以在火力发电厂烟囱技改工程中推广应用的。
 

火力发电厂烟囱防腐改造方案与过程管控
 

  1、 基本情况

  青铝发电公司是两台330MW机组,2010年11月份建成投产,两台锅炉公用一个烟囱,烟囱结构为钢筋混凝土的外筒和钢制内筒,烟囱总高210m,其中钢筒内径7.5m,壁厚22mm,材质Q235B,内筒设计[2]为自立式支撑承重体系,整个内筒总重836t,内壁采用泡沫玻璃砖进行防腐。

  2014年9月发现钢内筒外壁出现少量泄漏酸液,腐蚀穿孔日益严重,泄漏量增大,已影响到烟囱的安全稳定运行。2016年2月委托河北省建筑工程质量检测中心,对内筒腐蚀情况进行安全检测评估。结构安全性检测结论:(1)该烟囱现有防腐功能基本丧失,危及到钢内筒、混凝土外筒和附属装置安全运行;(2)若采用原钢内筒,必须修复加固,再次进行防腐实施;(3)为确保安全运行,对该烟囱进行防腐蚀改造处理。

  因此,2018年我公司拆除原有钢内筒,采用FRP防腐工艺,从烟囱外部分段吊装技术,完成内筒防腐改造。

  2、 改造方案

  2.1 、设计方案

  FRP内筒共40节,单节最长5.85m、最重6.5t、内径7.5m,顶部第一节厚度10mm、底部第一节28mm,全部安装重量只有原钢内筒的1/4。

  安装采用烟囱外部吊装技术[3],将预制成型的FRP内筒,通过位于烟囱顶部的吊装设施提升,然后水平移动到烟囱正中央,通过卷扬机缓慢下降,将内筒吊装到对应位置,并与相邻内筒连接固定。

  采用外部吊装,根据内筒及吊具荷载大小确定顶部起吊能力,设计对应的内筒高度和重量;吊装技术不破坏原烟囱上部结构,满足工艺要求,大大降低施工难度和节省工期;作业空间大,易于施工人员操作。

  2.2 、施工方案

  2.2.1 、吊装设备的生根固定

  (1)顶部的生根固定。吊装梁(塔柱)在混凝土烟囱顶部架设5根立柱,立在烟囱206m平台外筒内壁处,206m平台外筒的底部及侧向内壁植入预埋件,立杆与预埋件连接生根,同时立杆焊接到206m平台顶部圈梁上。

  (2)风缆绳地锚生根。导向风缆绳地锚生根利用烟囱后方位置作为地锚生根点;塔架风缆绳(塔架稳定拉索)地锚生根利用烟囱附近综合楼前面位置作为地锚生根点;两台8T卷扬机基础布置在烟囱南侧生根;全部采用钢筋砼基础。

  2.2.2 、烟囱顶部钢结构[4]安装

  (1)钢结构承载架主要设计参数:满足吊装荷载7t,满足7m高的FRP筒节在框架内水平运输,主梁高度升出烟囱顶部10m,外挑架悬臂长8m。

  (2)在烟囱顶部安装的起吊框架,由钢结构立柱组成。立柱与横梁之间的连接采用高强螺栓。

  (3)依靠烟囱本身原有的圈梁支点,按钢配件安装图纸顺序进行螺栓连接工作。框架上架设工字钢导轨。

  (4)吊装设备与原有防雷接地线连接,保证接地电阻阻值≤4Ω[5]。

  (5)FRP内筒起吊十字架与FRP连接:起吊十字架与内筒吊耳连接。

  (6)起吊、塔架风缆、导向风缆钢丝绳各位2根。

  2.2.3 、起吊器具荷载核算

  (1)吊装钢丝绳。起吊钢丝绳及风缆绳选用及核算根据《石油化工工程起重施工规范》(SH/T 3536-2011)[6]第8.4.3条使用安全系数规定。

  (2)起重吊梁和起重用滑轮承载。起重吊梁、起重用滑轮承载力不小于10t。

  2.2.4、 FRP内筒吊装

  (1)吊装方案。a.首先按照设计图纸要求在烟囱外壁生根安装钢梁,再利用安装好的升降设备把配件顺次运往烟囱顶部,作业人员依靠烟囱本身原有的钢梁及新焊接的钢抱箍为支点,进行螺栓连接与局部焊接工作,固定钢结构框架。b.在烟囱周围地面安装地锚和钢丝导向风揽绳。每根揽绳一端固定在烟囱顶部吊装装置上,一端用3T倒链连接在地锚上。c.将FRP内筒段抱箍上2个对称吊环与起吊钢丝绳相连接,用于内筒段提升;FRP内筒段钢抱箍2个吊耳上各装1个2t滑轮,通过揽绳导轨形成滑动连接。启动卷扬机,内筒段沿着钢丝绳导轨滑升,提升速度控制在6m/min。d.在FRP内筒段提升至烟囱顶部后,解除内筒段钢抱箍挂钩与导向风缆钢丝绳连接,通过两个5T倒链一边一个在顶部钢框架工字钢导轨上平移内筒至烟囱顶部正中心。e.对接完成后解除内筒与十字吊架的吊环连接。

  (2)卷扬机的控制。两台卷扬机必须保持同频率控制,微调由变频器控制;在烟囱顶口安装1台卷扬机控制箱,可以停止卷扬机运行。

  2.3、 综合分析

  采用外部吊装,根据内筒及吊具荷载大小确定实施的起吊能力,设计对应内筒高度和重量;内筒采用自立方式,外部吊装技术没有破坏原烟囱开孔结构,满足工艺要求,大大降低施工难度,缩短工期与节省投资;采用吊装技术作业空间大,便于人员操作。

  3、 过程管控

  吊装安全:

  安全保障措施[7]:

  (1)作业安全措施。a.每日作业人员进行安全交底;特种作业人员经过培训,持有效证件上岗。b.高空攀爬人员、行走单边桥精神状态良好、血压测量小于120mmHg,符合要求才能上岗。c.各层平台、垂直爬梯悬挂水平安全绳,作业人员佩戴五点式安全带,双钩分别系挂在防坠器、安全绳上。d.作业区域采用硬隔离措施;从烟囱顶部至内部各平台作业层安装11台具备云台功能的高清晰摄像头接入公司监控系统;顶部安装风速测试仪,引至地面,及时监测风速变化。e.烟囱区域避雷接地测试符合要求。f.4级及以上大风,大雾等恶劣气候,严禁作业。

  (2)吊装前安全措施。a.所有顶部吊装设备安装结束,检查连接点、悬挂点牢固,整体结构验收合格。b.烟囱内部作业采用专业厂家生产的作业吊篮4个,使用前荷载试验符合要求;作业人员将安全带用安全锁扣挂在专用安全绳上。c.卷扬机使用前经过空车和重车试运和制动试验合格。d.使用专项检查卡,做到一吊一检查。e.内筒起吊十字吊架进行全行程起落试验,各设备、各岗位操作正常。f.内筒起吊前静载荷试验,静止30分钟,顶部结构牢固无变化、内筒无下降。

  过程安全技术措施:

  (1)支承平台检查。a.在第一节内筒吊装过程中,用水平仪定时进行观测,在第一、二次吊点转换前后各增加一次观测,在荷载接近平台设计荷载前,增加观测频次,并定时对承重钢梁连接焊缝进行检查。b.提升过程控制。利用自动控制系统,保证两台卷扬机同步提升内筒;通过自动调节,严格控制起动、制动加速度,使其接近于零以至于可以忽略不计,保证提升过程中烟囱结构和提升支撑结构的稳定性。

  (2)空中停留控制。由于内筒提升高度210m,为保证提升过程安全性,卷扬机设有独立的机械和自锁装置。

  (3)同步控制措施。a.烟囱结构整体同步提升过程中,通过卷扬机自锁装置及机械自锁系统,在卷扬机停止工作或遇到停电等意外情况时,卷扬机能够长时间锁紧钢绞线。b.对卷扬机提升系统在正式提升之前进行充分调试,将同步精度控制在预先设定的安全范围之内。

  4、 结束语

  本项目采用的改造方案在宁夏地区老旧烟囱改造中属于首次,因项目的安全风险性,聘请区内外设计、结构、施工专家在现场进行论证,对方案补充修改;并委托监理公司实施工程监理。

  通过对项目立项、设计、安装全过程管理,安全技术措施执行到位,吊装作业用时45天,未发生人员及设备安全事故。通过总结,19年在集团内山西铝业的两根烟囱防腐改造中也得到良好应用,并创新性的采用无人机对烟囱顶部作业进行空中巡查,效果良好。

  此项目为今后国内烟囱防腐改造提供了安全技术的良好实践,适合在老旧烟囱改造中推广应用。

  参考文献

  [1]中国安全生产协会注册安全工程师工作委员会.安全生产技术[M].北京:中国大百科全书出版社,2011(3):369-419.
  [2]中华人民共和国住房和城乡建设部.烟囱设计规范.GB50051-2013[S].北京:中国计划出版社,2013.
  [3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑施工起重吊装工程安全技术规范.JGJ276-2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
  [4] 中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构设计标准.GB50017-2017[S].北京:中国建筑工业出版社,2017.
  [5]黄柏,马金虎.安全技术基础[M].北京:化学工业出版社,2005(1):88-92.
  [6]中华人民共和国工业和信息化部.石油化工工程起重施工规范.SH/T3536-2011[S].北京:中国石化出版社,2011.
  [7] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑施工高处作业安全技术规范.JGJ80-2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.

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