電力能源是工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的基礎(chǔ)，我國石油、水利資源缺乏，因此在相當(dāng)長的時期，火力發(fā)電是我國能源建設(shè)的重點，隨著近30年我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展、調(diào)整，火電建設(shè)經(jīng)歷了數(shù)個起伏，在近年我國經(jīng)濟建設(shè)高速發(fā)展和居民用電大幅增加情況下，火電建設(shè)規(guī)模達(dá)到了頂峰。為降低煤、水的損耗，滿足環(huán)保要求，主流火電機組單機容量從1980年代300MW到2000年代600MW發(fā)展到目前的1000MW。發(fā)電技術(shù)的進步帶來施工工藝的變革，也給以起重機為代表的施工設(shè)備帶來新的機遇。同時施工技術(shù)的革命、起重機的發(fā)展為各個時期全國范圍高強度的火電建設(shè)提供了可靠保障。 1 火電建設(shè)塔機的特殊性 火電建設(shè)起重機是為特定工程專門設(shè)計、單件或小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品?；痣娊ㄔO(shè)的特殊性，使火電建設(shè)工程偏愛選動臂起重機為主力起重機。 1．1 火電建設(shè)對塔式起重機的要求 火電建設(shè)重點、難點是鍋爐島的安裝，包括鍋爐廠房鋼結(jié)構(gòu)、內(nèi)部設(shè)備、外圍設(shè)施，鍋爐島是火電廠除煙囪外最高建筑，在電廠施工中體量最大、安裝難度最大，火電建設(shè)主力起重機，即指鍋爐島安裝用主吊機。由于各電廠在爐型、設(shè)備、工藝上的差別，主力起重機多為特殊設(shè)計、單機生產(chǎn)，一臺定型產(chǎn)品會有多種變形?；痣姀S鍋爐島施工對主吊機的要求主要有四個方面：（1）主參數(shù)，即起重量、幅度、高度；（2）安裝拆卸場地；（3）施工效率；（4）成本費用。常規(guī)的 600MW機組鍋爐標(biāo)高80m、頂板梁吊裝單元重80～120t，1000MW超超臨界機組，塔式爐標(biāo)高127m、排式爐標(biāo)高80m、頂板梁吊裝單元重 80～140t、立柱重110t。DBQ4000型塔機是為600MW機組鍋爐施工設(shè)計的，塔式工況臂架鉸點高度81m、額定起重量125t，老電廠施工場地寬闊、工件水平運輸距離長，因此能夠軌道行走的DBQ型扳起式塔機比較適合。FZQ2400型塔機是為1000MW機組鍋爐施工設(shè)計的，臂架鉸點高度 130m、額定起重量100～140t，最大幅度60m，滿足對起重機主參數(shù)的要求，模塊設(shè)計、低位裝拆、自頂升升降、變頻調(diào)速，使用成本低、效率高、安拆場地小。 1．2 火電建設(shè)工程偏愛動臂式塔機 動臂式塔機是指采用起重臂仰俯實現(xiàn)吊重水平移動的塔機，動臂塔機構(gòu)造簡單、剛度大，易于實現(xiàn)大型化。對于附著塔機，相同塔身高度的動臂塔機要比平臂塔機起升高度大30～40m，多出的高度對于大尺寸的構(gòu)件跨過爐頂?shù)跹b是有利的。平臂塔機要想達(dá)到動臂塔機的起升高度，塔身懸臂需要高出動臂式30m以上，這樣會給塔身帶來附加的強度、穩(wěn)定問題。另外，動臂塔機臂架仰起時整機回轉(zhuǎn)半徑可控制在 10m，遠(yuǎn)小于平臂塔機臂端70m、尾部20m的數(shù)值，有利于狹小空間拆機、群機作業(yè)避讓。雖然平臂塔機起升、變幅速度高于動臂塔機，但對于工業(yè)安裝用起重機，速度差別沒有相象中的重要。但隨著電廠工期、成本的大幅壓縮，平臂塔機開始被人們接受，輔助起重機開始大量使用20～40t建筑平臂塔機。 2 火電建設(shè)常用的兩種動臂式塔機系列 火電建設(shè)典型部分是鍋爐島的安裝，火電廠從300MW、600MW到目前的1000MW的發(fā)展，使鍋爐安裝主吊機從DBQ系列發(fā)展到FZQ系列。 2．1 DBQ系列扳起式塔機 型號解釋舉例，DBQ4000型塔機，D―電力建設(shè)，B―扳起式，Q―塔機，4000―最大起重力矩tm值。1980～2000年代，為滿足 300～600MW機組施工要求，原電力部鄭州機械設(shè)計研究所開發(fā)了以DBQ4000、DBQ3000型為代表的DBQ系列自扳起式塔機。DBQ型回轉(zhuǎn)以上與履帶起重機的塔式組合相似，具有主臂、塔式五十余種組合工況，可以自行扳起、放倒，快速變換組合，滿足不同的載荷、幅度、高度要求。該機型下車為門架結(jié)構(gòu)、軌道行走式，可以實現(xiàn)構(gòu)件、設(shè)備從組裝場到鍋爐島的運輸。該機型的研制過程使用了非線性有限元分析、鋼絲繩金屬壓制接頭、相慣線焊縫檢驗技術(shù)等等，并以此產(chǎn)生了多項國家標(biāo)準(zhǔn)，為提高我國起重機技術(shù)水平做出了卓越的貢獻(xiàn)?；痣娊ㄔO(shè)主力起重機是針對一定的鍋爐島設(shè)計的，當(dāng)鍋爐布置形式、容量、爐型發(fā)生較大的變化后，原有的起重機難以滿足工程要求，目前DBQ系列塔機大部分已完成其使命，轉(zhuǎn)入冶金領(lǐng)域承擔(dān)高爐的安裝維修工作。 2．2 FZQ系列附著自升式塔機 型號解釋舉例，F(xiàn)ZQ2400型塔機，F(xiàn)―附著，Z―自升，Q―塔機，2400―最大起重力矩tm值。主流的超超臨界1000MW機組，鍋爐高度達(dá) 127m、頂板梁吊重達(dá)160t，大部分電廠建在海邊，抗風(fēng)成為重點，還要解決狹小空間拆機的問題。隨建筑物升高的附著自升式動臂塔機成為當(dāng)今火電建設(shè)主吊機的主流，按各廠家對產(chǎn)品命名的不同，分別為FZQ型、MD型、ZSL型，本文按原電力部電建起重機命名辦法，通稱此類起重機為FZQ系列附著自升式塔機。FZQ系列塔機的主要特點，臂架鉸點后置（在回轉(zhuǎn)中心后）、動臂變幅、液壓自頂升、塔身通過附著裝置與鍋爐鋼架連接、控制系統(tǒng)多為變頻調(diào)速。按工程要求，塔機分砼基礎(chǔ)、道渣基礎(chǔ)、軌道行走式。新的設(shè)計理念、先進的計算手段、先進的機電配套件、新材料、新工藝，在FZQ系列上，都有不同程度的體現(xiàn)，如采用800MPa級管材的起重臂、1000MPa級合金鋼鍛件、2000MPa級不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩、內(nèi)藏行星減速器Lebus繩槽卷揚機、PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)、有黑匣子功能的安全保護系統(tǒng)，配備登機電梯、人機工程操作室，等等。 3 FZQ系列塔機的主要生產(chǎn)廠家、代表產(chǎn)品 鄭州科潤機電工程有限公司、國電鄭州機械設(shè)計研究所―國電鄭州機械設(shè)計研究所即原電力部鄭州機械設(shè)計研究所，有50余年從事工業(yè)用大型動臂塔機研發(fā)的業(yè)績，鄭州科潤是鄭機所控股的從事起重機研發(fā)、設(shè)計、產(chǎn)業(yè)化的實業(yè)公司。代表產(chǎn)品FZQ2400、FZQ2000Z、FZQ1800、FZQ1380、 FZQ660、FZQ600。鄭州科潤產(chǎn)品的變化，反映出了不同時期國內(nèi)火電建設(shè)對動臂式主力起重機的要求。鄭州科潤的產(chǎn)品，從設(shè)計、構(gòu)造、材料、機構(gòu)、控制方面，使用了最新的科學(xué)技術(shù)成果，體現(xiàn)了工業(yè)發(fā)展、技術(shù)進步對起重機技術(shù)的影響，代表了國內(nèi)火電建設(shè)動臂塔機的技術(shù)水平。 上海電力機械廠 ―上海電力機械廠是上海電建局下屬企業(yè)，代表產(chǎn)品是MD1280D、FZQ2400、FZQ2000、FZQ1250。MD1280D是唯一進入國內(nèi)火電建設(shè)領(lǐng)域的國外品牌動臂塔機，由上海廠與國際著名的動臂塔機廠家Favellefavco合作生產(chǎn)，以Favellefavco品牌銷售，F(xiàn)ZQ2400 是MD1280D國產(chǎn)化的自主品牌。FZQ2000、FZQ1250是FZQ系列早期產(chǎn)品，構(gòu)造上與其他FZQ產(chǎn)品有較大的區(qū)別，它的塔身是圓筒式的、并且采用機臺上部加高。因技術(shù)陳舊，目前已退出銷售渠道。 山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司―山東豐匯是山東電力建設(shè)一公司興辦的企業(yè)，代表產(chǎn)品 FZQ2200、FZQ1650、FZQ1380。首批產(chǎn)品FZQ1380技術(shù)來自鄭機所，在此基礎(chǔ)上山東豐匯陸續(xù)開發(fā)了FZQ1650、 FZQ2200，因此山東豐匯的產(chǎn)品在理念、構(gòu)造上，與鄭州科潤有許多相似之處。其獨特之處是，全系列起重臂主弦采用800MPa鋼管。 南京中升建機重工有限公司―南京中升與前述的三家電力背景的企業(yè)不同，是臺資企業(yè)，進入國內(nèi)火電建設(shè)市場時間較短。主要產(chǎn)品有ZSL2000、 ZSL1350、ZSL1000、ZSL750，起重力矩在750～2000tm。南京中升塔機與其他三家在設(shè)計理念有一定的不同，如在維護保養(yǎng)、操作室、平臺護欄的人機工程設(shè)計上比較簡單，體現(xiàn)了建筑塔機的一些風(fēng)格。 其他廠家動臂塔機在火電建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用―川建、永茂、中聯(lián)、三洋的 1000tm級以下動臂式塔機，其參數(shù)遠(yuǎn)低于火電建設(shè)對主力起重機的要求，如果作為輔助塔機，在效率、價格、認(rèn)知上，也無法與大批量生產(chǎn)的平臂式塔機抗衡，因此在火電建設(shè)領(lǐng)域極少看到主流塔機廠的中小噸位動臂塔機。 4 我國火電建設(shè)動臂塔機的技術(shù)水平和發(fā)展預(yù)測 近年開發(fā)的 FZQ系列塔機，已經(jīng)完全拋棄了國產(chǎn)大型工業(yè)塔機笨粗的形象，上車的構(gòu)造、部件多處可以看到履帶起重機的影子，在設(shè)計理念、設(shè)計手段、構(gòu)造、材料、機構(gòu)、操作、保護、人性化、質(zhì)量方面，可以同代表國內(nèi)起重機水平的大型履帶起重機相比，以FZQ2400、FZQ2000Z、FZQ1650、FZQ1380為代表的國產(chǎn)大型動臂式塔機，技術(shù)水平處于國際先進水平、不低于國外著名廠家，不僅替代進口、滿足國內(nèi)市場需要，而且批量出口到印尼、印度。 我國在今后相當(dāng)長的時期，電力需求是緊張的，受資源、環(huán)保、安全、可靠等因素的制約，水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電在我國的電源結(jié)構(gòu)中的比例不可能大幅提高，我國煤炭資源豐富，火力發(fā)電在電源結(jié)構(gòu)中將長期處于主導(dǎo)地位。隨著人們環(huán)保意識的增強、火力發(fā)電技術(shù)的進步，燃煤電廠將向更大容量、更高參數(shù)的機組發(fā)展，在1000MW超超臨界機組成為主流機組的今天，可以預(yù)測1300MW等更高參數(shù)的機組將是今后燃煤電廠的發(fā)展方向。3000tm級、額定起重量 150t、塔身高度140m將是今后火電建設(shè)主力動臂塔機的基本參數(shù)，安全、可靠、高效、人性化是未來起重機的基本要求。