钢煤斗制作优化设计

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　　摘要：山西瑞光热电建设工程位于晋中市榆次区乌金山镇东沙沟村，该期工程新建2×300MW亚临界、一次再热、双缸双排气、直接空冷、抽气凝气式汽轮发电机组。钢煤斗设计上部为普通矩形截面，下部为四角锥台面，共制做6个。图纸到现场后，有些地方表述不详细，对钢煤斗进行了优化设计。 
　　关键词：钢煤斗；资源；库存；优化设计 
　　 
　　山西瑞光热电有限责任公司一期2×300MW机组建设工程钢煤斗几何容积约为280m3，每台炉共6个。钢煤斗布置于主厂房C＼D列之间，东西向布置于2轴一8轴之间，安装标高在16.4-30.88m之间，支座标高在24.07m。煤斗分为上部和下部两部分，上部为直体，矩形截面，长为5000mm，宽为8000mm，高4 880mm，设有4道加劲肋；下部为四角锥台面，上口直径长为5000mm，宽为8000mm,下口直径长、宽为950mm，高为9100mm，设有13道加劲肋。煤斗所用材料为Q235B，煤斗锥体部分内壁采用3mm厚0Crl3不锈钢板耐磨层，不锈钢耐磨层与煤斗结构采用开孔焊连接。 
　　《初设说明清册》中，煤斗采用支撑式圆筒下挂双曲线钢煤斗，用碳素钢制造。2008年2月份时，市场钢材价格持续不断上涨，公司领导未雨筹谋，研究决定储备了大量钢材，其中包括准备用于煤斗制作的厚度为12mm、材质为Q235B钢板。 
　　2008年5月3日，瑞光热电厂F741S-T0252钢煤斗结构图到现场后实际设计为方形煤斗，根据以往经验并经过验算。同体积的圆煤斗要比方形煤斗少用钢材，并且圆形煤斗防变形强度要比方形煤斗好，可以减少加固角钢，重量也比方形煤斗轻。经和设计院联系得知，煤斗上方预留了二期输煤皮带空间，一、二期输煤皮带均可互为进煤，圆形煤斗无法满足此设计要求。 
　　 
　　在审阅图纸过程中，发现原钢煤斗图中有很多疑问，并且公司已储备了准备用于煤斗的厚度为12mm、材质为Q235B钢板。鉴于以上情况，项目部一方面现场与业主、监理、设计工就图纸中问题与各方讨论，另一方面就材料代换事宜与设计院进行沟通，经过反复研算和复核，设计院同意出升版图。2008年6月4日，升版图到现场，在升版图中就材料代换与发现问题进行了设计优化。

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　　1　优化设计方案
　　
　　(1)在钢煤斗原设计图中，锥体部分设计厚度为14mm、材质为Q345B钢板，加固肋为180×18角钢，间距为900mm。升版图后煤斗锥体部分改用厚度为12mm、材质为Q235B钢板代替原设计厚度为14mm、材质为Q345B钢板，并且部分减小了锥体加固肋间距以保证煤斗强度。升版后利用了公司低价储备的厚度为12mm、材质为Q235B钢板165.72L。
　　(2)旧版煤斗图中加固角钢间距全部为900mm，出升版图后将上部承重小的方斗上部加固角铁间距变为1000mm、1200mm、1530mm，下部承重部位间距变为500mm、600mm、650mm、700mm、850mm，使煤斗的加固角钢分布更符合受力要求。且通过设计院研算，在锥斗底部采用了库存的140×12的角钢代替原180×18的角钢，共使用库存角钢8.508t。
　　
　　(3)在旧版图中，箱形底座加筋立板间距为500mm，高度方向每300mm对称加两块20×180×200水平筋板，每个煤斗为416块，经过计算画图，发现间距500mm再加两个200mm长筋板，中间距离仅有100mm，按此制作，不仅烦杂、焊接量大、不美观，而且在以后的运行中容易积灰。和设计院沟通后。经过计算，立筋强度已经满足煤斗强度要求，因此在升版图中去掉了20×180×200水平加筋板，每个煤斗416块，重2.496t，6个煤斗共2496块，重14.976t。这一优化，不仅节约了材料。而且减少了煤斗的焊接量，使煤斗不易积灰。
　　(4)旧版图中钢煤斗30mm厚厢形支撑板与12mm上部方形煤斗壁之间的过渡，原设计为100mm缓慢坡形过渡，但是在现场这种整板坡形过渡无法加工，经过和设计院多次沟通，查阅了多册设计手册，将坡形过渡长度修改为50mm。此长度在现场用半自动切割机即可加工，再稍微打磨修整即可满足设计要求。
　　(5)在钢煤斗图纸中，长方体+四棱锥结构煤斗相邻交角的内侧为200mm宽直板过渡，考虑到长方体+四棱锥结构煤斗没有圆煤斗使煤流动性好，4个棱角容易棚煤。经过现场各方研究，将四棱角结构煤斗相邻交角的内侧直板改为圆弧形板，圆弧半径定为250mm，即增加了煤斗的强度及耐磨性，又利于原煤下落，改善了方煤斗的性能。
　　(6)钢煤斗制作图纸中要求钢煤斗内壁(25.5m以下部分)衬3mm厚不锈钢板，并采用开孔塞焊与钢煤斗连接，开孔要求为上下间距1000mm，左右间距500mm。而根据以往的经验和现场试验，这样的要求不能使不锈钢板与钢内壁很好的贴合，本着对工程、对业主负责的态度和业主、监理、设计院沟通后，在作业指导书中将开孔要求改为各焊点间间距不大于350mm，使两者贴合密实、不起鼓，保证了煤斗的质量。
　　通过以上设计优化，升版图后每个煤斗重量由69.697t变为63.243t，少用了6.454t，6个煤斗共少用钢材38.724t。
　　2008年11月28日，钢煤斗吊装工作安全、顺利完成，确保了现场下一工序的进行。经过精心组织和施工，钢煤斗制作质量工艺大大提高，需检验焊缝一次合格率为100％。
　　
　　2　结束语
　　
　　运用技术手段不仅能够指导生产，使施工中的困难得以解决，而且可以节约成本，提高质量，改善设备的综合性能。可见，运用技术手段、提高质量、控制成本，是我们每个技术人员值得思考的课题。