超高大直径烟囱多管集束式钛钢内筒液压钢绞线提升倒装施工技术

超高大直径烟囱多管集束式钛钢内筒液压钢绞线提升倒装施工技术

摘要：本文详细介绍超高大直径烟囱多管集束式钛钢内筒液压钢绞线提升倒装施工工艺、技术要点，为类似工程提供参考。

关键字：烟囱；多管集束式；钢内筒；液压钢绞线提升倒装；钢平台

随着经济发展，各地电力设施建设向大型、高效、环保方向发展。烟囱是电厂不可缺少的工程项目。由于烟囱内筒接触烟气容易产生腐蚀，并严重影响着烟囱的使用寿命，而且多台烟气发生炉共用一根烟囱时，烟囱的检修会影响到整个系统的运行。因此集束式烟囱在电厂项目中得到越来越多的应用。针对该项目施工技术上高难度、质量上高标准、安全上高风险的特点，我们在工程实践的基础上经过不断研究，总结出了液压钢绞线提升倒装施工技术。

1 工艺特点及适用范围

液压钢绞线倒装提升法施工，具有提升平稳速度快，基本不需停顿纠偏，施工周期短，安全、经济等优点。适用于200m以上烟囱多管集束式钛钢内筒的制作安装。

2 工艺原理

工艺原理是先在烟囱外筒顶部安装支承梁；然后安装吊篮；以吊篮为施工载具，自上至下安装止晃平台及钢梯；再进行液压提升系统安装；然后进行钢内筒顶端段组焊（二个筒体为一组，进行对接、提升），完成后提升超过一个筒节的高度，将准备好的后续筒片合围成整圈筒节，焊固筒节的纵缝后，徐徐下降上筒段与之对接，焊固横缝后，再行提升，不断重复，直至筒体达到设计高度；再安装止晃装置、悬挂装置、圆弯头和清除膨胀节临时固定等。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1施工工艺流程

3.1.1总体施工工艺流程（见图1）

3.2操作要点

3.2.1平台钢梁预制安装

（1）支撑梁的安装

以东西轴线为中心，以电动提模平台为安装平台进行组装。组装完毕后，将土建提模平台拆除至±0.00标高。

1）支腿安装：将4根短管支腿吊至砼筒顶部的预埋件上，找正定位后将其与预埋件焊接牢固。

2）支撑主梁安装：支撑梁的两根主梁（每根主梁分三段）安装：用两根Ф89×6的无缝钢管在烟囱顶部临时平台上设置一个人字形小拔杆，利用小拔杆将第一段梁吊至支腿高度，一端放在支腿上，一端利用枕木垫平，再吊另外两根梁并通过螺栓将三段梁连接成为一体。同理吊另一根主梁。两根主梁都就位后，装好水平支撑。

3）滑轮支座安装：待支撑主梁安装完成后，将滑轮支座吊至支撑梁顶面，将支座按要求焊接在主梁上并用加劲板进行加固。

4）避雷针等安装：在支撑梁顶部两端各焊接一根避雷针，并临时同外筒避雷系统连接。

5）钢丝绳穿装：利用外筒小拨杆将准备好的Φ17.5钢丝绳头吊上烟囱顶部，绳头长度应超过250m用绳卡和手拉葫芦锁住，并穿过定滑轮和动滑轮，再用小拨杆将其吊下烟囱，并松开绳卡和手拉葫芦。将钢丝绳头绕入20T卷扬机，利用卷扬机及Φ17.5钢丝绳将Φ36.5钢丝绳穿装在支撑梁上，同时将Φ36.5钢丝绳头绕入20T卷扬机，则钢丝绳穿装完成。

（2）地锚安装

20T卷扬机地滑车地锚需要较大的配重，因烟囱环形基础制约无法浇筑合适重量的地锚，故需在烟囱外筒零米根部（东西两侧）开两个直径约为200mm的孔，以安装卷扬机地滑车。

为保证开孔质量及保护烟囱外筒筒壁，开孔采用水钻法开孔，开孔位置见图5、6：

开孔时应错开烟囱混凝土内的钢筋，开孔位置可根据现场实际情况进行微调。

（3）施工吊篮安装

1）吊篮主吊杆安装：用吊车将Φ480×12主吊杆运至砼烟囱里面，利用已安装好的一个吊点滑轮将主吊杆垂直吊起。

2）吊篮辐射架安装：吊篮辐射架约12-16片，根据外筒直径变化来确定吊篮直径大小的辐射架以能够满足施工要求，辐射杆的长度事先根据外筒直径计算出，并备好料，分别编号。人工将每片辐射架抬至指定位置，通过电焊与中心吊杆连为一体。用手拉葫芦将每片辐射架吊至指定高度，然后利用人字梯组装节点，并焊接牢固。

3）辐射架安装完成后，安装角钢弦杆，使吊篮趋于稳定。

4）用2mm厚花纹钢板将顶层平台满铺，然后铺设下层焊机、氧气及乙炔平台板。

5）施工吊篮安装完成后，应进行空载、重载、动载试验。

3.2.2平台钢梯的安装（以高度210米钛钢内筒安装为例）

（1）首先安装▽201.830m平台。将平台上用的H型梁及工字钢等吊至安装吊篮上，利用2台16吨卷扬机将吊篮升至▽201.830m，清除牛腿面上的杂物，检查新增埋件的位置及偏差，利用砼筒首上的轴线用线垂挂至▽201.830m平台上。用手拉葫芦将主梁吊至规定位置，用水平仪测平。大梁不平度控制在10mm以内，对角线偏差应为≤6mm，再安装其余小梁。平台安装完毕后，铺设钢格板。然后安装▽201.830m～▽191.030m平台间钢梯。安装完吊篮逐步下降至下一层钢平台。

（2）同理安装完▽33.030m、▽48.830m、▽87.830m、▽127.630m、▽165.830m层钢平台，同时走道板、栏杆安装完毕。▽33.030m平台影响钢内筒施工的钢梁暂不安装，待钢内筒顶升完毕后补装。

（3）栏杆安装间距应准确，栏杆应横平竖直，梯子稳固，角度正确，不得有歪斜及扭曲、变形，平台应平整，铺板不得翘曲。

（4）平台扶梯安装，随着高度的降低，混凝土筒内直径逐渐增加，吊篮直径也相应增加，在变幅的同时应安装好防护栏杆和安全网。

（5）必须保证上、下两层安装平台的平行度。施工时在▽201.830m平台上，用Φ3mm的钢丝挂线垂至▽191.030m，然后逐层平台下挂，使安装完毕后的钢平台的钢梁处于同一垂直面上。

3.2.3钢内筒预制

（1）内筒钢板下料坡口：钢内筒内直径为5.4m，厚度分别为σ=9.2、13.2、17.2mm。

钛钢复合板生产出厂时均经过坡口加工。钛板的切割和坡口加工一般采用机械法，也可用等离子切割或火焰切割机落料、坡口，应符合下表1要求。

表1 切割和坡口加工偏差控制表

下料后，在钢板的角端用钢印和油漆作出位号标号。

（2）内筒钢板卷制

钛钢复合板筒体板，利用三棍卷板机进行铲头和卷圆，用弦长1.5m的内卡样板检查曲率，其间隙应为≤3mm。卷制后应按位号依次存放，便于以后安装吊运。

（3）喷砂除锈：

安装前喷砂除锈等级为Sa2.5，除锈采用在加工场集中喷砂除锈，达到钢材表面无可见的污垢、油脂、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，仅可见点状或条纹状的轻微色斑。除锈经验收合格后，30min内涂刷底漆。

（4）油漆

除锈经验收合格后，内筒和平台钢构件底漆涂刷环氧无机富锌底漆一遍，干膜厚度70

um，环氧云铁中间漆一遍，干膜厚度70 um，丙烯酸聚氨酯面漆两遍，干膜厚度80 um，总干膜厚度不小于220 um。

3.2.4液压提升系统安装

（1）千斤顶选用两套共8台LSD1500E液压提升千斤顶，总提升力为1200吨；每个钢内筒使用一套4台LSD1500E千斤顶，总提升力为600吨；每一个千斤顶可穿束10根钢绞线。

（2）千斤顶应均匀布置在悬挂平台钢梁上，避免集中荷载，其布置见图9、10、11：

3.选用YTB提升泵站,提升额定流量36升/min，通过YTB.B调节阀组供油， YTB.B调节阀组分别控制4台千斤顶的油路，按控制系统发出的控制信号调节供油；液压系统的构成必须满足千斤顶分布的要求，适应1#、2#、3#、4#顶点提升行程同步的要求，同时要求液压系统自动均衡各个吊点提升千斤顶的承重力。

（4）控制系统设置LSDKC-8型集成控制系统1套，吊点测距装置8套，千斤顶行程检测装置8套。在1#、2#、3#、4#顶点各设置相应的检测输入及控制输出通道；控制结构框图如下：

（5）控制系统的连动过程遵守如下动作工法：

起动→紧下锚→缩缸到下限位→紧上锚→同步伸缸，同时松下锚→同步伸缸到上限位→紧下锚→复位。

（6）在▽191.030m米平台处设置提升平台，提升千斤顶、调节阀柜、液压泵站放置在提升平台及▽191.030m米平台上。

（7）提升选用LSD1500E液压提升系统，拟在1 #～4#措施钢梁上放置4 台150吨提升千斤顶,在提升平台上设置调节阀柜，液压泵站。

（8）由直径为Φ15.24、强度为1860Mpa级的钢绞线穿过千斤顶,与钢内筒上的下吊点连接，构成承力系统。

（9）安装液压泵。所有千斤顶的速度均由泵的流量来控制，即控制泵流量比为1：1，并保证使各千斤顶的同步提升，并保证各提升点的提升高程误差不超过20mm；即尽可能保证钢内筒同步提升。

（10）安装控制系统LSDKC-8，系统设置LSDKC-8型集成控制系统1套，计算机按过程检测数据调节控制比例阀,实现同步整体提升。

（11）安装完成后，启动各台泵站，选择手动档，然后通过控制柜的按钮，逐个让千斤顶运行，进行伸缸与缩缸的动作，检查各千斤顶的动作是否正确。

（12）然后选择自动档，启动系统，检查系统各千斤顶的动作协调性及同步性，如有偏差，则调节各泵站流量，使1#、2#、3#、4#各点千斤顶的运行速度相同。

5.2.5钢绞线穿束

（1）把钢绞线运至平台下方（左、右旋分开）。

（2）将所有的连接提升千斤顶上的夹片打开，并支起安全锚的夹片。

（3）将钢绞线按编号由下往上依次穿过梳线器、安全锚、提升千斤顶、导向锚，并伸出导向锚1米，然后锚住导向锚具的夹片，并用绳夹压紧钢绞线或用绳夹双双压紧钢绞线，钢绞线按左右旋间隔排布,为便于穿索,可用引线杆导向。

（4）将已穿好的钢绞线反锚在下部吊点上，其外露长度控制为50mm，限位板螺钉紧固由专人操作并检验后方可使用。提升承重后，再派人对承重锚限位板的螺钉对称紧固。

（5）预紧每根钢绞线,用单根预紧的办法进行。每根预紧完成后把导向锚的夹片上紧，防止钢绞线脱落，直至整束钢绞线预紧完毕；将千斤顶调整到提升状态，再用主顶对整束钢绞线预紧，取下导向锚上预紧用的夹片，安装好导向锚的限位板。

（6）安装完成后提升前要对提升装置的液压系统、电路系统、夹具系统、控制与显示系统及钢绞线进行全面细致检查，并予记录。

3.2.6施工平台 施工平台采用工字钢做立柱支撑，分内、外平台，其中第一层为内筒组对平台为内外通用，在钛钢内筒正下方用高800mmΦ219×12 mm的厚壁钢管支撑，供施工人员组装内筒钢板；外平台第二层为焊接平台，供施工人员焊接内筒基板；第三层为油漆平台，供施工人员对内筒进行打磨、油漆；第四层为保温平台，供施工人员进行钢内筒外部保温。内平台第二层为焊接平台，供施工人员焊接内筒钛板；第三层为检测平台，供检测人员对内筒钛板进行着色渗透检测。下为施工平台简图12：

3.2.7钢内筒的安装

（1）将钢内筒的筒体板（每圈筒体分三块板）依次用叉车（或吊机、卷扬机、电动葫芦）通过进料口送至砼烟囱内，利用螺旋轨道上的锚头吊将筒体板吊起，推至预定位置，将它们合围在待顶升筒体段的外围，把相邻筒体板间的三条纵缝中的二条焊固，留下最后一条纵缝，用手拉葫芦把相邻两板收紧，并点固周围卡板。筒体椭圆度控制措施：

图13 施工平台示意图

1）卷板时通过样板严格控制；

2）对口时收口缝刚性加固。

（2）检查筒体周围，清除可能影响其提升的障碍物。

（3）起动液压提升系统，系统自动运行整体平衡提升。

（4）当钢内筒提升到高于后续筒节50mm时，关停液压提升系统，稳住钢内筒的位置。

（5）把手拉葫芦同收紧，使后续筒的最后一条纵缝靠拢，并组对焊固，拆除手拉葫芦，打磨光滑，然后组对两段筒节的环缝。

（6）按规定进行焊缝检验。

（7）循环以上工序1-6，已组装段不断接长，由于已组装筒段的不断增长而使筒体自重增加，提升装置所需的钢绞线随之增加。

（8）当后续节逐节组焊并达到设计的筒体高度时，提升结束。

图14 钢内筒提升

图15 3号4号烟囱内筒组对完成，5号烟囱在提升中

（9）膨胀节及圆弯头等应安装在钢内筒筒身上随钢内筒一起提升，安装完成后应用槽钢或工字钢对其进行加固，防止提升时损伤膨胀节。提升完成后，应割除加固装置。

3.2.8钢内筒附件安装

悬挂装置应在内筒提升完成后进行分片安装，安装时悬挂装置位置应准确，焊接需严格控制焊接质量；悬挂钢梁安装完成后，铺设顶层平台板，并完成平台混凝土的浇筑；划出烟道口位置，把烟道口所有加强件补强后，整体安装烟道短节，加固后再开烟道口；烟道口安装完成后，将导流板分片从烟道接口吊进内筒，安装焊接导流板；内筒悬挂固定后进行止晃点安装，安装时，其标高偏差不超过10mm。最后补装▽33.030m平台钢梁及烟囱顶部的防雨罩及避雷针等。

3.2.9施工辅助装置拆除

内筒到顶悬挂装置安装完成后，拆除液压提升设备及其辅助装置和施工平台。在烟囱顶部安装一个1.5t的小拔杆，从▽191.030米层平台窗孔将拆除的设备及割除的辅助装置用小拔杆吊放在烟囱零米。同时拆除施工平台等其它辅助装置。

3.2.10钢内筒焊接（略）

3.2.11防腐保温

（1）卷制完的圆弧板存放场地按照设计要求进行外防腐处理，一般刷耐高温涂料，总厚度80 um左右，待漆层干透后，运进烟囱内组装、焊接、提升钢内筒内侧筒壁部分的油漆同钢内筒外侧面。

（2）外保温采用超细玻璃棉保温隔热层，与筒身制做安装同步进行，以降低施工难度，确保施工质量，在提升时应采取措施避免碰撞。

图16 钢内筒外保温

4结语