锅炉钢结构加固改造

锅炉钢结构加固改造

　（武汉锅炉集团有限公司）热力发电厂锅炉机组的钢结构往往由于锅炉工作条件变化，荷载增大或出现结构损坏故需要加固改造，诸如退役锅炉拆迁改建；燃烧方式的改变如炉室悬浮燃烧改为循环流化床或旋风燃烧；燃料的改变如煤代油工程，气代煤代油工程；炉膛爆炸引起构架梁柱变形超出允许范围；炉顶拽漏积灰引起顶梁过热变形；基础不均匀下沉引起主柱倾斜变形；无地震设防的锅炉需抗震设防加固；由地展引起的构架变形；叠置式空气预热器更换管箱等等均要引起锅炉钢结构加固改造问题。

　　锅炉钢结构加固改造设计一般新构架设计较复杂，这是因为：加固改造方案必须密切配合已有构件的具体情况。

　　构架在加固施工时不能全部卸载。

　　施工条件比较困难，必要时尚须创造施工条件。

　　往往有些被改造的锅炉钢结构本身还存在一些缺陷，如一些杆件及节点腐蚀严重，横梁烧度标，柱垂直度超标，结构侧移超标等。因此在结构改造中不仅要满足锅炉改造的总体要求，还要消除构架本身存在的缺陷，或是保持原缺陷不再发展，使改造后的结构在安全使用范围内，使整个改造安全经济合理。

　　要做好加固改造又要经济合理，首先要作好改造可行性分析，确定可否改造，如何加44固改造，施工的可行性，经济费用等分析。

　　本文对锅炉钢结构如何进行加固改造提出看法如下。

　　1.资料收集及分析锅炉钢结构改造首要任务是收臬被改造构架的现存工作状态和其相关的技术资料，只有充分掌握资料才能作出安全经济合理加固方案的决择。

　　一般钢结构尤其是老龄锅炉钢结构改造，由于它服役时间长，往往所需要的原始技术资料不齐全，例如：钢结构计算荷重资料，基础荷重资料。

　　锅炉历次改造变更结构及其荷重资料。

　　钢炉房设计资料，尤其是标篼零米层，运转层，屋顶布置等图纸资料。

　　钢结构安装验收资料。

　　且锅炉机组维护保养条件不一，钢结构缺陷严重程度不一，改造要求又各不相合，要作好改造设计必须要结合改造要求收集以上有关资料和掌握构架的实际现状，其最有效的方法是对原锅炉构架进行实地检测，如下：基础型式，基础承载能力，基础沉降量0柱脚及柱与基础的连接形式。

　　柱网垂直度（层间及总篼）主梁及有关横梁的水平度（挠度）。

　　主要相关构件的截面形状，尺寸，材料牌收集原锅炉构架与厂房的关系，特别是锅炉房运行层与锅炉构架的梁柱的关系。

　　锅炉房运行层构途（现浇，预制）运行层与构架的连接标高及尺寸。

　　运行层在柱网上的作用位置，荷载大小，荷载作用位置可否拆除（局部，全部），拆除后是否危及锅炉房安全，能否移位加固等。

　　收集原锅炉构架支承锅炉房“六道”，各层联络平台，除氧平台，煤仓层等与锅炉构架的连接形式，荷重作用位置、方向及荷重值。

　　收集炉顶罩，屋顶与锅炉构架的关系。

　　层顶与构架顶梁柱的连接形式。

　　屋顶设计荷重值，荷重作用位置。

　　根据检测结果及收集到的资料并结合构架改造要求进行分析：构架基础及其荷载能否适应要求。如超过基础荷重值，应采用那些安全措施使它在允许范围内。

　　原构架能否适合改造要求，是否可改造，是否需要新增杆件。

　　构架检测中发现的缺陷是否可以修复，不能修复的还需要做那些工作才能补救，还是维持原状让缺陷不再发展。

　　2.构架加固改造布置根据业主提供的加固改造总体要求，结合收集的有关资料，结合被改造构架的实际进行结构加固改造布置，布置后尚需满足如下：改造后的基础荷重要在原构架基础荷重范围内。

　　改造后的构架及其杆件强度，刚度，稳定，倾覆在允许范围内。

　　不影响或少影响周边设备及“六道”布置，要与锅炉整体相协调，与厂房布置相协调。

　　结构布置利用原构架杆件最多，移位杆件诚增杆件妙。

　　炉顶主、次梁位置及受力状态不变，根据需要设置小梁及过渡梁。

　　一般新增杆件宜采用铰接型式以不影响式少影响相邻杆件内力分配。

　　留有施工空间，做到好修好用。

　　杆件加团计算当布置完成后，即进行构架总体计算或分部计算求得杆件内力，取出分离体进行杆件计算。

　　轴心受力杆件和受弯杆件的加固计算，宜采用较安全的许用应力计算法。

　　3.1轴心受压加固杆件计算。

　　加的内力Ao，-A―原杆件截面积和加固件截面积用年限，等可取0.90.95‘3.2受弯加固杆件计算上二中，财一原设计弯矩和荷载变化增加的弯矩I一原有净截面抵抗矩如一加固后净截面惯性矩y.，yi―加固后截面形心轴至原有截面边缘，和加固另件边缘距离由式（3-1）（3-2）可见加固改造前必须要将可卸荷栽尽可能多卸以保证加固效果和加固经济性。

　　拉弯和压弯加固杆件的计算与上述类似从略。

　　加固焊缝计算分为下列三种情况：焊缝高度力。

　　加固前兼有侧焊施和端焊缝t杆件加固杆件加固的目的是经加固改造后使杆件强度、刚度、稳定达到允许范围，使构架整体能安全承受全载荷，达到构件设计承载能力。

　　杆件因腐蚀，并考虑杆件壁厚负公差后截面强度削弱10%以上，刚度超过7%以上杆件需拆换或加固。

　　4.2杆件加固要满足如下条件：轴心受力构件当加大截面后，形心位置应和加固前尽量一致，如不一致会造成偏心，则应在计算时计及它的影响。

　　轴心受压杆件最好在加大截面的同时能加大回转半径。

　　加固零件和原有截面间的焊缝应便于施焊和检，尽量避免仰焊和施焊操作空间过小的结构。

　　加固零件与原有构件之间的连接焊缝在满足传力需要条件下尽量用得小些也可改虑用间断焊缝。

　　杆件加固方法很多，各行业的金属结构加固方法都有结合自身特点的各种做法。在锅炉构架上常用的加固方法有如下：强度或刚度不足：用上下盖板加固见图梁端削弱及剪应力不足：用腹板加固，见扭剪应力（变形）超差：将开口截面改为封闭截面见-6，4-3.稳定超差：增加横向支点减少长宽DC见7必要啦1M占即-9端部腐蚀严重一去掉腐蚀部位更新，见盖板或腹部腐蚀严重一掉腐蚀损坏部位，更新见-11. 4.3.3局部支撑法一it用于梁格布置。

　　强度，刚度，稳定超标一增加支点减少跨4.3.4替代法加强所谓替代法加强是增加一或二杆件，替代原杆件承载（原杆件相当虚设）一般用在原杆件整体已丧失承载能力，但又不能拆换的情况下采用。替代杆件常用桁架式，因它便于加工安装，结构处理灵活。按替代法加固布置可分为下列四种，这几种加固形式特别要注意桁架平面外的稳定性。

　　上方替代一见-15下方替代一见-16其他替代法一如支撑式。

　　杆件连接形式的变化，杆件荷载的变化及节点腐蚀削弱尚需对连接节点进行加固。

　　杆接连接节点的加固一般采用加长和加篼原有连接焊缝。当受到加长加篼限制时，需增加或加大节点板来加长焊缝，以满足节点连接要求。