塔式光热项目的吸热塔塔吊选型、布置原则

塔式光热项目的吸热塔塔吊选型、布置原则

左宁彬

山东电力建设第三工程有限公司 山东 青岛 266000

摘要：塔式光热项目的吸热塔塔吊的选型和布置是项目策划阶段的重要工作，目前吸热塔施工以平臂式塔吊为主，本文简单论述平臂式塔吊的选型、布置原则。

关键词：塔式光热、塔吊、选型、布置

引言：塔式光热吸热塔施工作是关键路径项目，吸热塔塔吊的选项、布置是前期的重点工作之一，本文浅显的做了五条原则。

正文：

原则一：高塔吊，自由转，保安全。

1、塔式光热选址要求光照好、空旷平坦，吸热塔是唯一的高耸建筑，出于防风的安全性要求，塔吊回转部分非工作状态下应自由回转。

2、如果塔吊起升高度低于滑膜平台高度，塔吊的平衡臂回转半径、起重臂臂长均大于塔吊与光塔之间的距离，塔吊不能自由回转。塔吊的附着安装时，附着杆固定前要求塔吊塔身在X、Y水平方向同时配平，相邻两道附着之间塔身垂直度在X、Y方向的均不应超过2/1000。如果起重臂不能自由回转，依靠起重臂吊载配重仅能实现X向的配平，Y向受制于吸热塔的形状及作业空间的限制，无法采用像燃煤机组一样拉设大吨位的葫芦调整塔身Y向垂直度。X、Y水平方向的配平不能同时实现，附着安装时塔身的垂直度将不能保证，也就无法保证塔吊的安全。

3、50MW和100MW塔式光热的吸热塔筒壁高度在200m左右，吸热塔四周没有高的建筑物可用来锁定。吸热塔筒壁高于塔吊起升高度时，筒壁本身也就不在塔吊的垂直锁定方向上，如果在筒壁设定锚点，然后锚点与起重臂铰接，在水平方向锁定起重臂，则改变了起重臂的受力方向，违背了起重臂垂直方向受力的设计初衷，起重臂及其销轴节点有损伤、变形的风险，是不可取的。

4、在没有特别要求时塔机在6级风以下要能正常工作。在5级（10.7 m/s）风以下可进行自升高作业，6级（13.8 m/s）风以上塔机不能工作，7级及7级以上大风的时候塔机要如同风标一样可随风向顺风转动，使塔机非工作状态时的倾翻力矩朝向来风方向。

塔机是一个大风标，以塔机回转中心为中心点起重臂架为一边，平衡臂架为一边，在被大风吹时风阻大的一边会得到更大的转动力矩，当它克服平衡力矩后会顺风转动直到风力不能再推动时为止。遵循着“风标效应”运动原则，尽可能使塔机维持在顺风状态。

原则二：必要的12个输入条件

1、电站技术规范书；

2、吸热塔初版布置图；

3、吸热器初版总图；

4、吸热器厂家的技术参数说明；

5、拟选塔吊的使用说明书；

6、吸热塔筒壁施工滑膜平台布置图；

7、以往同类项目的吸热塔塔吊选型、布置、安装等资料；

8、项目所在地的水文气象报告；

9、动力岛平面布置图；

10、吸热塔基础施工图；

11、吸热塔筒壁施工图；

12、定日镜校准相机的布置提资；

从以上文件获取以下参数：

1、光热电站主要技术参数：光热装机容量、吸热器中心标高、额定输出热功率等；

2、吸热塔参数：吸热塔基础轮廓、标高、尺寸等，吸热塔0m直径、转换层标高及直径，吸热塔筒壁轮廓、尺寸、壁厚，筒壁上较大的孔洞、埋件的位置等；

3、吸热器参数：吸热器的直径、中心标高、顶标高，塔顶吊顶标高，入口熔盐罐、出口熔盐罐、高压空气罐等设备重量、安装位置，管屏及保温安装形式、重量、尺寸等；

4、塔吊参数：拟选塔吊的起重性能、塔吊基础、悬臂高度、最大起升高度、独立高度等参数；

5、风参数：项目所在地气象站的风向、风频玫瑰图，全年、冬季、热季的风频、最大风速表，每个月的最大风速、风频、风向报告等；

6、吸热塔周围的建筑物布置、高度；

7、滑膜平台参数：轭架及液压千斤顶的布置图及定位角度等；

8、定日镜校准相机的数量、标高、布置角度等。

原则三：画外圆，定上限，定悬高，性能足，定型号。

1、在吸热塔0m标高基准面内，确定塔吊与筒壁的间距，以吸热塔中心为原点划定塔吊定位外圆。首选依据塔吊套架及平台的外形尺寸、滑膜平台尺寸，确认0m标高位置塔吊距吸热塔筒壁的最小间距，塔吊套架平台与滑膜平台之间应预留30cm-50cm安全距离，避免滑膜平台与塔吊套架平台安装时干涉。同时参考塔吊使用说明书及塔吊厂家意见初步验证塔吊与筒壁的距离是否满足塔吊附着的要求。

2、确定塔吊顶层附着的位置，验算初选塔吊的悬臂高度是否满足。塔吊顶层附着标高一般在转换层以下5m~6m处，应避让开吸热塔筒壁的钢筋密集处和热防护区，塔吊的悬臂高度应大于H：H=吸热器高度+塔顶吊高度+5m~6m。顶层附着设置超过塔吊悬臂高度时必须经塔吊厂家核算，由塔吊厂家设计、改造塔身加强节。

3、验算初选塔吊的起重性能是否满足设备吊装需求。管屏及保温整体安装效率较高，但重量较大，管屏与保温分开吊装有利于降低塔吊的最大起重力矩。距塔吊最远处的管屏吊装就位半径应适当放宽，预留不小于管屏宽度1/2的余量，避免管屏与塔顶钢架碰撞。

  管屏一般在30m安全区外做起吊前的验收，管屏长度16.5m左右，需要两机抬吊，管屏与保温分体安装的还需要将管屏临时竖立固定在附近的钢结构上拆除固定销轴，起重臂可选择40m~50m最大幅度。

4、经过上述验算之后，初步确认塔吊的规格型号、平衡重、悬臂高度、整机高度、最大工作幅度。

原则四：看玫瑰，高位出，定机位，定三向，定拆高。

1、查看设计院的水文气象报告：全年、冬季、热季的风速、风向、风频玫瑰图和数据表，注意应选择距项目所在地最近的气象站，对风速、风向较混乱的地区，还需要预估塔吊的最早拆除时间和最晚拆除时间，联系设计院获取近几年各个月的最大风速、风频、风向报告，应关注最早拆除时间之后4个月的风向、风频、最大风速图表，依据风频较高的大风的风向最终确定塔吊的顶升方向。塔吊拆除时，塔吊高度将低于吸热塔，不能360度自由回转，为避免干涉碰撞，起重臂应沿顺风方向封车，塔吊顶升、降节方向应与此封车方向在同一方位。

2、依据动力岛建筑物布置和建筑物高度、吸热塔安全通道位置，以及全年风向风频玫瑰图，确定塔吊的大致方位、安装方向、拆除方向。在满足防风防干涉的前提下，塔机机位应尽可能远离安全通道，远离空冷岛、主厂房等较高的建筑，避免影响塔吊的拆除施工，尽可能的降低塔吊拆除高度，降低拆车风险。

3、塔机最终定位时，要避让吸热塔上的定日镜校准相机、吸热塔土建施工滑膜平台的轭架和千斤顶，以及吸热塔筒壁上较大的孔洞和埋件，埋件主要是平台和塔内熔盐管道支架的埋件。反之，如果塔吊能早定位，附着杆的埋件位置也可早确定，而设计院吸热塔塔筒、筒壁上的埋件及孔洞、熔盐管道及支吊架等图纸未出，可与设计院商议后续设计合理避让开塔吊的附着埋件。

原则五：基础出，预埋好，塔身出，定附着，求反力，验正身。

1、吸热塔基础施工图出图后，再次核算塔吊的机位和距吸热塔的距离，依据吸热塔基础施工图给出的基础轮廓、标高、尺寸、基础回填后的地耐力条件等，确定塔吊的基础选型、预埋节的高度。

塔吊基础与吸热塔基础融合为一体，需提前与设计院、塔吊厂家沟通细节，在吸热塔基础施工图出图前确认融合基础的构造、钢筋布置、计算书等。

塔吊基础在吸热塔基础斜坡面上方的，应与设计院提前沟通，将塔机基础位置的坡面改为平面，或者采用插筋的方式先做一个中间垫层基础，然后再做塔吊基础。

塔吊基础在回填土之上的，施工前应做地耐力试验，并应出具地耐力试验报告，合格后方可施工塔吊基础。

2、在吸热塔塔身轮廓、直径、壁厚在设计院出图后，依据顶层附着标高和塔吊说明书确认附着的层数、标高，依据以往的塔吊附着资料和塔吊说明书要求，确定各层附着杆的数量、角度，然后出具附着布置图，提交给塔吊厂家核算附着反力，确定附着杆埋件的尺寸和形式，再将厂家的附着反力计算数据及附着埋件图等，提交给设计院核算吸热塔的筒壁是否能满足受力要求，设计院确认无误后，出具最终的塔吊附着图纸，至此塔吊的选型、布置全部完成。

结语：塔式光热施工塔吊的选型、布置除了以上5条原则之外，还需要考虑环境温度的影响等。

参考文献：刘亚星（原北京市建筑工程机械厂技术服务部）.再谈谈塔式起重机的抗风问题 2019/12/12 网络