Надвижка промышленного сооружения

Способ надвижки заранее смонтированных до максимально возможной строительной готовности агрегатов ши­роко применяют при реконструкции объектов доменного и сталепла­вильного производств. Большая трудоемкость и сложность выполнения работ по реконструкции доменных печей связана со стесненностью строительных площадок, пересекаемых действующими шлако-чугуновозными и железнодорожными путями, эксплуатируемыми в период реконструкции, ограничением коммуникаций для подачи материалов и оборудования в рабочие зоны монтажных машин, наличием на территории повышенной опасности для производства работ: загазованность, наличие емкостей под высоким давлением, электросетей под высоким напряжением.

Применяют два основных способа замены доменных печей: надвижка и монтаж новой печи на существующих фундаментах. При надвижке в условиях действующего доменного агрегата, подлежа­щего реконструкции, в стороне сооружают новый агрегат и, после установки и разборки старой печи, надвигают на ее место новый агрегат с последующим подключением энергокоммуникаций. При замене агрегата с использованием старого фундамента старый агрегат разбирают и на том же месте сооружают новый. Выбор способа реконструкции требует тщательных технико-экономических обоснований и зависит от многих факторов: степени изношенности фундамента печи, кожуха и других объектов центрального узла, подлежащих разборке и замене; размеров строительной площадки центрального узла; наличия металлоконструкций и агрегатов оборудования; наличия в непосредственной близости других действующих агрегатов и трубопроводов, работающих под высоким давлением, технологических железнодорожных путей и сетей высокого напряжения; возможности соблюдения технологической последова­тельности работ без увеличения продолжительности остановочного периода. Как правило, метод надвижки применяют при увеличе­нии объема доменной печи и при необходимости замены фундамента.

Процесс реконструкции разделяется на три основных периода: подготовительный, доостановочный и остановочный. В течение их выполняют строительно-монтажные работы в полном объеме по всем объектам пускового комплекса, связанных с вводом доменных печей в действие.

В подготовительный и доостановочный периоды выполняют первоочередные работы по строительству временных зданий и сооружений, временных энергетических и транспортных коммуникаций, необходимых для начала реконструкции, подготовку площадок сборки новой печи, воздухонагревателей, снос, перенос и переключения действующих коммуникаций и железнодорожных путей.

Наиболее ответственный период — остановочный, в течение ко­торого при методе надвижки должна быть демонтирована старая печь, разобран старый и возведен новый фундамент, реконструиро­ваны бункерная эстакада и скиповая яма, надвинута новая печь в проектное положение, закончены работы по самой печи, литейным дворам, блоку воздухонагревателей и другим объектам комплекса. Продолжительность остановочного периода при методе надвижки и увеличения объема печей с 750 до 1800 м³ составляет 80...98 дней, а при методе реконструкции на существующих фундаментах — 110...135.

Приводим пример технологии организации работ по реконструк­ции доменной печи металлургического завода

Проект предусматривал замену старой печи новой, более мощной и совершенной с увеличением полезного объема до 1754 м³ (увеличение производительности почти в два раза). При этом учитывалась не­обходимость повышения технико-экономических и эксплуатационных показате­лей: увеличения давления газа на колошнике до 250000 Па, нагрева обогащенного кислородом дутья до 1200...1300 °С, снижения капитальных затрат на реконструкцию за счет сохранения части сооружения и общецехового хозяйства. На первом этапе реконструкции сносили здания и сооружения, переносили транспортные и энергетические коммуникации, а также устанавливали монтаж­ные машины для доостановочного и остановочного периодов. Работы этого эта­па составляли 20,1 % стоимости пускового комплекса.

На втором этапе выполняли работы по устройству: фундаментов под плат­форму для сборки новой печи, накаточных путей, платформы, дымовых труб, газоочистке, здания КИП, осуществлялась сборка новой доменной печи с полной ее футеровкой и частичным монтажом рабочей площадки поддоменника. Работы, выполненные на этом этапе, составили 50,7% объемов работ пускового комплекса.

В остановочный период демонтировали старую печь, воздухонагреватель № 1, здание колошникового подъемника, выполняли устройство для надвижки печи, смонтировали полностью один и, частично, второй литейный дворы, на­клонный мост, здание колошникового подъемника, новый воздухонагреватель № 1, пылеуловитель. После этого осуществили надвижку доменной печи с подключением всех систем энергоснабжения, транспортировки сыпучих материалов, газов и пылеудаления.

В качестве основных монтажных механизмов на реконструкции доменной печи со стороны выдачи чугуна были установлены два крана БК-100, один из которых использовали для монтажа собственно доменной печи (на платформе), пылеуловителя, монтажной балки, нисходящего газопровода грязного газа, основной части поддоменника, лифта и переходных мостов. С помощью второго монтировали воздухонагреватель № 1, литейный двор, газовоздуховоды, эстака­ду блока воздухонагревателей.

Башенный кран БК-900, установленный со стороны шихтоподачи, использо­вали для монтажа второго литейного двора, наклонного моста, части поддоменника, трубопровода центрального воздухозабора и отдельных элементов воздухо­нагревателей. Башенный кран БК-300, установленный в том же районе, но по другую сторону наклонного моста, использовали для монтажа воздухонагревате­лей и частично конструкций литейного двора, при реконструкции дымового борова.

В зоне монтажа повой печи была установлена площадка укрупнительной сборки конструкций, оборудованная двумя стендами для сборки и сварки царг кожуха доменной печи, а также вертикальным стендом для электрошлаковой сварки элементов горна.

В состав надвигаемого блока вошли:

-металлоконструкции — кожух горна и шахты, колонны горна, колонны шахты с кольцевыми площадками, кольцевая труба, колошниковая площадка, копер с площадками, часть газопровода грязного газа, козырьки и желоба, верхняя часть наклонного моста, платформа и верхние слябы для надвижки;

-элементы печи из литья — в составе холодильных плит горна шахты, защит­ных плит колошника и купола плиты газопровода грязного газа, устройства для воздушного охлаждения лещади, колошниковый фланец;

-поддоменник — колонны и балки рабочей площадки, балки и плиты покры­тия из сборного железобетона;

-кладка (горна, шахты, защитных сегментов, кольцевого воздухопровода горячего дутья, фундаментных приборов и свечей), монолитный бетон рабочей площадки, бетон заполнения платформы;

-технологическое, сантехническое, электрическое оборудование и КИП.

Общая масса надвигаемого блока составила 11300 т. Учитывая опыт ранее выполнявшихся надвижек доменных печей, для укладки накаточного устройства была принята схема движения по 2 ниткам (рис. 10.26)

Рис.10.26 Схема надвижки доменной печи:

1 - упорные катки; 2 – домкраты 3 – стенд для сбороки доменной печи; 4 – якорь 5 – электрические лебедки.

Накаточное устройство состояло из нижних неподвижных слябов, уложен­ных по всей длине пути надвижки, роликовых звеньев, объединенных в ролико­вую ленту, верхних неподвижных слябов, приваренных к платформе. Для уста­новки печи и рабочей площадки поддоменника была использована новая конструкция накаточной платформы размером 21,7х21,7 м из сварных балок вы­сотой 1800 мм в виде балочной клетки с заполнением межблочного пространст­ва жаропрочным бетоном. Опыт реконструкции доменных печей показал, что способ надвижки в условиях действующего металлургического предприятия технически и экономически оправдан. При проектировании новых доменных печей следует предусматривать возможность замены агрегатов доменной печи и воздухонагревателей методом надвижки предварительно собранных новых агрегатов.

Способом надвижки следует монтировать каркасы мартенов­ских печей. В этом случае в разливочном пролете собирают каркас печи, который подается мостовыми кранами на накаточные пути.

К началу надвижки каркаса должны быть смонтированы регенераторы и шлаковики крупными блоками собираемыми за пределами цеха и подаваемыми по Ж/Д путям.

Метод надвижки рассмотрим на примере реконструк­ции воздухонагревателя доменной печи.

Сборку воздухонагревателей доменных печей произ­водят в стороне от действующего агрегата на специаль­ном фундаменте и накаточной платформе. Воздухонаг­реватель представляет собой металлический кожух из низколегированной стали 09Г2С толщиной 25-40 мм, футерованный внутри огнеупорной кладкой. Кожух круглый в плане диаметром 9 м, высотой 50,4 м. При укрупнении на кожух монтируют все технологические площадки, люки и лазы, а внутри поднасадочное устройство. Кожух футеруют огнеупорной кладкой до отметки 12,500 м. Масса укрупненного блока кожуха воздухонагревателя составляет 1700 т. Кожух укрупня­ли башенным краном БК-406А на накаточной платфор­ме размером 9,26х9,26 м, установленной на расстоя­нии 21,4 м от проектной оси. Сборка кожуха произво­дилась царгами массой 18 т.

Накаточная платформа представляет собой метал­лическую сварную раму из прокатных двутавровых балок № 55. Снизу на всю длину рамы приварены верхние накаточные пути два обработанныхнастрогальном станке сляба толщиной 70 мм и шири­ной 1,2 м. К передней части рамы приварены про­ушины для крепления тяговых полиспастов, а к задней — упоры для гидравлических домкратов. Платформы опираются на металлические катки, а катки — на нижние накаточные пути, уложенные на фунда­мент. Нижние накаточные пути выполнены из сля­бов шириной 1,2 м и длиной до 6 м с соединением между собой сварным косым стыком под углом 45°. Шов сверху зачищен шлифовальной машинкой. Снизу к слябам с шагом 1 м приварены поперечные уголки 100х100х10 мм для лучшего сцепления путей с бетоном ленточного фундамента. Выверка горизон­тальности путей выполнена с помощью болтов диа­метром 30 мм, закрепленных к слябам через каж­дые 2 м.

Фундаменты выполнены ниже проектных отметок с последующей подливкой после установки и вывер­ки накаточных путей. Качество подливки проверя­лось через вырезы в путях к диаметром 50мм, располо­женных в шахматном порядке через каждые 500 мм. Катки диаметром 100 мм и длиной 1,2 м соеди­нялись планками в секции до 7 шт., из которых об­разовался рольганг на всю длину надвижки. Схема расположения оборудования при надвижке показана на рис. 10.27

Строительно-монтажные работы по сборке кожуха велись параллельно с демонтажем старого воздухонаг­ревателя, усилением фундамента и устройством нака точных путей.

Б проектное положение новый воздухонагреватель надвигался двумя спаренными тяговыми полиспастами грузоподъемностью по 40 т с тросом диаметром 22 мм в 8 ниток, прикрепленным к двум электролебедкам гру­зоподъемностью по 5 т каждая. Для закрепления не­подвижных блоков полиспаста соорудили из слябов два надземных якоря по 100 т. Электролебедки закрепили за конструкции литейного двора и существу­ющие воздухонагреватели.

Собранный воздухонагреватель сдвинули с места двумя гидродомкратами грузоподъемностью по 200 т, затем включили лебедки и полиспасты, которые про­должили движение собранного блока в проектное по­ложение. Воздухонагреватель к проектному положе­нию переместили за 50 мин. В ходе надвижки возду­хонагреватель сместился с проектной оси на 100 мм. Корректировка положения производилась гидродомк­ратами грузоподъемностью 200 т, упоры для которых крепили к закладным деталям, заложенным в фунда­менте воздухонагревателя по проекту производства работ.

После установки воздухонагревателя в проектное положение катки, находящиеся под днищем, закли­нили, нижние накаточные пути металлическими планками соединили с накаточной платформой на свар­ке и все забетонировали. Оставшуюся часть накаточных путей разобрали. Труднодоступные места в нака­точной платформе залили бетоном при ее сборке, оставив специальные отверстия для подачи бетона в пу­стоты после установки воздухонагревателя в проектное положение.

Рис 10.27. Реконструкция воздухонагревателя методом надвижки:

1— место сборки воздухонагревателя; 2 — проектное поло­жение воздухонагревателя; 3 — накатанные пути с рольган­гом; 4 — упор для домкрата; 5 — гидравлический домкрат; 6 — платформа для сборки воздухонагревателя; 7 — тяговый полиспаст грузоподъемностью 40 т; 8 — фундамент под накаточные пути

Во время надвижки производилось инструменталь­ное наблюдение за накаточными путями, местами крепления такелажной оснастки и вертикальностью воздухонагревателя.