气化项目静置设备施工方案.docx
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气化项目静置设备施工方案
大规模碎煤加压气化技术与示范项目
煤锁气洗涤器等五台设备
吊
装
方
案
编制:
审核:
批准:
日期:
中化二建集团有限公司
碎煤加压气化示范工程项目部
1编制说明
本方案用于指导我单位承建的大规模碎煤加压气化技术与示范项目加压气化装置中6区的5台设备V606C08、V606C10、V606C11、F60604、F606C05施工安装,以保证安全、质量、进度目标顺利实现。
6区(A-C/3-4轴)的5台设备均在+20.20m钢筋混凝土平台之下,钢构件基础标高均为+9.000m;V606C10、V606C08两台设备中间存在一根共用钢梁,两台为一组;V606C11、F606C05、F60604三台设备之间有两根共用钢梁,三台为一组;安装时必须先将每组设备分别吊起,使其设备支耳高于其钢构件基础,同时悬挂在+20.20m平台之下,待基础钢梁安装好之后再将设备分别就位。
因为悬空设备下方要进行钢结构横梁的施工,所以悬挂设备的索具的安全系数必须大于12倍;用于悬挂设备的临时吊装梁等安全系数也相应提高;+20.200m平台横梁承重能力必须经设计校核后书面认可,以确保施工安全。
2编制依据
⑴赛鼎公司提供的施工图纸及现场施工进度计划
⑵该工程的施工组织设计
⑶《特种设备安全监察条例》国务院令373号(2009)
⑷《石油化工静设备安装工程施工技术规程》SH/T3542-2007
⑸《石油化工建设工程施工安全技术规范》GB50484-2008
⑹《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》GB50461-2008
⑺《化工设备吊耳及工程技术要求》HGT21574-2008
⑻起重吊装常用数据手册杨文渊编
⑼石油化工吊装工作手册上下册
3工程概况
3.1工程情况
工程名称:
大规模碎煤加压气化技术与示范项目
设备框架A-C/3-4轴,+20.200米(一至三层)以下采用钢筋混凝土框架;+20.200米(三至十层)以上采用钢结构框架,目前+20.200米的钢筋混凝土框架及平台已施工完成。
设备布置见附图1
3.2主要实物工程量
表3.1设备参数一览表
序号
设备名称
位号
外型尺寸(米)
重量(t)
标高
1
煤锁气洗涤器
V606C08
φ2200/1400/13469
11.95
EL9.000
2
开车煤气洗涤器
V606C10
φ2000/1200/12065
9.985
EL9.000
3
火炬气气液分离器
V606C11
φ3200/9474
17.45
EL9.000
4
煤锁器分离器
F606C04
φ3000/10900
17.52
EL9.000
5
开车煤气分离器
F606C05
φ2200/10740
12.055
EL9.000
3.3施工技术难点
该气化装置在义马厂内,占地小且场地狭窄,设备布置较为紧凑,设备安装与建筑工程、钢结构制安工程分别由不同施工单位承建,并且需交叉作业,所以,设备安装需与其他专业密切协作,服从业主安排,满足施工进度要求。
主要技术难点:
1备的水平运输;现采用拖排滚杠系统进行;
⑵设备的悬挂吊装:
设备的吊装分两个阶段,第一次起吊后需将设备悬挂于+20.20m平台以下,待+9.000m处钢结构施工完成后再将设备就位;空中悬挂时间较长,需要制作悬挂用钢构件及配套吊索具。
3.4现场情况
3.4.1水文、地质、气象状况;
⑴义马市属暖温带大陆性季风气候,四季分明,日照充足,年平均气温12.4℃,历年最热3个月,平均气温:
6月24.4℃,7月25.5℃,8月24.1℃。
历年最冷3个月,平均气温:
12月—0.2℃,1月—2.1℃,2月—0.4℃。
秋冬季多西北风,春夏季多东南风,年平均风速3.3米/秒,瞬时极大风速为20米/秒(西北风)。
⑵大风是义马气象灾害之一。
风力一般可达9~10级,最大可达11级,这种阵风虽较少,持续时间较短,但危害很大。
冬季风力大,时间长;夏季大风常伴大雨和暴雨。
3.4.2施工条件
⑴场地条件,在气化厂内,施工场地狭小,需合理规划施工用地,保证道路畅通,吊装区域地面要做硬化处理以满足大型吊车吊装运行。
⑵水电供应基本满足施工需要。
⑶主要设备、材料的供货由业主供应,因施工场地受限,必须按施工计划合理安排进场。
4施工准备
4.1施工技术准备
4.1.1设计交底和图纸会审已进行完毕;
4.1.2熟悉设计文件的技术要求,核查要点为:
⑴设计文件规定的标准规范的适用性
2备标定的安装方位与总平面图及配管专业图的一致性已复核完毕
3备专用内件及安全附件图与设备总装配图一致性已复核完毕
⑷设备附属平台与其他联合平台连接的标高方位和主要尺寸已复核完毕;
4.1.3施工前组织有关人员进行施工设计交底,使作业人员掌握施工工艺
4.2现场准备
4.2.1现场临建按照施工组织设计进行布置
4.2.2配备施工设备、计量器具、专用工器具
4.2.3焊接材料库配备烘干、除湿设备,保证库内温度5~30相对湿度不应大于60%,并建立焊接材料的检验、保管、烘干、发放、回收制度。
4.2.4现场配备消防、救护设备
5施工流程
5.1设备安装流程
基础验收
设备
悬挂
设备一次吊装
设备卸车滚杠运输
设备验收
设备
就位
设备二
次吊装
图5.1吊装作业流程图
5.2第一阶段
使用拖排滚杠将设备V606C08运至设备基础位置下方,首先用400t履带吊利用专用索具穿过+20.200m平台,将设备V606C08起吊到要求标高后,利用临时承重梁(现场制作)将设备临时悬挂在+20.200m平台下方,待B~C/3~4轴+9.000m处钢构件基础施工完成并经验收合格后,用400t履带吊将设备V606C08起吊一定高度解除临时悬挂系统后将其安装就位,设备V606C10用400t履带吊穿过+20.200m平台的预留孔直接就位;
5.3第二阶段
使用拖排滚杠将设备V606C11、F606C05、F60604分别运至设备基础位置下方,按设备V606C08的安装方法起吊、悬挂等直到就位。
6主要施工程序
6.1设备验收
6.1.1交付安装的设备、内件、安全附件应符合设计文件及订货合同的要求
6.1.2开箱检验应在有关人员参与下,按照装箱清单清点下列项目,并填写开箱检验记录:
⑴箱号、箱数及包装情况
⑵设备名称、型号、规格
⑶内件及安全附件的规格、型号、数量
⑷产品质量证明文件,压力容器须有锅炉压力容器产品安全性能监督检验证书
6.1.3设备外观质量的检查
⑴表面无损伤、无变形、无锈蚀
⑵焊接飞溅和工装卡具的焊疤已清除
⑶设备管口封闭
⑷设备的方位标记、中心线标记、重心标记及悬挂点标记清
6.2钢构件基础交接
⑴基础交付安装时,基础施工单位应提交测量记录及技术资料,我单位按照规范要求进行相关数据的复测,并办理交接验收手续。
⑵基础施工单位应在交付的基础上画出标高基准线、纵横轴线;有沉降要求的基础,应有沉降观测点。
⑶设备基础基础各部分尺寸的偏差不得超过的规定。
表6.1钢构架式基础质量标准单位:
mm
项次
检查项目
允许偏差
检验方法
1
立式设备支撑梁式基础
基础坐标位置X、Y
20
经纬仪、钢尺检查
基础上平面的标高
±3
钢尺检查
基础上平面的水平度
L1/1000≤5
水准仪、水平尺钢尺检查
地脚螺栓孔
中心圆直径D1
+5
吊线坠、钢尺检查
相邻孔中心距B
±2
孔中心线垂直度
H1/250≤15
注:
X、Y为相对轴线距离;D1为立式设备中心圆直径;B为相邻地脚螺栓中心距;L1为梁的长度;H1为上下两地脚螺栓孔的距离;
6.3设备滚杠运输
⑴根据设备重量、长短利用拖排滚杠运输系统运送至指定位置,运输时必须将设备与车身固定,并保持平衡运输。
⑵设备及其附件,在运输过程中,应保持其表面的光滑完整。
⑶易损设备在运输时,除设备的吊耳、罐耳、支脚可以受力,其它易损件如接管、管箍、卡子等不得受力,避免震动和碰撞,不得拖拽,滚动或撬动。
6.4设备固定及吊装就位
⑴设备一次吊装到位时,采用钢丝绳及简支梁将设备悬挂在指定高度;
⑵设备上有吊耳钢丝绳的要拴在吊耳上起吊,起吊时设备下部及吊车臂下方严禁站人,并有起重人员指挥;
⑶吊装易损设备,除设备吊耳、罐耳外,其它部位不允许挂钢丝绳,且保持平稳,受力要均匀,不能局部受力,并不得与墙壁、钢结构等硬物碰撞。
⑷设备就位时,设备施工人员要根据设计图纸的方位确定设备方位,确保设备就位准确无误。
6.5找平与找正
⑴设备的找平与找正应按基础上的安装基准线(中心标记,水平标记)对应设备上的基准测点进行调整和测量,调整和测量基准如下:
①设备支承(裙式支座、耳式支座、支架等)的底面标高应以基础上的标高基准线为基准。
②设备的中心位置应以基础上的中心划线为基准。
③立式设备方位就以基础上距离设备最近的中心划线为基准。
④立式设备的铅垂度应以设备两端部的测点为基准,卧式设备的水平度一般以设备的中心划线为基准
⑵设备找平找正的部位宜选在下列部位:
主法兰口,水平或铅垂的轮廓面,或其它指定的基准面,加工面
⑶设备找平、找正应在同一平面互成90o的两个或两个以上的方向进行。
⑷立式静止设备找正时,宜采用挂线坠或经纬仪来进行,对于高度超过
20米的设备,为避免气象条件影响,其铅垂度的调整与测量,工作应避开一侧受阳光照射及风力大于4级的条件下进行,或早上太阳没有出来时测量。
⑸找平、找正时,应根据要求用垫铁(或其它专用调整件)调整精度,不应用紧固或放松地脚螺栓及局部加压等方法进行。
表6.2立式设备安装质量标准
项次
检查项目
允许偏差值(mm)
检验方法
1
支座纵、横轴线位置
Do≤2000
5
吊线坠、经纬仪
Do>2000
10
2
标高
±5
3
垂直度
H≤30000
H/1000
H>30000
H/1000≤50
4
方位
Do≤2000
10
Do>2000
15
注1:
Do为设备外径;H为立式设备两端部测点间的距离
注2:
方位线沿底座圆周测量
6.6垫铁的设置
6.6.1设备采用垫铁组找正、找平时,垫铁组的位置及数量按下列规定设置:
⑴裙式支座每个地脚螺栓近旁应至少设置一组垫铁
⑵鞍式支座、耳式支座每个地脚螺栓应对称设置2组垫铁
⑶支柱式支座每个地脚螺栓旁宜设置一组垫铁
⑷有加强筋的设备支座,垫铁应垫在加强筋下
⑷裙式、鞍式支座相邻两垫铁组的中心距不应小于500mm
⑹垫铁组的高度以为30~80mm
⑺支柱式设备每组垫铁的块数不应超过3块,其他设备每组垫铁的块数不应超过5块
6.6.2设备找正时,锤击垫铁的力量应使相邻的垫铁组同时受力。
设备找正后,各组垫铁均应被压紧,垫铁应露出设备支座底板外缘10~30mm,垫铁组伸入支座底板长度应超过地脚螺栓,垫铁组层间进行焊接固定
6.6.3每组垫铁的斜垫铁下面要有平垫铁;放置平垫铁时,最后的放在下面,薄的放在中间;斜垫铁应成对相向使用,搭接长度应不小于全长的3/4。
6.6.4安装在钢结构基础的设备找正后,其垫铁与钢结构基础应焊牢
6.6.5与不锈钢、镍制设备底座环直接接触的垫铁组,上面应有一块尺寸与垫铁相同的不锈钢、镍垫板或涂刷中性涂料隔离。
7设备拖排滚杠水平运输
7.1设备运输吊装顺序
煤锁气洗涤器V606C08→火炬气气液分离器V606C11→煤锁器分离器F606C04→开车煤气分离器F606C05(开车煤气洗涤器V606C10可从20.20m上部直接就位)。
7.1.1运输方法(见示意图7.1)
⑴由于该5台设备基础均在在混凝土框架结构A-C/3-4轴,基础标高为+9.000m,其中煤锁气洗涤器V606C08、火炬气气液分离器V606C11、煤锁器分离器F606C04、开车煤气分离器F606C05采用400t履带吊主吊25t汽车吊溜尾,置于钢拖排上,采用钢排牵引法,煤锁气洗涤器V606C08从框架西侧进入,其余设备均从框架南侧进入,使设备顶端位于基础投影处。
运输距离及位置见附图1:
图7.1设备水平运输示意图
⑵拖排采用[20为滑动面,采用[16、12.6为骨架制作;使用时上面铺道木,将设备重心放置于拖排中心处,并用木锲塞严,并用钢丝绳、倒链绑牢,防止在运输过程中失稳。
表7.1钢拖排材料一览表
序号
构件名称
规格
材质
单位
数量
单重
1
槽钢
[20
Q235
m
8
25.777kg/m
2
槽钢
[16
Q235
m
3.6
19.752kg/m
3
槽钢
[12.6
Q235
m
5.4
12.318kg/m
4
钢板
20mm
Q235
m2
2
157kg/m2
5
卡环
3.3(3.3t)
A3
个
2
0.70kg
6
道木
220×160
根
100
40kg/m
图7.2滑排组成示意图
⑶无缝钢管滚筒
①滚筒的选择
水平运输时将滚筒置于导木上方,滚筒上承受设备重量及拖排的重量之和,根据《起重吊装数据常用手册》杨文渊编,选用滚筒规格为φ89×4.5、材质为钢10#、长度为2500mm
②滚杠数量的确定以(最重设备煤锁气分离器为例计算)
m=
+4
式中:
m:
为滚杠数量,单位为根
QJ:
计算载荷,设备、钢排、道木总载荷;单位为N
L:
每股滚筒承压长度7.5×2=15cm
ω:
每股载荷350d(滚筒直径8.9cm)单位为N/cm
Q钢排=(25.777×8+19.752×3.6+12.318×5.4+40×15)×9.8N/kg
=9259N
Q设备=17520kg×9.81N/kg=171872N
QJ=Q钢排+Q设备=9259N+171872N=181131N(考虑安全取200KN)
ω=350N/cm×8.9cm=3115N
m=4.28根,取整数5根,考虑行进过程在增加4根,共需9根
拖排下滚杠的距离为:
L=0.5~0.8m
⑶卷扬机及滑车的选型
①最大牵引力计算:
F=Q×
式中:
F:
最大牵引力kN
f1、f2:
上、下走板(木导板)与滚筒间摩擦系数为0.05、0.1
r:
滚筒半径
=4.45cm
Q:
滚筒承受的正压力kN
F=200×
=3.37kN
启动时的滚动摩擦力应将F乘以系数K(启动系数:
2.5~5)倍,故启动时的最大牵引力Fq=F×K=3.37×5=16.85kN
卡环选择3.3t两个
②卷扬机选用常用的JJM-3电动慢速卷扬机1台,牵引力30kN容绳量110m工作速度8.2m/min;滑车选用5台H5×1G,起吊能力为5t,单轮吊钩型滑车;钢丝绳采用顺穿单跑头。
绳头从定滑轮绕出,每股钢丝绳的受力为:
Fp=0.54×16.85kN=9.10kN
⑷钢丝绳选择及绳扣数量
①跑绳:
钢丝绳φ15,6×37+1工程抗拉强度为1400Ma型,钢丝绳破断拉力之和为119.5kN,安全系数K=5时,
=23.9≥9.10kN
②牵引绳:
钢丝绳φ15,6×37+1工程抗拉强度为1400Ma型,钢丝绳破断拉力之和为119.5kN,安全系数K=5时,
=23.9≥8.55kN
牵引力:
Fq1=
=
=8.55kN
式中:
Fq-拖排启动的最大牵引力
选取一对φ15的钢丝绳绳扣,下图中∠α不小于75°
图7.3牵引绳受力分析图
表7.2单台卷扬机及配套钢丝绳选用表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
卷扬机
JJM-3
台
1
2
滑轮
H5×1G
台
5
3
钢丝绳
φ15-6×37+1
m
110
4
钢丝绳扣
φ15-6×37+1
m×根
5×2
5
骑马式绳夹
φ15
个
6
6
道木
220×160
根
8
说明:
钢丝绳扣均未包含制作每个绳扣所需长度2m
8设备吊装系统
8.1起吊吊耳的选择
⑴开车煤气洗涤器V606C10吊耳选择:
根据根据设备重量及直径参照《化工设备吊耳及工程技术要求》HG/T21574-2008选用轴式吊耳AXB2个,吊耳工程直径为250mm,单个吊耳吊重为10t,详见该标准第28页。
⑵煤锁气洗涤器V606V08、火炬气液分离器V606C11、煤锁气分离器F606C04、开车煤气分离器F606C05吊耳选择:
采用现场制作的顶端式吊耳。
其中,煤锁气分离器F606C04上部法兰尺寸与煤锁气洗涤器V606V08相同,可采用同一个吊耳;因此需制作三个尺寸不同的吊耳,制作参数见下表:
说明:
吊耳孔双侧用δ10mm外径150mm内径75mm的钢板补强
图8.1顶端吊耳结构示意图
表8.1吊耳尺寸表
序号
设备名称
DN
D
K
L
L1
L2
L3
L4
1
煤锁气洗涤器
800
1060
977.9
350
225
185
800
200
2
开车煤气分离器
600
815
749.3
350
125
95
600
150
3
火炬气液分离器
1200
1510
1422.4
600
300
200
1200
300
表8.1吊耳尺寸续表
序号
设备名称
n
s
h1
备注
1
煤锁气洗涤器
28
42
50
煤锁器分离器采用该吊耳
2
开车煤气分离器
20
36
50
3
火炬气液分离器
44
42
50
表8.2吊耳材料表
序号
名称
煤锁气洗涤器
开车煤气分离器
火炬气液分离器
数量
重量kg
数量
重量kg
数量
重量kg
1
钢板10mm
0.053m2
4.16
0.053m2
4.16
0.053m2
4.16
2
钢板20mm
0.2m2
31.4
0.138m2
21.67
0.26m2
40.82
3
钢板30mm
1.4m2
329.7
0.9m2
211.95
2.42m2
569.91
4
螺栓
M39×28
75.6
M33×20
27.76
M39×44
188.19
5
吊耳重
436.7
261.38
798.92
⑵吊耳的位置
吊耳设置位置根据设备运输方向及管口方位图确定,安装位置均在设备重心之上;
表8.3设备起吊吊耳参数表
序号
设备名称
吊耳轴线位置
标高m
备注
1
煤锁气洗涤器
0°180°
+10.969
设备顶端
2
开车煤气洗涤器
90°270°
+9.000
3
火炬气气液分离器
90°270°
+4.750
设备顶端
4
煤锁器分离器
90°270°
+5.158
设备顶端
5
开车煤气分离器
90°270°
+4.256
设备顶端
说明:
吊耳标高为距设备支座的相对标高
8.2平衡梁的制作
8.2.1平衡梁的型式
平衡梁m=90kg,该平衡梁可满足四台顶端吊耳的设备吊装
图8.2平衡梁结构示意图
表8.4平衡梁制作材料表
序号
名称
型号
单位
数量
单重
总重kg
材质
1
槽钢
[12.6
m
2
12.318
25
Q235
2
钢板
10mm
m2
0.24
78.5
19
Q235
3
钢板
20mm
m2
0.3
157
45
Q235
煤锁气洗涤器V606C08、火炬气液分离器V606C11、煤锁气分离器F606C04、开车煤气分离器F606C05均使用该平衡梁
9设备吊装工艺计算
⑴履带吊站车位置的确定原则:
该五台设备均位于6区(3~4/B~C轴),根据设备平面布置图及吊车站位可知,设备煤锁气洗涤器V606C08吊装时,履带吊作业半径最大,设备煤锁气分离器F606C04吊装时,起重量最大;通过吊装工艺计算可知,只要这两台符合吊装要求,则其他设备的吊装均符合要求。
⑵吊索用钢丝绳的确定原则:
通过对该五台设备中重量最大的洗涤分离器的计算,选用钢丝绳吊索。
⑶主吊采用QUY400HB标准工况重型主臂起重性能表(140t转台平衡重+30t车身平衡重),选用吊钩50t重量1.71t;溜尾吊采用25t汽车吊。
9.1煤锁气洗涤器V606C08吊装参数核算:
(1)主吊
400吨履带吊车主臂长度L=72m,
回转半径R=22m,
额定起重量W=70t
设备起吊荷重为:
P=K(G+Q)
=1.1×(11.95+4.5)
=18.10t
式中:
G=11.95t设备净重
Q=2.5t吊耳(0.436t)索具、吊钩(1.71t)及吊装平衡梁(0.090t)重量
K=1.1动载系数
根据吊车站车位置图,作业半径为20.5m,设备起吊荷重(18.10t)小于吊车额定起重量(70t),吊车选用满足吊装要求。
⑵最大提升高度
起重机最大起重高应满足:
H>h1+h2+h3+h4+h5
式中:
H-起重机吊臂顶端滑轮的高度起重m
h1-索具高度(包括钢丝绳4m、平衡梁2m、卸扣等的高度)取6m
h2-设备支座距起吊吊耳高度m,10.969m
h3-设备吊装到位后底部高出基础高的高度与基础标高m,取0.2m
h4-基础高度m,取9.0m
h5-框架平台高为20.200m
得出:
H>6+10.969+0.2+9+20.200=43.37m
根据吊车站车位置图,幅度为20.5m,最大起升高度为H’=(722-20.52)1/2=69mH’>H满足要求
⑶吊装核算
图9.1煤锁气洗涤器吊装平面示意图
图9.2煤锁气洗涤器吊装立面图
经核算,吊装时吊杆距结构梁最近距离为2.529m;符合要求
⑷溜尾
溜尾吊车以单吊点吊于底部法兰上,在刚起吊时载荷最大,一取总载荷的2/3,随着设备的竖立,溜尾的载荷则逐渐减小,回转半径可相应增大,则溜尾距离也可增大。
查25t汽车吊性能表,当臂长L=10.2m,回转半径R=7m时最大吊重12.32t>
=8.3t。
Q为设备重量+吊耳重量=12.45t
见附表三:
25t徐工吊性能表(标准工况)
经计算,煤锁气洗涤器V606C08吊装可以采用400t履带吊与25t汽车吊配合进行吊装。
9.2煤锁气分离器吊装核算
(1)主吊
400吨履带吊车主臂长度L=72m,
回转半径R=16m,
额定起重量W=106t
吊钩50t1.71t
设备起吊荷重为:
P=K(G+Q)
=1.1×(17.52+2.5)
=20.02t
式中:
G=17.52t设备净重
Q=2.5t吊耳(0.436t)索具、吊钩(1.71t)及吊装平衡梁(0.090t)重量
K=1.1动载系数
根据吊车站车位置图,幅度为16m,设备起吊荷重
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