Глава шестая
МЕХАНИЗАЦИЯ МОНТАЖА ОБОРУДОВАНИЯ
6.1. КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ МОНТАЖНЫХ РАБОТ
Основным направлением развития механизации является широкое внедрение комплексной механизации монтажных работ, переход к которой стал возможен на современном этапе, когда значительно расширилась номенклатура и выпуск монтажных и сварочных машин и механизмов, средств малой механизации и механизированного инструмента. Это обеспечивает возможность широкого выбора машин и формирование их в комплекты, необходимые для механизированного выполнения всех технологических процессов данного вида монтажных работ. При определении работ, выполняемых механизированными и комплексно-механизированными способами, необходимо учитывать следующее.
Механизированными считаются работы, выполненные при помощи машин и механизмов, имеющий механический, электрический или пневматический привод. Под механизированным способом монтажа имеется в виду такой процесс, при котором из всех операций по монтажу только подъем и установка конструкций на месте осуществляется механизмами (кранами).
При комплексной механизации монтажных работ все основные процессы (разгрузка прибывшего оборудования, погрузка на транспортные средства, укрупнительная сборка, перевозка к месту монтажа, подъем и установка на место) выполняются машинами и механизмами без применения ручного труда.
Комплексная механизация должна осуществляться как при выполнении отдельных видов монтажа оборудования, конструкций, так и при выполнении комплекса сварочных и других работ.
Выбор способов и средств осуществления комплексной механизации (автоматизации) данного вида работ производятся на основании технико-экономических расчетов.
Одним из условий комплексной механизации монтажных работ является создание разных механизмов и машин, взаимосвязанных между собой по производительности, режимам и графикам работы, дополняющих друг друга в выполнении механизации отдельных монтажных процессов.
Оснащенность монтажных организаций средствами механизации определяется показателями механовооруженности и электровооруженности.
Механовооруженность монтажной организации определяется выращенным в процентах отношением балансовой стоимости используемых на монтаже машин, установок и механизмов к общему объему строительно-монтажных работ.
Механовооруженность рабочих определяется балансовой стоимостью используемых на монтаже машин, установок и механизмов, приходящихся на 1 рабочего, занятого на выполнении монтажных работ.
Энерговооруженность монтажной организации определяется общей установленной мощностью двигателей, используемых на монтаже машин, установок, механизмов и сварочных аппаратов ( в кВт), приходящейся на 1 млн. руб. строительно-монтажных работ.
Энерговооруженность рабочих определяется общей установленной мощностью двигателей, используемых на монтаже машин, установок, механизмов и сварочных аппаратов ( в кВт), приходящейся на 1 рабочего, занятого на выполнении монтажных работ.
Механовооруженность может определяться с учетом транспортных средств и без их учета.
Показатели механовооруженности и энерговооруженности для тепломонтажных работ не могут быть сравнимы с аналогичными показателями других монтажных организаций, так как при монтаже тепломеханического оборудования используется не находящееся на балансе монтажных организаций большое количество грузоподъемных механизмов (эксплуатационные и строительные краны), которые не учитываются этими показателями. Использование же эксплуатационных и строительных грузоподъемных механизмов оказывает существенное влияние на показатели механизации монтажных работ, в связи с чем мощность двигателей этих механизмов следует также учитывать при определении показателя энерговооруженности, а балансовую стоимость механизмов – при определении показателей механовооруженности монтажных работ и рабочих.
Одним из показателей механизации строительно-монтажных работ является степень охвата механизацией или коэффициент механизации работ, определяемый процентным отношением объема работ, выполняемых механизированным способом, к общему объему данного вида работ, выполняемых с помощью машин и вручную на данной площадке.
Важным показателем механизации монтажных работ является коэффициент механизации труда, определяемый отношением количества рабочих, занятых на механизированных процессах (или отработанного ими времени), к общему количеству рабочих (или к отработанному ими времени), занятых как на механизированных, так и на ручных процессах монтажа (рис. 6.1):
,
где Км.т. – коэффициент механизации труда, %; Р – количество рабочих, чел., или отработанное время на механизированных работах, чел-дни; Робщ – общее количество рабочих, занятых на монтаже, чел (или общее отработанное время, чел-дни).
Рис. 6.1. Коэффициент механизации труда, %.
Процессы монтажа оборудования сборки, установки и пригонки узлов и деталей между собой в условиях монтажной площадки не поддаются полной механизации, и поэтому количество работающих вручную является достаточно большим (по отношению к общему числу рабочих); в связи с этим коэффициент механизации труда всегда будет меньше единицы.
Для осуществления комплексной механизации монтажа оборудования необходимо оснастить монтажные участки средствами для механизации слесарно-сборочных и пригоночных операций и добиться выполнения малообъемных работ машинами малой механизации и механизированным инструментом.
К с р е д с т в а м м а л о й м е х а н и з а ц и и относятся все переносные механизмы, машинки, приборы и инструменты, снабженные механическими приводами мощностью свыше 1,0 кВт.
К м е х а н и з и р о в а н н о м у и н с т р у м е н т у относятся переносные приборы и агрегаты, приводимые в действие двигателями мощностью от 0,1 до 1,0 кВт и заменяющие ручной инструмент.
За последние годы получили широкое внедрение средства малой механизации и механизированный инструмент с электроприводом. Одновременно расширилось применение средств малой механизации и инструмента с пневматическим приводом. В тех случаях, когда имеется возможность организовать непрерывную работу компрессорных установок, эти инструменты могут успешно использоваться в условиях монтажной площадки.
Выбор типа и потребное количество средств малой механизации и механизированного инструмента определяется при разработке проекта производства работ в зависимости от объемов работ и характера монтируемого оборудования. Расчеты, приведенные для приведения экономичности применения средств малой механизации, подтвердили целесообразность их использования даже для небольших объемов работ, так как они увеличивают производительность труда в 5-10 раз, а пользование механизированным инструментом – в 4-5 раз, а в отдельных случаях и в 10 раз выше, чем при пользовании обычным инструментом.
6.2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ВЫБОРА МОНТАЖНЫХ
МЕХАНИЗМОВ
При выборе грузоподъемного механизма для монтажа технологического оборудования следует учитывать особенности компоновки объектов тепловой электростанции, в частности, цехов главного корпуса; количество и мощность устанавливаемых агрегатов, взаимное расположение оборудования, общий объем монтажных работ, методы монтажа, степень укрупнения оборудования, среднюю и максимальную массу блоков, необходимую высоту для подъема блоков. Влияние на выбор типа механизма оказывает характер принятых строительных конструкций зданий (закрытое, полуоткрытое или открытое), готовность строительных сооружений к началу монтажа, возможность использования строительных конструкций в качестве опорных элементов для установки или крепления монтажного механизма, а также степень совмещения строительных и монтажных работ на данном объекте.
Для крупных электростанций на стадии разработки технического проекта и ПОС в каждом конкретном случае выбираются основные монтажные механизмы для машинного зала, котельной, химводоочистки, насосной станции и др. В связи с этим имеется тесная увязка между компоновкой оборудования, конструкциями здания и монтажным механизмом.
Разнохарактерность монтажных работ на отдельных объектах электростанций и значительное отличие объемов монтажных работ для электростанций разной мощности не позволяют для всех случаев принимать одинаковые решения при выборе типов основных монтажных механизмов.
В общем объеме работ по монтаже технологического оборудования на тепловых электростанциях более 40% занимают такелажные работ, которые выполняются при помощи грузоподъемных механизмов.
Грузоподъемными механизмами в процессе монтажа производится не только подъем и перемещение блоков и деталей оборудования, но и их установка на проектное место, пригонка, выверка и присоединение к другим элементам оборудования. на выполнение указанных операций требуется гораздо больше времени, чем на подъем, перемещение и просто укладку или установку груза на место. Этим и объясняется низкая производительность грузоподъемных механизмов на монтаже.
Например, при установке блока котельного агрегата на строповку, подъем и перемещение блока затрачивается только 35% кранового времени, а около 65% расходуется на установку блока в проектное положение с пригонкой и выверкой его на ожидание, пока блок будет надежно прикреплен к ранее установленным конструкциям.
Кроме того, следует учесть, что многие детали оборудования, а также собранные монтажные блоки не имеют специальных рымов и мест для строповки и подготовки их к подъему.
Грузоподъемные механизмы для монтажа оборудования должны отвечать следующим условиям:
тип грузоподъемного механизма выбирается исходя из особенности компоновки электростанции и принятых схем и методов производства работ;
грузоподъемность механизма обеспечивает установку в проектное положение большинства монтируемых блоков;
производительность механизма обеспечивает принятый в графике темп монтажных работ.
Стоимость эксплуатации крана и механизации на 1 т смонтированного оборудования должна быть наименьшей.
При выборе механизмов для монтажа оборудования на электростанциях необходимо в первую очередь использовать все постоянные механизмы, предназначенные для выполнения ремонтных работ в процессе эксплуатации (краны котельного и машинного зала).
Общая грузоподъемность механизмов, устанавливаемых для обслуживания данной зоны монтажа и могущих одновременно и совместно поднять один груз (блок), должна быть выбрана из расчета подъема блока максимальной массы.
Масса блоков котельного и турбинного оборудования, собираемых на сборочных площадках строительства, выбирается применительно к принятой грузоподъемности монтажных механизмов.
Выбор грузоподъемности механизмов для подъема и установки на место наиболее крупных блоков оборудования (статора турбогенератора, барабанов котельных агрегатов, барабанов шаровых мельниц) возможен лишь в том случае, когда для этого требуется незначительно увеличить грузоподъемность крана (не более чем в 1,5 раза) или когда кран используется для монтажа большого количества агрегатов.
Тогда представляется возможным также укрупнить монтажные блоки и приблизить их массу к грузоподъемности монтажных механизмов.
Применение мощных механизмов приводит к увеличению стоимости их и к удорожанию строительных конструкций, связанных с установкой этих механизмов (подкрановые пути, подкрановые балки и др.).
Применение механизмов для подъема и установки большинства блоков (без блока максимальной массы) потребует создания специальных устройств и приспособлений для подъема блока максимальной массы монтажа и последующей разборки их, на что потребуется дополнительные затраты труда и средств.
Для правильного выбора мощности грузоподъемных механизмов необходимо в каждом конкретном случае проводить технико-экономические сравнения.
6.3. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ МОНТАЖА
КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
При переходе на крупноблочную сборку узлов оборудования и их монтаж потребовалось применение соответствующих грузоподъемных механизмов, как на сборочной площадке, так и на месте установки.
В котельной для подъема блоков в первые годы применения блочного монтажа в качестве таких средств использовались монтажные стрелы и вантовые Г-образные краны, мостовые, козловые, а также башенные краны.
Козловые краны. Последующее развитие блочного монтажа котельного оборудования, применение блоков доведением их массы до 50-70 т, а также необходимость осуществления одновременного поточного монтажа нескольких котлов привели к разработке новой конструкции грузоподъемного механизма – козлового крана.
Впервые в практике монтажа котельных агрегатов козловой кран был применен в 1943 г. на строительстве Челябинской ТЭЦ. Козловой кран был выполнен клепанной конструкции и имел горизонтальный мост, по нижнему поясу которого передвигались грузовые тележки. Мост опирался на две решетчатые ноги, а последние через соответствующие опорные балки – на восемь ходовых тележек железнодорожного типа. Грузоподъемность крана составляла 70 т, пролет 22,6 м и высота подъема крюка 34,5 м.
Козловой кран для монтажа газомазутных барабанных котельных агрегатов производительностью 500 т/ч на первой открытой Али-Байрамлинской ГРЭС имел грузоподъемность 100 т, пролет 31, высоту 44 и максимальную высоту подъема основного крюка 37,5 м. При помощи таких козловых кранов монтировались агрегаты также на Тбилисской, Ташкентской ГРЭС и др.
Преимуществом козлового крана является возможность его работы при наличии только фундаментов котельных агрегатов и одновременного и совмещенного производства монтажных работ по котельному агрегату и строительных работ по сооружению здания.
К недостаткам козлового крана следует отнести необходимость устройства специальных подкрановых путей, высокую стоимость крана, а также необходимость применения дополнительных грузоподъемных устройств для монтажа оборудования и конструкций в зоне прохождения ног крана.
Высокая производительность позволяет применять козловой кран грузоподъемностью 100 т в качестве основного монтажного механизма на объектах при совмещенном строительстве и монтаже на крупных электростанциях, где требуется монтаж не менее трех котельных агрегатов производительностью 420, 500 и 640 т/ч, а также для монтажа крупных котельных агрегатов на открытых электростанциях (табл. 6.1, рис. 6.2).
Рис.6.2. Козловой кран 100 т для монтажа котельных агрегатов
открытой установки.
Таблица 6.1