狭小空间下锅炉汽包吊装

狭小空间下锅炉汽包吊装

郭桂雪

（山东省工业设备安装有限公司山东济南250013）

摘要：锅炉汽包安装由于受限于场地，大型吊装机械无法使用，故制定方案运用卷扬机和滑轮组进行锅炉汽包的吊装。此文主要针对吊装时的临时吊装结构及卷扬机、滑轮组等受力进行分析，确保吊装的安全性。

关键词：受力分析；质量保证措施；安全保证措施

1、现场情况介绍

该锅炉汽包重量为45吨，安装标高为41米，现汽包已经运输至锅炉安装位置正下方。由于场地原因无法使用大型吊车，故本工程采用2组80t四轮滑轮组和2台10t卷扬机组成的吊装系统抬吊方法就位，而且汽包长度大于钢架宽度，需要倾斜吊装。

2、受力分析

（1）临时吊装结构受力分析

在汽包就位梁上安装临时吊装结构的示意图如下：

下面就此结构的承重能力进行分析计算。上图中最危险的是箱梁的弯曲变形，下面分析一下箱梁的抗弯能力。对箱梁进行受力分析如下图：

主、副吊点共同承担着汽包重量，当副吊点受力为0，主吊点独自承受重物时最危险。即：P2=0N，P1=mg=4.5×104×10=4.5×105（N）。画出此时的弯矩图如下：

Mmax=P1a（l-a）/l=4.5×105×3（8.08-3）/8.08=8.488×105（N•m），则Wmax=Mmax/［σ］，该箱梁为Q345材质，其抗拉强度为470Mpa—630Mpa，取［σ］为470Mpa，则：Wmax=8.488×105&pide;（470×106）（m³）=1805.957（cm³）。

下面计算下箱梁的抗弯截面模量：

W=BH3-bh3/6H=［300×4003-（300-20）×（400-28）3］&pide;（6×400）=1994134.42（mm3）=1994.13442（cm³），则W=1994.134cm³>Wmax=1805.957cm³，故强度满足要求。

（2）滑轮组受力分析

滑轮组穿绳示意图

滑轮组共两组，每组有一个定滑轮和一个动滑轮组成，所用滑轮都是80t四轮滑轮组成。若两组滑轮的受力均衡则为（自重不考虑）汽包的一半，即22.5t<80t，能满足要求；若只有一组滑轮组受力，即45t<80t，亦满足要求，故此滑轮组满足使用要求。

（3）钢丝绳受力分析

汽包捆绑用钢丝绳选用6×37-Φ48，卷扬机（即滑轮组）用钢丝绳选用6×37-Φ42。

经查五金手册得知，钢丝绳破断拉力6×37-Φ48为1150KN，6×37-Φ42为973KN。

Sp1=ΨΣSi=0.82×1150=943（KN），汽包捆包后四点受力，即943×4=3772（KN）

Sp2=ΨΣSi=0.82×973=797.86（KN），滑轮组为四轮，即797.86×8=6382.88（KN）

按照钢丝绳选用要求捆绑吊索用绳安全系数K为8-10，此处选8。

P1=Sp1/K=3772&pide;8=471.5（KN）>450KN（即用于45t满足要求）

P2=Sp1/K=6382.88&pide;8=797.86（KN）>450KN（即用于45t满足要求，滑轮组按照只有一组受力考虑）

3、吊装前的准备

临时吊装结构安装完毕，定滑轮组固定在上面。将滑轮组吊装系统布置好，钢丝绳不妨碍汽包提升，并确保钢丝绳不与钢架磨擦。卷扬机按要求布置完毕。

汽包吊装前，钢架主结构和副结构必须验收完毕，并在主柱上明显标出汽包中心标高线。汽包吊装前，找好汽包中心样冲点，并认真根据下降水管座核对好，在汽包两端挂好测量标高、水平用的临时吊篮。汽包经检查合格划线作标记后，穿装U型吊杆并临时固定在汽包安装位置附近的钢结构处。在汽包上用脚手架搭设好供施工人员穿装吊杆、找正用的作业平台。

4、吊装步骤

首先，启动两台卷扬机，将汽包水平抬离地面约100mm后暂停吊装，检查卷扬机、滑轮组、钢丝绳、临时吊装结构等的受力情况，无异常时方可继续吊装。

重新开始起吊时，主吊点的卷扬机先启动，将汽包吊至倾斜状态，至满足两侧不碰触钢架为止且倾斜角度不宜过大。然后两台卷扬机同时缓慢抬吊，监视好滑轮组及各地锚等受力情况，继续平稳抬吊，当汽包高端接近汽包安装中心标高时，主吊点卷扬机停止作业，副吊点卷扬机继续起升，将汽包吊装至水平。在同时启动两台卷扬机将汽包吊至安装位置，穿装两U型吊杆（为安装方便，可提前在临时吊装结构上预挂2个10t手拉葫芦进行微调），测量并调整好四点标高，使各点标高在＋1～＋3mm之间，汽包吊杆完全承力后，再进行复测，以保证汽包的标高和水平度。

汽包的找正：找正时应根据锅炉中心线和汽包上己复核过的中心线铳眼进行测量，安装标高应以钢架1m标高点为准。汽包的找正用卷扬机、手拉葫芦等进行，用吊线坠方法配合钢盘尺，测量汽包纵、横中心线到柱子（或顶板梁）中心距离；用u形管水平仪测量其标高和水平，并进行调整。

5、质量保证措施

做好汽包开箱检查，外形几何尺寸校验；保证所有的测量仪器、量具检验合格，并在有效期内；汽包安装时，以正公差的形式提高；汽包安装完毕找正合格后，应及时加固；严格禁止在汽包上引弧施焊。

6、安全、技术保证措施

汽包是锅炉设备超长超重件，在吊装过程中，施工工序复杂，相关环节多，工人需在高空作业，属于危险性作业项目。因此，必须有必要的组织措施，确定有关人员，须有丰富经验的起重指挥。包括：吊装总指挥、起重指挥、技术负责人、安全负责人、质量负责人等，全面负责汽包吊装工作，分工明确。

详细进行技术交底，对所有吊装机具、索具进行全面检修、检查、保养、维护，确保转动灵活好用。在炉顶吊装作业区域铺设脚手架平台，供施工人员作业之用。严格禁止在汽包上引弧施焊。吊装必须由持有合格证的人员操作吊装机械，专人指导，专人监视滑轮组及各地锚等受力情况，升降平衡一致，并派专业电工值班。若发现异常情况立即停止起吊，等妥善处理后，再继续吊装。吊装前在汽包上应搭设供施工人员穿装吊杆，找正用的作业平台。

严禁酒后作业，不得穿硬底鞋和拖鞋进入施工现场。进入施工现场必须戴好安全帽，高处作业必须系好安全带。严禁在高处往下投掷工具和杂物。吊装作业时要分工明确统一指挥，试吊后方可进行正式吊装，吊装时应停止其他作业。遇有六级以上强风雷雨天气时，停止起重和高空作业。临时脚手架的搭设应牢固，架板要从两头封牢。

7、结语

近几年随着工程进度和安全方面的综合考虑，以及大型机械的普遍应用，在大型吊装中，卷扬机和滑轮组的配合应用已逐渐退出吊装方案的首选。但是在实际工程中，有一些场地受限、大型机械无法进入的情况还是存在的，这就需要改变现在作为主流吊装方式的大型机械而改用对场地要求不高且能够满足吊装任务要求的方案，此次论述的卷扬机和滑轮组配合吊装汽包就是为了满足场地狭小、吊装重量大、高度高的特点而制定的。虽然卷扬机吊装现在已不作为主流吊装选项，但是还有一定的使用意义，是吊装行业中不可或缺的。

参考文献：

[1]刘鸿文，《材料力学》，高等教育出版社，2011；

[2]包世华，《结构力学》，武汉理工大学出版社，2000；

[3]刘胜新，《五金大手册》，机械工业出版社，2012；