华能长兴电厂储煤系统采用国际首创的蜂窝式集束封闭多边形煤仓。该工艺不仅节约土地资源、防止扬尘、绿色环保,还实现了储煤先进先出、量身精配、精粗通吃,减少了因氧化、自燃等因素造成的热值损耗,原煤回收率为100%,有极大的经济效益和社会效益。

储煤区域共分48个六边形小煤仓,呈4行集束排列。煤场长210.35m,宽60.45m,集束布置,形同蜂窝状,煤仓顶面高45m,贮煤量约20万t。煤仓顶部布置4条堆煤皮带机,在皮带机上配置电动双侧犁式卸料器作为煤仓的配煤机械。每个煤仓下部配1个锥形煤斗,作为煤仓的卸煤出口。六边形群仓封闭煤场仓体采用钢筋混凝土蜂窝组合结构形式,边长9.3m。48个蜂窝仓分别由3组(每组16个蜂窝仓)组成。如图1所示。

六边形煤仓结构由下至上依次为钢筋混凝土灌注桩、基础、柱、梁、钢煤斗、仓体直墙、仓顶结构等。煤仓立面布置及鸟瞰图如图2所示。

煤仓中共有48个钢煤斗,钢煤斗为圆斗,每个钢煤斗进料口直径为14.6m,出料口直径为2.85m,呈倒锥形,上大下小,总高度约16.5m,吊装高度21m,总重约104.4t。

钢煤斗本体制造的工艺流程为:钢材验收→钢材矫正→放样→号料→切割→钢板卷制→编号→预制件加工→顶节吊装→搭建操作平台→中间节拼装焊接→底节整体安装→焊缝检验→拼装加劲肋→焊接加劲肋→清理焊接根基面→喷砂除锈→不锈钢板焊接→验收→交安。

钢煤斗采取分段、分片加工,并在施工现场加工区进行二次组装,汽车运输至施工现场,顶节用500t汽车式起重机吊装,中间节采用汽车运输至煤仓内,在煤仓内搭设支架进行中间节拼装,拼装完成后用电动葫芦提升至设计高度与首节对接好再进行焊接,底节则在现场加工区拼装完成后,吊车吊装至平板车上直接运输至煤仓内,用电动葫芦提升至设计高度与中间节对接好再进行焊接。

因钢煤斗单个质量较大,高度较高,采用整体加工吊装方案不可行,根据设计图钢板水平焊缝及加劲肋的位置,需将钢煤斗加工拆分成3部分进行,第1部分为顶节(见图3),斜长为1.5m(含1.4m高预埋钢板),重31.38t;第3节为底端整体节(见图4),高5m,重17.68t;其余为第2节(见图5),重55.31t。第2节为现场进行分片拼接。

钢煤斗安装分为首节吊装、中间节与底节安装。首节采用500t汽车式起重机进场进行一次性现场吊装就位,中间节与底节安装则利用在首节钢煤斗上焊接的吊环,在底部搭设支架,利用电动葫芦将安装块提升至设计位置进行现场焊接。

因钢煤斗顶节和底节为整体安装,半成品构件在工地加工区需进行现场组装,组装完成的顶节和底节上焊接吊耳(见图6),在最邻近接口位置的环向加强圈处设置支撑,支撑及吊点布置如图7所示。

加固完的顶节钢煤斗采用200t汽车式起重机吊至3辆运梁平板车上运输至施工现场(200t汽车式起重机,12m作业半径,21.9m大臂,最大吊重48.5t。顶节构件含预埋钢板最大质量31.38t,200t汽车式起重机能够满足要求)。底节钢煤斗运输采用200t汽车式起重机直接吊装至平板车上,用葫芦倒链加固,运输至指定位置。中间节为现场拼装焊接,直接采用吊车装车运输至指定位置即可。

钢煤斗首节分片加工完成后,在施工现场加工区进行组装,组装完成后用200t汽车式起重机吊至加宽平板车上水平倒运至施工现场,待2层框架梁底层1.9m高梁的混凝土强度达到设计强度后用500t汽车式起重机进行整体吊装。钢煤斗首节吊装如图8所示(缓慢提升钢煤斗至高于2层框架梁支架20cm,然后汽车式起重机缓慢转向至安装位置,调整汽车式起重机大臂角度,使钢煤斗大致处于设计位置正上方)。

中间节钢煤斗高9.7m,分3小节,采用加工区内分段、分片加工,汽车运输至施工现场,在底部搭设提升平台及胎架,在胎架上拼装焊接,待中间节每层拼装焊接完成后用6个10t电动葫芦同时将提升平台提升至设计位置进行现场焊接。

为加快施工进度,避免上下交叉作业影响工期要求。顶节安装完成、浇筑2层框架梁上半层梁混凝土后,在2层框架梁上以1.5m间距布置5m长的I22a作为直墙段施工时脚手架基础,用Ф14钢筋将2根工字钢焊接在一起,在钢煤斗顶口形成一层钢筋网。在钢筋网上铺设8mm厚钢板,并将钢板用钢筋焊接连接保证钢板间不留空隙,把钢煤斗顶口封闭,形成隔离保护平台(见图9),可以保证上面直墙段和下面钢煤斗的中间节及底节焊接施工不受干扰。

中间节分片运输至煤仓内,在地面搭设提升平台及拼装胎架,顶节安装前在其外侧钢板上均匀焊接6个吊耳用于吊挂电动葫芦,中间节在地面上拼装完成后用6组10t电动葫芦缓慢同步提升到提升平台,使钢煤斗与顶节对接,临时焊接几段固定中间节,再按设计要求进行焊接。如图10所示。

底节则采用分段、分片加工,并在施工现场加工区进行组装,组装完成后用200t汽车式起重机吊至平板车上运至煤斗内,在中间节底部钢板外侧焊接6个吊耳,挂6个5t电动葫芦,利用电动葫芦将底节整体提升至设计位置与中间节对接好,进行焊接。如图11所示。

煤斗吊运、吊装过程中,需计算校核如下:起重设备起重量、钢煤斗各节段质量;吊装平台强度、整体稳定性;提升平台架强度、整体稳定性;局部稳定性;吊装使用的吊具、钢丝绳及倒链起重能力;制作的各种吊耳受力;吊点强度。

1)所有构件的制作应按《火力发电厂土建结构设计技术规程》DL5022—2012、《钢结构工程质量验收规范》GB50205—2001的要求进行。

2)建立质量控制点,抓住关键部位,预防质量通病发生。在分项施工、工序交接中,重点验收检查部位,落实质量目标责任制。

3)施工前须进行技术交底。所有操作人员必须严格按技术、质量、安全交底内容执行,要求焊接人员必须持证上岗。测量仪器须经计量检定合格后方可使用。

4)工程技术资料须与施工进度同步,做到及时、准确、真实、完整,杜绝漏项、错项、漏签、评定错误的出现,实行分部分项会签审查,保证资料全面,准确反映工程质量状况。

1)吊装作业前,应成立吊装小组。由项目技术负责人编制吊装方案,上报上级主管相关部门审批,报监理、业主签字认可;工程安全部应对现场危险源做出分析和评价,并对所有吊装人员做好安全、技术交底双签字工作。

2)所有吊装人员应持证上岗,施工区域、工程安全部、技术质量部做好整个吊装过程中的安全检查及监督工作。

3)吊装现场应设警戒线围栏,杜绝与吊装无关人员进入吊装作业现场。

4)对所有吊运、吊装工具进行全面安全检查,保证使用安全可靠性。尤其检查钢丝绳,防止出现断丝现象。

5)遇到恶劣的自然条件,如大风、大雾、雷电,指挥人员看不清工作地点,操作人员看不清指挥信号,不得进行起吊作业。

6)施工用电做好漏电保护装置,四周做好接地,严格遵守安全用电操作规程。

7)现场设置灭火器材,防止因焊渣引起火灾。

华能长兴电厂集束正六边形煤仓钢煤斗的吊装采用了分件吊装就位的施工方法,在施工场地、吊装机械等受限情况下,采用电动葫芦等替代大型机械进行煤斗安装,利用隔离平台防护措施,避免钢煤斗上部结构与煤斗安装交叉施工。保质保量完成了48只钢煤斗的安装作业,缩短了施工工期,保证了施工质量,节约了施工成本。