鍋爐鋼結構加固改造

　（武漢鍋爐集團有限公司）熱力發(fā)電廠鍋爐機組的鋼結構往往由于鍋爐工作條件變化，荷載增大或出現(xiàn)結構損壞故需要加固改造，諸如退役鍋爐拆遷改建；燃燒方式的改變如爐室懸浮燃燒改為循環(huán)流化床或旋風燃燒；燃料的改變如煤代油工程，氣代煤代油工程；爐膛爆炸引起構架梁柱變形超出允許范圍；爐頂拽漏積灰引起頂梁過熱變形；基礎不均勻下沉引起主柱傾斜變形；無地震設防的鍋爐需抗震設防加固；由地展引起的構架變形；疊置式空氣預熱器更換管箱等等均要引起鍋爐鋼結構加固改造問題。

　　鍋爐鋼結構加固改造設計一般新構架設計較復雜，這是因為：加固改造方案必須密切配合已有構件的具體情況。

　　構架在加固施工時不能全部卸載。

　　施工條件比較困難，必要時尚須創(chuàng)造施工條件。

　　往往有些被改造的鍋爐鋼結構本身還存在一些缺陷，如一些桿件及節(jié)點腐蝕嚴重，橫梁燒度標，柱垂直度超標，結構側移超標等。因此在結構改造中不僅要滿足鍋爐改造的總體要求，還要消除構架本身存在的缺陷，或是保持原缺陷不再發(fā)展，使改造后的結構在安全使用范圍內，使整個改造安全經濟合理。

　　要做好加固改造又要經濟合理，首先要作好改造可行性分析，確定可否改造，如何加44固改造，施工的可行性，經濟費用等分析。

　　本文對鍋爐鋼結構如何進行加固改造提出看法如下。

　　1.資料收集及分析鍋爐鋼結構改造首要任務是收臬被改造構架的現(xiàn)存工作狀態(tài)和其相關的技術資料，只有充分掌握資料才能作出安全經濟合理加固方案的決擇。

　　一般鋼結構尤其是老齡鍋爐鋼結構改造，由于它服役時間長，往往所需要的原始技術資料不齊全，例如：鋼結構計算荷重資料，基礎荷重資料。

　　鍋爐歷次改造變更結構及其荷重資料。

　　鋼爐房設計資料，尤其是標篼零米層，運轉層，屋頂布置等圖紙資料。

　　鋼結構安裝驗收資料。

　　且鍋爐機組維護保養(yǎng)條件不一，鋼結構缺陷嚴重程度不一，改造要求又各不相合，要作好改造設計必須要結合改造要求收集以上有關資料和掌握構架的實際現(xiàn)狀，其最有效的方法是對原鍋爐構架進行實地檢測，如下：基礎型式，基礎承載能力，基礎沉降量0柱腳及柱與基礎的連接形式。

　　柱網垂直度（層間及總篼）主梁及有關橫梁的水平度（撓度）。

　　主要相關構件的截面形狀，尺寸，材料牌收集原鍋爐構架與廠房的關系，特別是鍋爐房運行層與鍋爐構架的梁柱的關系。

　　鍋爐房運行層構途（現(xiàn)澆，預制）運行層與構架的連接標高及尺寸。

　　運行層在柱網上的作用位置，荷載大小，荷載作用位置可否拆除（局部，全部），拆除后是否危及鍋爐房安全，能否移位加固等。

　　收集原鍋爐構架支承鍋爐房“六道”，各層聯(lián)絡平臺，除氧平臺，煤倉層等與鍋爐構架的連接形式，荷重作用位置、方向及荷重值。

　　收集爐頂罩，屋頂與鍋爐構架的關系。

　　層頂與構架頂梁柱的連接形式。

　　屋頂設計荷重值，荷重作用位置。

　　根據(jù)檢測結果及收集到的資料并結合構架改造要求進行分析：構架基礎及其荷載能否適應要求。如超過基礎荷重值，應采用那些安全措施使它在允許范圍內。

　　原構架能否適合改造要求，是否可改造，是否需要新增桿件。

　　構架檢測中發(fā)現(xiàn)的缺陷是否可以修復，不能修復的還需要做那些工作才能補救，還是維持原狀讓缺陷不再發(fā)展。

　　2.構架加固改造布置根據(jù)業(yè)主提供的加固改造總體要求，結合收集的有關資料，結合被改造構架的實際進行結構加固改造布置，布置后尚需滿足如下：改造后的基礎荷重要在原構架基礎荷重范圍內。

　　改造后的構架及其桿件強度，剛度，穩(wěn)定，傾覆在允許范圍內。

　　不影響或少影響周邊設備及“六道”布置，要與鍋爐整體相協(xié)調，與廠房布置相協(xié)調。

　　結構布置利用原構架桿件最多，移位桿件誠增桿件妙。

　　爐頂主、次梁位置及受力狀態(tài)不變，根據(jù)需要設置小梁及過渡梁。

　　一般新增桿件宜采用鉸接型式以不影響式少影響相鄰桿件內力分配。

　　留有施工空間，做到好修好用。

　　桿件加團計算當布置完成后，即進行構架總體計算或分部計算求得桿件內力，取出分離體進行桿件計算。

　　軸心受力桿件和受彎桿件的加固計算，宜采用較安全的許用應力計算法。

　　3.1軸心受壓加固桿件計算。

　　加的內力Ao，-A―原桿件截面積和加固件截面積用年限，等可取0.90.95‘3.2受彎加固桿件計算上二中，財一原設計彎矩和荷載變化增加的彎矩I一原有凈截面抵抗矩如一加固后凈截面慣性矩y.，yi―加固后截面形心軸至原有截面邊緣，和加固另件邊緣距離由式（3-1）（3-2）可見加固改造前必須要將可卸荷栽盡可能多卸以保證加固效果和加固經濟性。

　　拉彎和壓彎加固桿件的計算與上述類似從略。

　　加固焊縫計算分為下列三種情況：焊縫高度力。

　　加固前兼有側焊施和端焊縫t桿件加固桿件加固的目的是經加固改造后使桿件強度、剛度、穩(wěn)定達到允許范圍，使構架整體能安全承受全載荷，達到構件設計承載能力。

　　桿件因腐蝕，并考慮桿件壁厚負公差后截面強度削弱10%以上，剛度超過7%以上桿件需拆換或加固。

　　4.2桿件加固要滿足如下條件：軸心受力構件當加大截面后，形心位置應和加固前盡量一致，如不一致會造成偏心，則應在計算時計及它的影響。

　　軸心受壓桿件最好在加大截面的同時能加大回轉半徑。

　　加固零件和原有截面間的焊縫應便于施焊和檢，盡量避免仰焊和施焊操作空間過小的結構。

　　加固零件與原有構件之間的連接焊縫在滿足傳力需要條件下盡量用得小些也可改慮用間斷焊縫。

　　桿件加固方法很多，各行業(yè)的金屬結構加固方法都有結合自身特點的各種做法。在鍋爐構架上常用的加固方法有如下：強度或剛度不足：用上下蓋板加固見圖梁端削弱及剪應力不足：用腹板加固，見扭剪應力（變形）超差：將開口截面改為封閉截面見-6，4-3.穩(wěn)定超差：增加橫向支點減少長寬DC見7必要啦1M占即-9端部腐蝕嚴重一去掉腐蝕部位更新，見蓋板或腹部腐蝕嚴重一掉腐蝕損壞部位，更新見-11. 4.3.3局部支撐法一it用于梁格布置。

　　強度，剛度，穩(wěn)定超標一增加支點減少跨4.3.4替代法加強所謂替代法加強是增加一或二桿件，替代原桿件承載（原桿件相當虛設）一般用在原桿件整體已喪失承載能力，但又不能拆換的情況下采用。替代桿件常用桁架式，因它便于加工安裝，結構處理靈活。按替代法加固布置可分為下列四種，這幾種加固形式特別要注意桁架平面外的穩(wěn)定性。

　　上方替代一見-15下方替代一見-16其他替代法一如支撐式。

　　桿件連接形式的變化，桿件荷載的變化及節(jié)點腐蝕削弱尚需對連接節(jié)點進行加固。

　　桿接連接節(jié)點的加固一般采用加長和加篼原有連接焊縫。當受到加長加篼限制時，需增加或加大節(jié)點板來加長焊縫，以滿足節(jié)點連接要求。