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塔式炉钢结构的设计和安装

主题：外高桥第三发电厂塔式炉钢结构的设计和安装

学习时间：2021年4月21日－4月２7日

内容：通过对塔式炉钢结构特点的介绍,针对外高桥第三发电厂一号炉钢结构设计中

遇到的技术问题进行讨论，为今后同类项目的钢结构工程提供参考.

1工程概况

由锅炉厂有限制造的外高桥第三发电厂2×100ＯＭW超临界机组的锅炉采用了德国

ALSTOＭ的塔式锅炉技术。作为配套内容，大型塔式炉的钢结构在德方的技术支持下,由锅

炉厂有限负责设计工作。

大型塔式锅炉钢结构为露天布置、式全钢结构,包括主钢框架(含炉顶钢框架）、辅钢框架

（炉前平台、炉左右两侧平台)、楼梯间和空气预热器钢框架。在炉顶钢框架上部设置有防

雨轻型屋顶结构,见图1。

主钢框架和辅钢框架总占地宽度约5１m，长度为4Om，屋顶顶面标高约为1３2.O00ｍ，

用钢量约为110０0t.辅钢框架下部炉前平台与煤仓间共用一排立柱,减小了锅炉岛的占地面

积.下部炉前平台的水平力均由主钢框架的主梁和立柱承受，煤仓间柱仅承受竖向荷载．空

气预热器钢框架为相对于主钢框架的稳定框架结构，其分为３个部分：中心部分用于支承

从炉顶吊下来的烟道,两侧部分用来支承空气预热器，其标高在０。0０0—３9。30０m。

2主钢框架和炉顶钢框架

主钢框架作为塔式锅炉的主要受力结构，它是由一个筒式框架组成的稳定结构，既承受锅

炉设备的竖向荷载，也是水平力的主要结构。两侧的辅钢框架、炉前辅钢框架和钢平台依

附在筒式框架上。塔式锅炉主钢框架特点之一是只要将主钢框架、炉顶平台、大板梁及其

析架安装完毕,就可以开始吊装受热面。安装辅钢框架平台和吊装受热面可以同时进行，缩

短安装周期．

主钢框架的构件断面均为大规格箱型截面,主要包括：４根主柱，20个主梁和4０个立面斜

撑。主钢框架5层主梁的梁面标高为2２。490、49。990、7０.4９0、１０0。４9０、１2

１。19Om。每层主梁及与其连接的主立柱和主斜撑构成了主钢框架的5个安装层.每层主

梁所在平面同时也是辅钢框架的5层刚性平面.主梁需要承受锅炉悬吊荷载向下的内力和弯

矩，锅炉的导向力通过刚性梁的导向结构直接作用在主梁侧面,同时承受辅钢框架平面的竖

向和水平荷载，辅钢框架内的管道导向、限位、风荷载和地震荷载均需到刚性平面再到主

梁,最终由主钢框架承载。塔式锅炉箱型柱内部布置直梯,并在立柱与平面梁上方开人孔,主

梁可作为安装时的临时平台，这样主钢框架自身一个完整安装通道。

主梁和主斜撑的规格均为宽9０0mｍ的箱形截面。选定9０0ｍm的宽度既可获得适当高度

的截面，也可保证内部焊接加劲肋后保留约450ｍm宽度的人孔,以便内部焊接施工．

４根主立柱高度均为１21.2m，其中0-106.５m均为25OOmm×2５OＯmm的截面，板厚

从5０mm逐步过渡到３５mm．每根分为8个安装段,其分段标高为：１3。０00、27。

500、45.47０、59。０00、75.０００、94．000、1０6.500、１２1。19Oｍ,分段的目的是

考虑安装起重能力，将每个分段重量控制在1MN内。

炉顶大板梁（图2）铰接于１２1．200m标高的主梁上表面，大板梁高度为7.25m.两根大

板梁间通过９根次梁与炉顶支撑析架构成了完整的框架体系,用于承受悬吊锅炉荷载。塔式

炉的受热面采用悬挂式布置将所有管束通过悬吊装置吊于炉顶；在前后墙XX布置4排外

部悬吊管,所有的集箱（除水冷壁中间集箱外）均布置在前后墙，集箱均悬吊在其所处位置

外部的悬吊管和水冷壁上,外部悬吊管和水冷壁都悬挂在炉顶大板梁上；烟道自锅炉顶部引

出，通过悬臂结构传力至炉顶大板梁;锅炉范围内的４大管道和烟、风、煤粉管道部分吊于

锅炉主框架上，大部分吊于锅炉的辅助钢架上．

大板梁截面采用Ⅱ型叠置截面,截面全高为725Omm,其中上部截面高度为37５Omm，下部

截面高度为3５OOmm.大板梁的两支座端板中心线间距为3150０ｍm。在炉前设有悬挂炉

前平台吊杆的悬挑段，挑出长度为78７５mm，平面内倾斜布置。在炉后设有悬挂炉后烟

道的悬挑段，挑出长度为830０mｍ。次梁采用Ⅱ型截面,截面高约为3000ｍm，长为

2148Oｍm,两端分别连接于大板梁上部。次梁的上表面与大板梁上表面为同一标高。炉顶

支撑