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摘要：本文结合锅炉叠梁的实际安装经验，探讨叠梁安装过程中技术难点的处理方法。锅炉大板梁是火电锅炉钢架中最大的钢结构杆件,安装非常困难。而叠梁的采用，使安装单位的起重机械的起重量可以减少，安装起吊方便，因而越来越得到各锅炉厂的青睐。
关键词：叠梁；安装；工艺
中图分类号：S776文献标识码： A
1.概述
目前，火力发电单机容量越来越大，超临界及超超临界机组越来越多。做为发电厂锅炉钢架主要承载构件——大板梁的结构尺寸和重量也越来越大，例如华电邹县1000MW的最大的大板梁总重约296吨。如果把锅炉钢架大板梁设计为单梁，对现场安装的起重设备和运输都难度很大，会增加工程的成本费用。如果设计采用叠梁，杆件的单件重量几乎降低了二分之一，可以有效地降低制作、运输、安装等费用，因此锅炉钢架叠梁的设计正在被许多大型火力发电厂所采用。
虽然锅炉钢架叠梁的采用大大降低了工程的成本费用，但它在安装过程中与单梁有许多不同之处，如果工艺不正确造成叠梁安装的返工，就会带来巨大的经济损失。锅炉钢架叠梁的结构特点从力学性能而言，不仅需要对单根H型钢的各个尺寸进行严格的控制，同时也需对两根梁结合后法兰面的顶紧程度△和同轴度偏差δ进行控制，以及法兰面上群孔的穿孔率加以严格控制，只有达到设计要求才能使梁承受锅炉设备的重量和运行中的热力影响。同时，由于连接法兰的孔很多（邹县1000MW机组的叠梁中间法兰连接孔是1520个），组合成叠梁前的单梁长细比较大、刚性差，所以对现场的安装方案也有严格的要求，否则即使制作合格，也很难保证其穿孔率。本文针对火电锅炉钢架叠梁的结构特点，结合实际经验，分析在安装过程中容易出现的问题，探讨锅炉钢架叠梁的安装工艺。
2.叠梁安装工艺的探讨
长度较大的钢架叠梁，即使在工厂制作时各尺寸控制得很好，但如果运输或吊装方案不正确，也会出现一些问题。如吊运过程中的塑性变形问题，法兰孔群不能全部穿上问题等。下面我以邹县1000WM机组的叠梁为例，论述一下板梁安装过程中应注意的问题和控制方法。
2.1安装前对叠梁进行尺寸复检
如前所述，即使在工厂制作时各尺寸控制得很好，而且在工厂进行了预组装，但由于锅炉钢架叠梁是以单梁的形式发运的，从理论力学来讲，构件的轴向惯性力矩与构件截面的高度3次方成正比，也就是说叠梁被分解为两条单梁之后其抗弯强度是整体抗弯强度的1/8倍。单梁属于细长构件，所以运输过程中一定要垫好，并用钢丝绳封好车，否则有可能会由于自重原因和在运输过程中的颠簸造成单梁预起拱度的消失，甚至产生塑性变形。因此，叠梁在安装之前一定要重新校验叠梁的弯曲、扭曲的情况，以免吊装到炉顶之后在高空就不好处理了。
2.2叠梁法兰群孔装配要点
锅炉钢架叠梁的上下两单梁通过中间各自的小翼板（即连接法兰）在安装现场从新组合而成，连接法兰由于其孔数较多，所以不仅工厂制作难度较大，而却现场安装难度也很大。正如前面所叙述，叠梁做为发电厂锅炉钢架的最大杆件，尺寸都是比较大，尤其它比较长，在单梁时刚性差，吊点布置不合理或者不正确，就会安装不上，现以华电邹县1000MW机组的锅炉钢架叠梁MB-1为例，计算单梁在简支情况下的，由于自重产生的挠度。
叠梁MB-1上下单梁的截面尺寸相同，截面尺寸见图9，长度L＝43.3m
A1Y1+A2Y2+A3Y3
1)计算截面形心Y=-----------------
A1+A2+A3
A1=90X1000Y1=45
A2=30X1885Y2=987.5
A3=25X420 Y3=1987.5
故型钢的形心Y=511mm
2)求截面的相对于A轴的惯性矩
I=I1+I2+I3
I1’=I1+a1A1
I2’=I2+a2A2
I3’=I3+a3A3
最后求得I＝7.11X1010mm4
3)求单梁在简支情况下由于自重产生的均布载荷q
q=12.32N/mm
4)求由于自重产生的挠度值f
5qL4
f=384EI =31mm
从计算结果来看，MB-1大板梁在單梁安装时由于自重会产生约31mm的下挠弹性变形，即使减去制作时预起的拱度，也会产生约25mm左右的下挠值，如果安装上梁时，用两吊车抬吊，吊点也设在上单梁的两个端部，上下单梁就会如图2－2的状况，上单梁的连接法兰（小翼板）受拉应力而伸长，下单梁的连接法兰（小翼板）受压应力而缩短，就会使上下单梁的连接法兰孔错位而无法连接。
而如果在安装上梁时把吊点向中间移动，使上梁成上拱状态，就会使上、下梁的连接法兰孔间距基本相同，这样先安装梁两端的螺栓，然后用过冲分别从两端向中间打入，最后再用螺栓逐个替换过冲。
2.3温度对叠梁安装的影响
由于锅炉钢架的叠梁在安装前一般都摆放在现场，上下单梁有可能由于受阳光照射面积不同而存在温差，又由于梁较长，所以温差对上下单梁的连接影响较大。根据温差变形量公式△l＝α△tL2/8H（α为线膨胀系数，△t为温差，L为杆件长度，H为杆件的高度）很容易得出如果两单梁温差为1℃，他们的长度就会有约1mm的差距。所以叠梁在安装前，如果两单梁存在较大的温差也会出现连接法兰孔无法全部穿上螺栓。如果温差不是很大，可忽略其对安装的影响。
3.结束语
由于钢架叠梁的设计可以极大地降低起重运输和现场安装的设备能力要求，较大地降低成本。因此，火力发电厂锅炉钢架叠梁的安装工艺方案定会被广泛采用。
作者简介：
侯红英（1971-）女，汉族，山东济南人，工程师，大学学历，毕业于哈尔滨工业大学工程管理专业，研究方向电力建设工程锅炉安装。
关键词：叠梁；安装；工艺
中图分类号：S776文献标识码： A
1.概述
目前，火力发电单机容量越来越大，超临界及超超临界机组越来越多。做为发电厂锅炉钢架主要承载构件——大板梁的结构尺寸和重量也越来越大，例如华电邹县1000MW的最大的大板梁总重约296吨。如果把锅炉钢架大板梁设计为单梁，对现场安装的起重设备和运输都难度很大，会增加工程的成本费用。如果设计采用叠梁，杆件的单件重量几乎降低了二分之一，可以有效地降低制作、运输、安装等费用，因此锅炉钢架叠梁的设计正在被许多大型火力发电厂所采用。
虽然锅炉钢架叠梁的采用大大降低了工程的成本费用，但它在安装过程中与单梁有许多不同之处，如果工艺不正确造成叠梁安装的返工，就会带来巨大的经济损失。锅炉钢架叠梁的结构特点从力学性能而言，不仅需要对单根H型钢的各个尺寸进行严格的控制，同时也需对两根梁结合后法兰面的顶紧程度△和同轴度偏差δ进行控制，以及法兰面上群孔的穿孔率加以严格控制，只有达到设计要求才能使梁承受锅炉设备的重量和运行中的热力影响。同时，由于连接法兰的孔很多（邹县1000MW机组的叠梁中间法兰连接孔是1520个），组合成叠梁前的单梁长细比较大、刚性差，所以对现场的安装方案也有严格的要求，否则即使制作合格，也很难保证其穿孔率。本文针对火电锅炉钢架叠梁的结构特点，结合实际经验，分析在安装过程中容易出现的问题，探讨锅炉钢架叠梁的安装工艺。
2.叠梁安装工艺的探讨
长度较大的钢架叠梁，即使在工厂制作时各尺寸控制得很好，但如果运输或吊装方案不正确，也会出现一些问题。如吊运过程中的塑性变形问题，法兰孔群不能全部穿上问题等。下面我以邹县1000WM机组的叠梁为例，论述一下板梁安装过程中应注意的问题和控制方法。
2.1安装前对叠梁进行尺寸复检
如前所述，即使在工厂制作时各尺寸控制得很好，而且在工厂进行了预组装，但由于锅炉钢架叠梁是以单梁的形式发运的，从理论力学来讲，构件的轴向惯性力矩与构件截面的高度3次方成正比，也就是说叠梁被分解为两条单梁之后其抗弯强度是整体抗弯强度的1/8倍。单梁属于细长构件，所以运输过程中一定要垫好，并用钢丝绳封好车，否则有可能会由于自重原因和在运输过程中的颠簸造成单梁预起拱度的消失，甚至产生塑性变形。因此，叠梁在安装之前一定要重新校验叠梁的弯曲、扭曲的情况，以免吊装到炉顶之后在高空就不好处理了。
2.2叠梁法兰群孔装配要点
锅炉钢架叠梁的上下两单梁通过中间各自的小翼板（即连接法兰）在安装现场从新组合而成，连接法兰由于其孔数较多，所以不仅工厂制作难度较大，而却现场安装难度也很大。正如前面所叙述，叠梁做为发电厂锅炉钢架的最大杆件，尺寸都是比较大，尤其它比较长，在单梁时刚性差，吊点布置不合理或者不正确，就会安装不上，现以华电邹县1000MW机组的锅炉钢架叠梁MB-1为例，计算单梁在简支情况下的，由于自重产生的挠度。
叠梁MB-1上下单梁的截面尺寸相同，截面尺寸见图9，长度L＝43.3m
A1Y1+A2Y2+A3Y3
1)计算截面形心Y=-----------------
A1+A2+A3
A1=90X1000Y1=45
A2=30X1885Y2=987.5
A3=25X420 Y3=1987.5
故型钢的形心Y=511mm
2)求截面的相对于A轴的惯性矩
I=I1+I2+I3
I1’=I1+a1A1
I2’=I2+a2A2
I3’=I3+a3A3
最后求得I＝7.11X1010mm4
3)求单梁在简支情况下由于自重产生的均布载荷q
q=12.32N/mm
4)求由于自重产生的挠度值f
5qL4
f=384EI =31mm
从计算结果来看，MB-1大板梁在單梁安装时由于自重会产生约31mm的下挠弹性变形，即使减去制作时预起的拱度，也会产生约25mm左右的下挠值，如果安装上梁时，用两吊车抬吊，吊点也设在上单梁的两个端部，上下单梁就会如图2－2的状况，上单梁的连接法兰（小翼板）受拉应力而伸长，下单梁的连接法兰（小翼板）受压应力而缩短，就会使上下单梁的连接法兰孔错位而无法连接。
而如果在安装上梁时把吊点向中间移动，使上梁成上拱状态，就会使上、下梁的连接法兰孔间距基本相同，这样先安装梁两端的螺栓，然后用过冲分别从两端向中间打入，最后再用螺栓逐个替换过冲。
2.3温度对叠梁安装的影响
由于锅炉钢架的叠梁在安装前一般都摆放在现场，上下单梁有可能由于受阳光照射面积不同而存在温差，又由于梁较长，所以温差对上下单梁的连接影响较大。根据温差变形量公式△l＝α△tL2/8H（α为线膨胀系数，△t为温差，L为杆件长度，H为杆件的高度）很容易得出如果两单梁温差为1℃，他们的长度就会有约1mm的差距。所以叠梁在安装前，如果两单梁存在较大的温差也会出现连接法兰孔无法全部穿上螺栓。如果温差不是很大，可忽略其对安装的影响。
3.结束语
由于钢架叠梁的设计可以极大地降低起重运输和现场安装的设备能力要求，较大地降低成本。因此，火力发电厂锅炉钢架叠梁的安装工艺方案定会被广泛采用。
作者简介：
侯红英（1971-）女，汉族，山东济南人，工程师，大学学历，毕业于哈尔滨工业大学工程管理专业，研究方向电力建设工程锅炉安装。