Глава вторая

Основные показатели поставки и монтажа оборудования

2.1. Метод блочного монтажа котельных агрегатов

Котельные агрегаты являются сложными сооружениями, которые возводятся непосредственно на электростанции. Котельное оборудование прибывает в виде многочисленных отдельных узлов и деталей, не полностью собранных на заводах. На монтажной площадке электростанции выполняются пригонка, сборка и сварка отдельных деталей в узлы, которые в свою очередь комплектуются в блоки и устанавливаются в проектное положение. Монтаж котельных агрегатов является наиболее трудоемкой частью из всего комплекса работ по монтажу тепломеханического оборудования электростанции.

До Великой Отечественной войны монтаж котельного оборудования на электростанциях выполнялся отдельными элементами и деталями почти в том виде, в каком они поступали на монтажную площадку с завода-изготовителя. Последовательность монтажа обусловливалась технологическим процессом сборки и установки отдельных деталей агрегата на готовом фундаменте.

Такой порядок производства работ не позволял широко использовать современные грузоподъемные механизмы и вынуждал монтажников применять множество различных грузоподъемных средств – лебедок, талей, шевров, мачт для подъема отдельных деталей на монтируемый агрегат.

Ограниченность площадок непосредственно в пределах фундаментов, где концентрировалось большое количество монтируемого оборудования, и отсутствие достаточно широкого фронта работ создавали неудобство в работе и снижали производительность труда рабочих, а необходимость устройства коренных монтажных лесов удорожала стоимость работ.

Необходимость выполнения сборочных и сварочных работ на высоте в неудобных и опасных положениях в крайне тяжелых условиях, а также необходимость выполнения многочисленных такелажных операций для подъема и установки отдельных деталей удлиняли сроки монтажа агрегата и приводили к значительным трудовым затратам времени.

Для уменьшения трудоемкости работ по монтажу оборудования на высоте и облегчения тяжелого труда монтажников-верхолазов и сборщиков, а также для сокращения сроков монтажа агрегатов монтажными инженерами в Советском Союзе был предложен новый метод крупноблочного монтажа.

Первые опыты проведения блочного монтажа котельных агрегатов были выполнены монтажной организацией треста Центроэнергомонтаж еще в 1936 г. В блоки собирались стенки каркаса массой до 33 т, экраны до 10 т и попарно кубы пластинчатых воздухоподогревателей агрегатов 120 и 160 т/ч. Блоки собирались непосредственно на фундаменте монтируемого агрегата. Подъем блоков производился четырьмя электрифицированными лебедками.

В период Великой Отечественной войны на Урале, в первую очередь на Челябинской ТЭЦ, в 1942-1944 гг. был разработан и применен крупноблочный способ сборки котельных агрегатов при широкой механизации трудоемких процессов монтажа.

На специально оборудованных сборочных площадках были собраны блоки котлоагрегатов, которые на железнодорожных платформах подавались к месту монтажа. Всего

смонтировано пять барабанных и два прямоточных котлоагрегатов производительностью по 160/200 т/ч каждый. В блоки собраны следующие основные узлы котельных агрегатов: каркасы с лестницами и площадками, а для некоторых котлоагрегатов – и с экранами общей массой до 62 т, потолочные перекрытия в виде пространственных металлоконструкций или вместе пароперегревателями массой от 20 до 70 т; топочные экраны боковых, фронтовой и задней стенок длиной до 22 м и массой до 13 т; котельные пучки, включающие нижние и верхние коллекторы и трубы между ними; пароперегреватели с коллекторами и змеевиками, прикрепленными к металлоконструкциям перекрытий массой от 30 до 70 т; водяные экономайзеры вместе с каркасными конструкциями, а для отдельных котлоагрегатов и с обмуровкой массой до 50 т; пластинчатые воздухоподогреватели из четырех кубов с обводными колпаками массой блока до 25 т; по прямоточным котлоагрегатам, кроме того, были собраны в блоки холодные воронки, состоящие из металлоконструкций и труб, горизонтально навитых по четырем стенкам. Общая масса блока достигала 60 т, переходные зоны, как и все конвективные поверхности, собирались в крупные блоки.

Все котельные агрегаты имели высокие показатели блочности, количество блоков колебалось от 26 до 95 шт. Средняя масса в зависимости от применяемых грузоподъемных механизмов колебалась для разных агрегатов от 6,3 до 19,8 т. Коэффициент монтажной блочной металлической части составлял от 73 до 82%.

Из вспомогательного оборудования котельной в блоки были собраны участки газовоздухопроводов, пылепроводов, циклоны и сепараторы пыли, шаровые барабанные мельницы, мельничные вентиляторы, дымососы, а также металлические дымовые трубы, масса которых достигала 120 т.

В качестве основных механизмов для монтажа первых двух котлоагрегатов применялись Г-образный кран грузоподъемностью 25 т, высотой 34 м и вылетом 13 м и монтажные стрелы грузоподъемностью по 20 т и длиной по 20 м. Для монтажа последующих пяти котлоагрегатов был применен самоходный козловой кран грузоподъемностью 70 т, высотой 34,5 м, пролетом 22,6 м, который выходил на сборочную площадку и производил подъем, транспортировку и установку всех блоков котлоагрегата.

В последующие годы монтажные организации при блочном монтаже котельных агрегатов высокого давления паропроизводительностью 120, 170 и 230 т/ч добились включения в блоки значительного количества крупных и мелких элементов агрегата и этим намного повысили коэффициент блочности. Были разработаны и применены крупные блоки, состоящие из двух барабанов и соединительных труб между ними массой до 70 т, экраны собирались в блоки по всей высоте без устройства монтажного стыка внутри топки. В блоки каркасных стенок включались горелки, водопускные трубы для экранов; в блоки в большом количестве включалась также обмуровка.

Монтажными организациями Минэнерго СССР и Московским филиалом института Оргэнергострой также предложен новый способ сборки топочной части прямоточных котлов в крупные пространственные блоки, состоящие из каркаса, поверхности нагрева и обмуровки топки и собиравшиеся массой до 100 т.

Метод блочного монтажа котельного оборудования дал возможность сократить сроки длительности монтажа в 2-3 раза и снизить трудозатраты на монтаж, включая сборку блоков, на 25-30%, был применен при монтаже турбинного и вспомогательного оборудования и стал ведущим методом в технологии монтажных работ.

Этот метод позволяет:

1. вести параллельно с возведением фундаментов под оборудование и каркасы главного корпуса работы по сборке деталей в блоки;

2. осуществлять одновременную сборку в блоки каркаса, поверхностей нагрева, трубопроводов, механизмов и др.;

3. широко применять механизацию работ на сборочных площадках и этим значительно облегчить труд рабочих;

4. повысить качество сборочных и сварочных работ, проводя их в нормальных условиях на сборочных площадках;

5. обеспечить безопасность работы за счет перенесения и выполнения трудоемких операций с высоты на уровень земли;

6. сократить расход вспомогательных материалов, особенно лесных, для сооружения коренных лесов подмостей, так как для производства работ используются основные площадки и лестницы агрегата, включенные в состав блоков каркаса;

7. значительно сократить трудозатраты, необходимые для сборки и установки оборудования, и их стоимость;

8. применить поточный метод сборки и монтажа агрегатов;

9. обеспечить после установки первых блоков фронт для выполнения обмуровочных работ по котлоагрегату и изоляционным работам, газопроводам и трубопроводам.

Оборудование, поступающее для монтажа тепловой электростанции от заводов-изготовителей, имеет разнообразные массовые, объемные и технологические характеристики.

Для рассмотрения технологических заводских и монтажных показателей оборудования необходимо уточнить некоторые термины, которые широко применяются в практике изготовления и монтажа оборудования тепловых электростанций.

Единая система конструкторской документации (ЕСКД) устанавливает следующие виды изделий.

Деталь – изделие, изготовленное из однородного по наименования и марке материала без применения сборочных операций.

Сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями.

Комплексы – два и более специфицированные изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Из указанных изделий монтажные организации получают от заводов детали и комплексы. Название «комплекс» заменяет ранее широко распространенное понятие «узел» (часть машины, аппарата или устройства, состоящих из двух или нескольких деталей, соединенных между собой на заводе или монтажной площадке).

Блок – крупная часть машины, аппарата или устройства, полностью законченная изготовлением, состоящая из соединений нескольких комплексов и деталей, выполненных на заводской или монтажной площадке (в дополнении к ЕСКД).

Заводской или поставочный блок, изготовленный на заводе, по размерам и массе должен находиться в пределах габаритов и грузоподъемности подвижного железнодорожного состава.

Монтажный блок – часть машины или агрегата, состоящая из соединений заводских блоков, комплексов и деталей, размеры которого превышают габариты подвижного железнодорожного состава. Сборка таких блоков производится на сборочно-укрупнительных площадках, обеспеченных грузоподъемными механизмами для погрузки их на специальные транспортные устройства и подачи к месту подъема и установки. Блоки (заводские и монтажные) имеют разные объемные характеристики и могут быть разделены в зависимости от их габаритов на плоские и пространственные блоки. Плоские блоки – в которых меньший размер блока менее 1000 мм. Пространственные блоки – в которых меньший размер блока более 1000 мм. К пространственным блокам относятся статоры турбогенераторов, собранные конденсаторы турбин, секции трубчатых воздухоподогревателей, собранные крупные блоки поверхностей нагрева конвективной части котельных агрегатов.

Блок, как часть агрегата, состоит из большого количества комплексов и деталей, пригнанных и собранных между собой, соединенных на сварке или крепежом. Блок подлежит испытанию или опробованию и считается законченным монтажом, если после установки его на постоянное место не требуется выполнения каких-либо дополнительных сборочных работ, кроме присоединения его к другим комплексам или блокам.

В процессе создания блока следует предусмотреть обвязку его трубопроводами, крепление к нему рабочих площадок и размещение различной гарнитуры и аппаратуры. Так, например, каркасные конструкции объединяются с элементами, работающими под давлением, с обмуровкой и изоляцией, с обвязкой трубопроводов и арматурой для блока маслоохладителей турбины др.