某电厂钢管烟囱气压顶升倒装施工工艺

钢管烟囱气压顶升升倒装施工工工艺【摘要】*****厂240m高、直直径为Φ6.9m的双双管烟囱钢内内筒为底部自自承重式钢内内筒。施工中中采用气压顶顶升倒装施工工工艺，即先先组装适当高高度的钢内筒筒顶段，并加加上密封头、内内底座、橡胶胶密封胎等构构件，施工中中给筒体内充充入压缩空气气，以压缩空空气为动力，将将组装过程中中的钢内筒自自身化为顶升升工具，在筒筒体上升过程程中逐步接高高筒体并补充充压缩空气使使筒体逐步上上升，取得了了安全又经济济的效果。【关键词】烟囱囱钢内筒气压顶升倒装施工工工艺****厂一一期工程为2台600MW机组。烟囱囱为240/22Φ6.9m套筒筒式双管烟囱囱。烟囱外筒筒为钢筋砼结结构，其底部部内径为244.30米，顶部出口口内径为177.4米，高233米；烟囱内筒筒为两个内壁壁直径为6..9米，高240米的圆柱形钢钢制排烟管。烟囱基础采用用圆板式整体体砼基础承台台，以支承全全部钢内筒重重量。一、烟囱钢内筒概概况钢内筒为全钢钢结构，筒体体高度在0～229.4米之间的筒壁壁板材为厚度度δ=12mm和δ=15mm的耐耐硫酸露点腐腐蚀钢板（上上钢—TNSI钢板）；钢钢内筒顶部为为高H=10.6米，厚度为δ=12mm的不不锈钢钢板（0Cr188Ni9），以抗大大气腐蚀。钢内筒采用喷喷砂除锈。外外壁刷氯磺化化聚乙烯底柒柒及面柒，包包裹100mmm厚的玻璃璃棉毡保温层层，以防止外外壁结露腐蚀蚀；内壁刷“MC”或“OM”型烟囱防腐腐涂料，并做做50mm厚的的钾水玻璃耐耐酸砂浆（耐耐水耐渗）防防护层。钢内筒外壁每每间隔5米左右设有型型钢卷制的加加固圈；每一一个钢内筒设设有三层拉紧紧装置，分别别布置在标高高为61.9米、141.9米、226.9米处；单个钢钢内筒重量为为600吨（注：筒筒身重528.8吨，筒身外外壁加固圈重重27.6吨，其它43.3吨）。烟囱砼筒壁与与钢内筒之间间共设有七层层平台。在标标高▽25.0mm、▽60.0mm、▽100.00m、▽140.00m、▽180.00m共有5层钢梁-格栅板检修修平台；在▽225.00m处设一层层钢梁—钢筋砼板组组合平台，用用于钢内管的的吊装检修；；在外筒顶部部▽232.55m处设有封封顶砼平台。烟烟囱钢内筒伸伸出顶部砼平平台7.5mm，顶标高为为240米。烟囱砼外外筒壁与烟道道接口的留洞洞尺寸米7mm×13.3mm（宽×高），烟道道口顶标高▽21.655m；与之对对应钢内筒排排烟管的烟道道口尺寸为55m×12m（宽×高）；烟囱囱砼外筒壁底底部前后各设设有一个5mm×5m门洞，以以供施工使用用。二、气压顶升倒装装施工工艺原原理烟囱钢内筒气气压顶升倒装装法的施工工工艺原理如同同“气缸与活塞”的关系。主主要是以压缩缩空气为动力力，利用密闭闭空间内作用用在顶部密封封头的气压产产生的向上推推力（推力F＝P×S），克服钢钢内筒筒体的的重力，使其其向上徐徐上上升。施工前，先用用常规的吊具具组装好适当当高度的钢内内筒顶端段（约约9米），在接近近顶口处装一一个密封用的的封头，构成成一个敞口的的“气缸体”，将其套在在由粗细圆柱柱体构成的“内底座”外周。内底底座的底部钢钢板固定在钢钢内筒基础上上，内底座外外圈与钢内筒筒密封头以下下筒壁所包围围的范围内构构成了一个密密闭腔。用空空压机通过管管道由底部向向密闭腔通入入压缩空气，当当作用于封头头的空气压力力超过已组对对的上段筒体体（包括密封封头在内）的的重量，并足足以克服密封封圈对筒体内内壁的摩擦力力时，钢内筒筒便开始上升升。待气压顶顶升使上筒段段的下口超过过后续节的钢钢板高度以后后，再将卷制制好的弧形钢钢板（三块围围成一个整圆圆），在内底底座的周围合合龙，对接三三条竖向焊缝缝并焊接。将将组装好的后后续圆柱形筒筒体上口与顶顶升起的烟囱囱上筒段水平平环向下口对对接相焊，使使上筒段接长长一节。再给给筒体内补充充压缩空气进进行顶升，合合围组焊后续续新筒节，上上筒段与新筒筒节对焊，如如此一节复一一节，使筒段段累计接长到到设计高度。三、施工机械的选选用及场地布布置3.1施工所所需的机械及及工器具序号名称规格型号单位数量备注1三辊卷板机CDW11-25×2000B台1用于卷制筒体钢板及∠100×10的角钢加固圈2压力机（千斤顶）YT-500T台1用于14#工字钢及∠160×14的角钢加固圈的顶弯3空气压缩机L-10/8-I（10m3/min）台1配1m3贮气罐一个，用于钢板喷砂除锈及喷柒。4空气压缩机L-10/8-I（10m3/min）台1配10m3贮气罐一个，用于现场烟囱钢内筒顶升供气。5空气压缩机S150-2S/7（1.4m3/min）台1现场钢内筒顶升备用空压机。6拖拉机东风-250台1用于构件运输7龙门式起重机MQ642台18空气等离子切割机KLG-60台1用于不锈钢板的下料及开焊缝坡口9卷扬机10T台1用于钢内筒顶升。10电动葫芦CD12-9D台1用于钢内筒顶升。11半自动火焰切割机CG1-100台2用于钢板的下料及开焊缝坡口12交流弧焊机BX1-300-A台8用于现场筒体焊接13倒链（手拉葫芦）10T个214倒链（手拉葫芦）5T个415倒链（手拉葫芦）2T个416螺旋式千斤顶10T个417角磨机把10用于焊缝、焊疤的打磨18炭弧气刨台1用于焊缝清根处理19轴流风机FT35-11台1用于现场焊接排烟通风20钢带打包机普通式12～16把3用于保温层施工四、钢内筒预制4.1钢内内筒制作的施施工工序流程程：下料-->打打坡口-->压头、卷制-->喷砂除锈-->筒壁刷柒4.2钢内筒制制作的主要施施工方法：下料及打坡口：①①对于耐硫酸酸露点腐蚀钢钢板（上钢-TNSI钢板）采用用半自动火焰焰气割机进行行下料；钢板板四周边沿用用半自动火焰焰气割机按焊焊接要求开单单边300焊缝坡口。②不锈钢板采采用KLG-660型空气等离离子切割机进进行下料切割割；钢板四周周边沿用空气气等离子切割割机按焊接要要求开单边300焊缝坡口，并并用角磨机打打磨光滑。③型钢加固圈圈及管材用火火焰割炬手工工切割下料，并并将切割断面面用磨光机打打磨光滑。卷制：①钢板采用用CDW111-25×22000B型三辊卷板板机进行卷板板。为消除钢钢板卷制后两两端头处的直直线段，卷板板前用自制的的弧形胎具（-20000×10000×30）将钢板两两端头塞进卷卷板机上下辊辊之间，进行行压头处理，然然后进行卷制制。卷制时用用1.5m长的的弧形内卡样样板随时检查查钢板卷制的的曲率，其间间隙应不大于于2mm，以防防卷制曲率过过大或过小。②加固圈角钢∠1000×10的卷制，采采用CDW111-25×22000B型三辊卷板板机进行卷制制。卷制前先先将每两根角角钢背靠背点点焊成一组，再再将拼对好的的角钢竖肢朝朝上放进卷板板机上下滚筒筒之间进行卷卷制。卷制完完毕将其取出出后用火焰割割炬将点焊的的焊缝切开，并并将切割处缺缺陷进行补焊焊、打磨修复复。③加固圈角钢∠1660×14和工字钢I14的卷制，采采用压力机（千千斤顶YT-5000T），并配套套的相应（自自制）胎具进进行顶弯卷制制。喷砂除锈：所有钢钢板及加固圈圈，在加工场场内喷石英砂砂除锈；喷砂砂机械选用L-10//8-1型空气压缩缩机，工作气气压控制在0.6～0.7MPPa，石英砂粒粒径控制在2～4mm。喷砂时，枪枪口距构件表表面保持一米米左右的间距距，并使枪口口与构件表面面成450角度进行射射流喷砂。刷柒：在加工场内内对卷制好的的弧形钢板进进行刷柒。刷刷柒时，预留留钢板四周边边沿50mmm宽范围暂不不刷柒，以便便现场焊缝焊焊接。五、气压顶升装置置的组装5.1顶部部提升支承梁梁的作用及安安装方法：支承梁设置在在烟囱#1、#2钢内筒的中中心轴线上，跨跨度为19米，由2根I45a的工字字钢作为支承承横梁；在其其两端及中部部共设有3处“人”字形立柱。支支承梁比第七七层砼平台高高出约8米；支承梁上上设置两个定定滑轮。地面面布置一台10吨卷扬机，钢钢丝绳直径为为ф32.5mmm，钢丝绳绳端头经过两两个定滑轮及及一个动滑轮轮后固定在支支承横梁上。支承横梁的主主要作用是：：①在前期组装装阶段用于附附助吊运内底底座、密封头头；②在钢内筒顶顶升阶段用于于牵引钢内筒筒上升；③向第七层平平台，吊运钢钢内筒顶部不不锈钢段筒体体的钢板及加加固圈材料等等；④后期拆除阶阶段作为拆除除密封头、内内底座及安装装导流板的起起吊设备；⑤用于钢内筒筒内壁钾水玻玻璃耐酸砂浆浆层施工时的的起重设备。支承梁的安装装方法及步骤骤是：①先用卷扬机机将支承梁的的立柱（钢管管Φ219×8）及横梁（工工字钢I45a）分段段吊运至烟囱囱顶部第七层层砼平台上并并组对拼焊；；②将两端头的的人字形立柱柱钢管移至各各自起吊位置置正下方，在在第七层砼平平台上搭设脚脚手架，并在在架子上部挂挂倒链将钢管管提升、就位位并焊接；③在第七层砼砼平台上将支支承横梁制作作成通长整体体并移到起吊吊位置正下方方，在其两端端头处搭设脚脚手架，并在在架子上部挂挂倒链（2个3T的手拉葫芦芦）将其提升升、就位并焊焊接；④安装正中间间的人字形钢钢管立柱，方方法同第二步步；⑤支承梁安装装完毕后，最最后穿10吨卷扬机的的钢丝绳及动动滑轮组。5.2内底座及及密封头吊装装：预先在烟囱砼砼筒壁内侧靠靠近烟道口正正对位置，搭搭设施工脚手手架。架顶标标高与烟道口口下口标高一一致，在架顶顶满铺脚手板板，从而形成成一个吊装过过渡平台。吊吊装方法是：：TG-5000E型汽车吊站站位于砼烟囱囱筒壁外正对对烟道口处，将将构件吊起从从烟道口处送送入，并平放放在用脚手架架管搭设的吊吊装过渡平台台上。用50T吊车和从烟烟囱顶部下来来的10T卷扬机吊钩钩采取双机抬抬吊方式，将将构件垂直吊吊离平台顶面面，水平平移移至安装位置置正上方，再再缓慢落吊钩钩，将构件吊吊装到位。5.3安装气压压管路系统：：按照《气压顶顶升供气管路路系统流程图图》，安装地地面的组焊平平台，顶升操操作仪表控制制柜及气压顶顶升供气管道道、阀门、仪仪表等。5.4组装环形形轨道：环形轨道的作作用是：用于于在烟囱内吊吊运钢内筒的的筒体钢板及及加固圈等。将将环形单轨吊吊的轨道及立立柱预先在加加工场内下料料制作、卷制制成型，分段段运至组装现现场。安装步骤是：：①安装立柱；②吊装环形轨轨道；③安装电动葫葫芦；④接通电动葫葫芦的电源进进行上升、下下降、前进、后后退、限位器器、负荷试验验等调试。5.5通风排烟烟系统作用是：排除除钢内筒与内内底座之间焊焊接过程中产产生的烟气，防防止焊接人员员发生锰中毒毒。在靠近地地面砼烟囱外外筒壁的窗洞洞口，安装一一台轴流风机机，在地下沟沟道内布置一一条通风管道道，一头与轴轴流风机相连连，另一头通通进钢内筒与与内底座之间间，绕内底座座外圈布置两两个抽风口。通通过轴流风机机将密闭空间间内产生的焊焊接烟气抽排排出去，使新新鲜空气补充充进来。5.6纠偏止晃晃装置：顶升过程中，筒筒体因重心偏偏上，头重脚脚轻，会发生生竖向垂直度度偏斜，筒体体的安全稳定定性存在问题题。施工中解解决办法是：：①在前期的顶顶升阶段，即即筒体顶部高高度低与第一一层平台（标标高25米层）之前，为为防止筒体顶顶升过程中竖竖向垂直度发发生偏斜，我我们在筒体密密封头顶部与与第一层平台台之间，按对对角方向斜拉拉布置四个倒倒链。顶升过过程中一旦发发生倾斜可通通过收拉对应应方向的倒链链从而将筒体体垂直度校正正过来。②当筒体上部顶升高高度超过各层层钢平台时，在在钢平台上靠靠近筒体外壁壁均匀设置八八个止晃顶轮轮，顶轮紧贴贴筒体外壁随随筒体顶升滚滚动，通过转转动顶轮后部部的螺栓丝杆杆来调节顶轮轮的前后伸缩缩，从而实现现校正或限制制筒体顶升过过程中出现的的倾斜。六、钢内筒安装6.1钢内内筒顶升施工工（标高0～229.4米）（1）打开通通向烟囱钢内内筒气室的进进气阀，在气气室的压力达达到预定压力力时，开启10t卷扬机在顶顶端牵引，使使筒段徐徐上上升，同时不不断向气室内内补气。（2）当筒体体顶端段顶升升高度超过待待续节筒体钢钢板上边沿30～100mm时，关闭卷卷扬机和进气气阀，保持筒筒体内气室压压力稳定不变变，使已顶升升起的筒体高高度稳定不动动。（3）利用环环形轨道上的的2吨电动葫芦芦将待续筒体体的三块弧形形钢板吊运至至预定位置，将将其三条竖向向焊缝对接点点焊拼对成一一节圆柱形筒筒体，将三条条竖向对接焊焊缝焊接。（4）该节筒筒体三条竖向向焊缝焊接完完毕后，用撬撬杠下压抬升升法或倒链提提升法将组对对好的下段筒筒体顶起，使使它与上方烟烟囱钢内筒下下环口对接点点焊，最后将将对接的水平平环向焊缝焊焊接。重复以上（11）～（4）项的施工工步骤，使第第2个后续筒节节接上，顶端端段由上而下下又接上一节节，照此逐步步接长并不断断向上顶升筒筒体。6.2安装顶部部不锈钢筒体体段（标高229.4～240米）顶部不锈钢段段筒体安装是是在顶升工作作结束，密封封头与内底座座拆除完开始始进行。施工工前，在钢内内筒靠地面处处筒身上切割割开一个3米×3米的洞口作为为进料口。将将每节筒体的的三张弧形不不锈钢板依次次从洞口吊运运进钢内筒，拼拼对成一节圆圆柱形筒体，将将其中的两条条竖向立焊缝缝对焊，用烟烟囱顶部支撑撑桁架梁上下下来的10吨卷扬机吊吊钩，将该节节筒体从钢内内筒内部垂直直吊运到顶，与与钢内筒上口口对接并焊接接。按此方法法重复进行，直直至将顶部不不锈钢段筒体体接长到顶。6.3钢内筒焊焊接筒体钢板焊缝拼对对要求：为了了保证筒体钢钢板环向、竖竖向焊缝都能能熔透焊，筒筒体的对口（环环焊缝、立焊焊缝）间隙必必须控制在2～3mm，板边对口口错边量不得得大于1mmm，钢板坡口口钝边尺寸控控制在1～2mm。焊条选用：①对于于钢内筒的材材质为耐硫酸酸露点腐蚀的的NSI钢板，焊接接时选用E43033CrCu焊条；②不锈钢钢板板的焊接和不不锈钢钢板与与NSI钢板的焊接接，选用E309--16焊条；不锈锈钢钢板与NSI钢板焊接时时先在NSI钢板的坡口口上用E309--16焊条堆焊一一层，然后再再进行焊接；；③钢内筒加固固圈的焊接，采采用E4303焊条。6.4筒体外壁壁加固圈安装装钢内筒外侧筒筒壁上的加固固圈安装，分分三类。①顶升起初前45米米高的筒体段段（标高在184.4～229.4米之间）外壁壁上的加固圈圈，前期顶升升时暂不安装装，留待筒首首顶升高度超超过烟囱第五五层钢平台后后，由施工人人员站在第五五层钢平台上上，随上部筒筒体的顶升逐逐个进行同步步安装并焊接接。②位于标高180米米（即第五层层平台）以下下筒体上的加加固圈，由施施工人员在零零米地面随筒筒体顶升进行行同步安装。注注意：每个加加固圈，在地地面安装时，先先临时点焊加加固牢靠，待待加固圈随筒筒体顶升距地地面高度超过过环形单轨道道顶部平台（标标高8米）后，由电电焊工站在环环形轨道顶部部的环形操作作平台上，进进行焊接。（目目的是：避免免加固圈处的的筒体焊接收收缩变形对密密封圈处形成成较大阻力，不不利于筒体的的顶升。）③顶部不锈钢段筒体体（标高在2229.4米～240米之间）外筒筒壁上的加固固圈（注：共共有角钢加固固圈∠100×1109道）安装，由由施工人员站站在第七层砼砼平台上随不不锈钢筒体的的拼对，同步步进行安装。6.5筒体外壁壁保温层施工工从筒体顶升高高度达到标高高60米时开始，每每次顶升安装装一节筒体后后，保温作业业人员开始坐坐施工电梯上上下，在烟囱囱第一层平台台上，对钢内内筒筒体外壁壁各施工一节节保温层（每每节高度为22米）；当筒体体顶升高度超超过第五层钢钢平台顶面时时，在零米地面、第第一层钢平台台（标高25米）、第五层层钢平台上安安排施工人员员，随筒体顶顶升同步进行行保温层施工工；这样当筒筒体顶升到顶顶（即筒体上上口到达标高高229.4米）时，钢内内筒在标高为为229.4米以下部分的的筒体外壁保保温工程就同同步施工完毕毕。（注：在在地面做保温温的施工人员员应将筒壁烟烟道口处的保保温层予留不不做。）对于标高2229.4米以上部分筒筒体的保温层层施工，应待待钢内筒上部部不锈钢筒体体段全部组对对安装完毕后后，通过在第第六层和第七七层平台上搭搭设施工脚手手架，施工人人员站在架子子上进行保温温层施工。6.6烟道口加加固及切割拆拆除在钢内筒外侧侧靠烟道口竖竖向两侧边沿沿搭设施工脚脚手架。架顶顶标高为22米，施工人员员站在架子上上作业。①安装烟道口口两侧竖向洞洞口加劲立柱柱及角钢法兰兰进行补强；；②烟道洞口四四周加固完毕毕，即可按尺尺寸划线，将将烟道口筒壁壁钢板切割开开；③用50吨汽车吊站站位在砼烟囱囱外，正对烟烟道口处，从从烟道口将其其吊出。七、顶升装置系统统的拆除7.1顶升升供气管路系系统拆除拆除前先打开开顶升供气管管路系统上的的排气阀进行行放气减压，待待筒体内部的的气压降到与与外界空气气气压相同时，再再进行切割拆拆除。7.2密封头拆拆除及平移施施工方法①将密封头部分从标标高229..4米处沿筒体水水平环向焊缝缝位置用氧－－乙炔火焰割割炬切割开；；②用顶部支撑梁上的的卷扬机将密密封头垂直起起吊提升至下下口高出烟囱囱第七层砼平平台顶面0..5米；③在密封头正下方设设置两条水平平平行的型钢钢轨道（说明明：利用烟囱囱砼筒壁施工工时原有的两两根辐射梁，每根辐射梁梁长度为L=11.3米，由2根槽钢（222a背靠背拼拼接而