大型反应器吊装方案完整详细.docx

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大型反应器吊装方案完整详细

反应器吊装施工方案

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批准：

1、编制说明

本吊装施工方案主要针对XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX吊装施工。

本方案涉及的设备参数依据本工程项目设计及施工图。

本方案是目前依据业主提供的设备整体供货信息而编制的，若设备实际到货情况与本方案不符时，另行编制修订方案或补充方案。

2、编制依据和执行规范

国家（行业）有关标准、规范：

—《起重机械安全规程》GB6067-2010

—《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

—《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2003

—《石油化工工程起重施工规范》SH/T3536-2002

—《大型设备吊装安全规程》SY6279-2008

—《工程建设安装工程起重施工规范》HG20201-2000

—《化工设备吊耳及工程技术要求》HG/T21574-2008

—300万吨/年柴油加氢装置平面布置图

—加氢精制反应器R101设计蓝图

—利勃海尔LR1750履带吊车性能表

—利勃海尔LTM1400型汽车吊车性能表

—神钢CLK2600履带吊车性能表

3、工程概况和特点

3.1工程概况

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

3.2工程特点

（1）设备吊装重量大，对吊装的要求较高。

（2）装置区内设备布置较为密集，需合理安排施工现场设备的摆放、组对及安装，以便有尽可能多的作业空间和场地。

4、吊车选择及使用计划

4.1吊车选择

设备位号

设备名称

规格（mm）

吊装重量（吨）

R-101

加氢反应器

φ5093×25741

416

表4-1设备参数表

根据各设备的吊装重量、吊装高度、现场具体条件及工期要求等，结合我公司现有的起重装备情况及成熟的吊装经验。

加氢反应器采用我公司利勃海尔LR1750型750吨履带式吊车作为主吊车，利勃海尔LTM1400型400T汽车吊与CLK2600型260T履带吊两台吊车作为溜尾吊车，三台吊车配合进行吊装。

4.2吊车使用计划

序号

项目

工作天数

1

750吨吊车组装

7

2

260T及400T吊车开始组装

5

3

R101到达现场卸车

1

4

R101主吊耳与溜尾吊耳安装

1

5

R101吊耳检查

1

6

R101设备吊装+设备找正

1

7

索具拆卸

1

8

吊车拆除退场

10

表4-2R-101吊装安排表

5、加氢反应器吊装

5.1方案编制依据

本着稳妥可行、安全可靠、技术成熟、经济合理的原则并且尽可能不损坏周围设施（马路、排水沟），利用国内已建的同类装置的类似设备的技术资源，确保设备吊装的安全和经济。

5.2具体施工工艺

5.3吊装过程说明

主吊耳使用2011年吊装时设计的吊盖，经检验合格后方可使用。

使用一对高性能无接头绳圈连接吊盖顶部轴与吊钩，形成主吊装系统如图5-2所示。

在反应器尾部对称设置两个管轴式吊耳（如图5-4），溜尾吊车各分配一个，形成溜尾递送系统。

主吊车与溜尾吊车站位后（如图5-4所示），设备到达现场指定位置。

先由吊车配合将反应器抬起，运输车辆退出现场。

将反应器调整位置放到吊装位置处的鞍座上。

设备验收完毕后安装主吊耳。

将吊装吊盖与反应器顶部法兰用专用的螺栓连接，螺栓连接时用液压扳手扭紧以保证螺栓达到给定的预紧力。

焊接溜尾吊耳。

溜尾吊耳安装时要保证溜尾吊耳所在平面与主吊耳所在平面相垂直。

图5-1主吊耳图

图5-2主吊耳连接形式

反应器吊装过程。

调整750T吊车位置，通过吊车前后移动，爬杆、涨杆等动作，吊装工作半径调整到14m。

溜尾吊车工作半径：

260T吊车8.3m，400T汽车吊9.4m（如图5-4所示）。

主辅吊车连接好吊索后，缓慢起升钩头，使反应器离开地面300mm。

750T主吊车开始不断起钩并缓慢前行保持工作半径不变。

溜尾吊车配合750T吊车提升保持各自的工作半径不变，通过起钩和落钩的操作，保持反应器底部最低点始终离地面300mm左右。

通过三台吊车配合将反应器缓缓的直立。

反应器直立后，摘除溜尾吊车连接的绳索。

由主吊车一台吊车承载反应器的全部重量。

750T吊车起钩将反应器尾部提高，原路线后退至反应器就位位置，旋转，到达基础上方时缓慢落钩使反应器就位于设备基础上。

最后配合设备的测量和垂直度找正。

图5-4吊车站位图

5.4吊车绳索具

主吊吊车使用我公司定制巨力公司的高性能无接头绳圈，产品型号为GJT132，Φ132×4000，最小破断拉力1244.3t。

单只额定载荷248.9t，双只额定载荷497.7t。

吊装时采用双只吊装，吊装重量497.7t,满足吊装要求。

溜尾吊车使用我公司定制巨力公司的压制钢丝绳Φ120×20000一对，额定载荷128.8t。

每个溜尾吊车挂一根，单吊点一围两股受力，共4股绳受力。

钢丝绳总额定载荷为515.2t，满足溜尾吊装要求。

5.5吊装工艺及吊车抗杆计算

5.5.1主吊车吊装工艺参数

设备名称

加氢反应器

设备位号

R-101

设备参数

直径（mm）

长度（mm）

基础高度（mm）

就位顶部标高（mm）

Φ5

26141

吊装总重量（吨）

设备本体重量

吊钩重量

平衡梁重量

吊盖、索具等重量

吊装总重量

393

16

/

7

416

主

吊

机

参

数

型号

LR1750

级别

750t

工况

SDB

主臂长度

56m

中央配重

95t

主车配重

220t

超起配重

200t

履带跨度

11.9×10.8

工作半径

14m

额定负荷

527t

负载率

416/527=79%

表5-1750吨吊车吊装工艺参数表

图5-5力控系统750吨吊车吊装工艺参数

图5-6吊车抗杆计算立面图

水平方向，计算得出计算净距为7.5m，设备半径为2.5m，吊臂厚度为3m，则安全净距为（吊臂边缘到设备的距离：

7.5-2.5-3/2=1.5m）为3.5m，不抗杆。

垂直方向，计算得出吊臂垂直高度为58m，设备吊装高度为27m，绳索具距离为31m（58-27=31m），吊装高度满足吊装要求。

5.5.2溜尾吊车吊装工艺参数

400T汽车吊工况如下图5-7所示，吊车配重120t，支腿10×9.5m，配重半径6.6m，工作半径9.3m，额定载荷127.6t＞最大吊装重量110+3.6（机索具重量）=113.6t。

吊装载荷满足要求。

260T履带吊工况如下图5-8所示采用标准主臂工况，配重90t，车身配重24t，工作半径9m，额定载荷129.6t＞最大吊装重量110+3.6（机索具重量，含150T级吊钩重量2.3t）=113.6t。

吊装载荷满足要求。

图5-7400t吊车力控图

图5-8260t履带吊车性能表

6、吊装过程力学分析

6.1主吊车与溜尾吊车初始提升力计算

6.1.1设备重心计算

图6-1设备重心计算简图

式（6-1）

式中：

Xc—重心距基准线距离（以裙座底部为基准线）；

Pi—各分段重量；

Xi—各分段重心到基准线的距离。

在计算设备的重心时，尽可能将设备的组成部分分解的比较详细一点，不要怕麻烦，这样计算的结果更精确一些，这样做的目的是为了在计算两台吊车受力时更准确。

本反应器中重心位置，距头盖顶部11m，距尾部为15m，距溜尾吊耳中心线13m。

6.1.2主吊车与溜尾吊车初始提升力计算

在计算得到设备的重心后计算主吊车与溜尾吊车的初始提升力。

将图6-1简化为简支梁进行计算如图6-2所示。

计算FH、Fv分别对简支梁两段取矩即可求得。

图6-2主吊车与溜尾吊车提升力计算简图

图中：

FH--主吊车初始提升力

FV--溜尾吊车初始力提升力

，

，

。

则有主吊车提升力

，

溜尾吊车提升力

。

单台溜尾吊车提升力为91.7t。

考虑吊装过程中的动载系数取1.2，则主吊车初始提升力计算载荷为：

216.7×1.2=261.2t。

溜尾吊车初始提升力计算载荷为：

91.7×1.2=110t。

6.2吊耳设计校核

6.2.1反应器主吊耳设计与分析

主吊耳采用2011年吊装时用过的吊盖。

此次吊装前对吊耳的焊缝进行着色检测。

检测合格后方可使用。

详细的计算见附录

6.2.2主吊耳螺栓预紧力计算

吊装时采用高强度螺栓连接。

为了避免随设备一起供货的螺柱在吊装时发生损坏，因此决定重新购买24套吊装螺柱。

其材质和性能和供货的螺柱一样，并由生产厂商提供出场合格证和力学性能试验证明。

螺栓为M76×3×880，材料选用25Cr2M0VA螺柱,材料许用应力

，

。

螺栓个数24。

螺栓光杆直径72.8。

在设备起吊时吊盖与反应器法兰之间的螺栓剩余预紧力应能给结合面提供足够的摩擦力，以保证结合面不产生相对滑动，即吊盖与反应器法兰之间的摩擦力等于设备起吊时的抬头力。

由此关系式可计算出螺栓的预紧力如图6-4所示。

计算时取1.2的综合影响系数，吊装总重量为480t。

当设备卧态起吊时,假设吊耳法兰与设备法兰摩擦力集中在螺栓中心,则螺栓预紧力为87.1吨力，螺栓扭紧力矩为1267.69吨力·毫米。

立态时螺栓拉应力为

。

安全。

图6-4螺栓预紧力计算

螺栓预紧注意事项：

（1）一般来说螺栓的预紧采用的是力矩法，即采用专用测力工具对螺栓进行预紧，应注意避免通过锤击使螺栓获得预紧力，这种方法可能破坏螺栓。

（2）我们拟在吊装中使用的吊装垫片是石棉垫，目的是增大吊盖与设备法兰结合面的摩擦系数，从而降低螺栓的工作载荷。

（3）安装吊盖螺栓时，应有合理的拧紧次序，一般原则是每次少量旋入螺母的角度，多次逐步将螺栓拧紧，可用测量吊盖与法兰之间间隙值是否均匀来检查，从而使每个螺栓的受力比较均匀。

螺栓预紧方法详见专项施工方案（螺栓定力矩紧固施工方案）。

6.2.3溜尾吊耳设计计算

溜尾吊耳采用管轴式吊耳，对称设置在反应器裙座上。

吊耳位置，管轴中心线距反应器裙座底面约2000mm处焊接。

反应器到达现场后进行焊接。

单台吊车初始提升力为91.7t，吊耳综合影响系数取1.65（根据《化工设备吊耳及工程技术要求》HG/T21574-2008），则单个吊耳设计载荷为151.3t。

吊耳设计图如下图6-5所示。

图6-5溜尾吊耳设计图

溜尾吊耳的校核计算。

如下图6-6所示。

图6-6溜尾吊耳校核计算图

溜尾吊耳详细计算过程如下：

管轴式吊耳材料、筋板取Q345A为例进行计算（实际使用材料的屈服强度不低于345MPa）。

，

，综合影响系数K=1.65。

竖向载荷：

151.3t

横向载荷：

径向弯矩：

吊耳截面面积:

吊耳截面抗弯模量：

G—计算重量，G=91.7t

L—吊耳长度，L=250mm；

D—管轴外径，D=630mm；厚度20mm；

A—截面面积；W—截面抗弯模量。

吊耳根部最大弯曲应力：

=64.1MPa＜

吊耳拉应力：

=18.12MPa＜

剪切应力：

=10.2MPa＜

组合拉应力：

最大组合应力：

=101MPa＜

6.3裙座加固处理

单台溜尾吊车的最大提升力为91.7t，在吊装过程防止反应器裙座产生不可恢复的变形。

在吊装前对裙座进行加固处理。

使用加固材料如下：

水平方向支撑主梁采用，圆管Φ426×12（或45a工字钢），长度5000mm，一根，材料Q235A。

垂直方向支撑主梁采用，圆管Φ426×12（或45a工字钢），长度2494mm，两根，材料Q235A。

焊接技术要求。

1、支撑梁与裙座筒体及支撑梁之间的角焊缝高度为20mm，其余角焊缝高度为30mm。

2、焊后焊缝金属表面按JB4730.4—2005进行100%MT，一级合格。

3、制作时要防止焊接变形。

7、地基处理及地耐力计算

7.1地基处理依据

项目部提供的300万吨/年柴油油加氢装置地面勘查的相关文件和报告、现场各设备布置实际情况。

7.2主吊车对地面压力计算

图7-1750T吊车对地压力计算图

计算吊装重量时取1.1倍的安全系数。

如图7-1所示单条履带最大受力为：

693×9.1×1.3÷9.8=836.6（吨力），每条履带下方铺设路基板4块，每块路基板面积为：

12m2，每块路基板重量为：

4.5吨。

所以，作业时每条履带接地最大压强为：

（836.6＋4.5×4）÷（12×4）=17.8（吨/平方米）。

可得：

吊车站立位置地基按照本技术措施要求处理后的承载力必须大于17.8t/m2。

7.3溜尾吊车400T汽车吊车作业时地基受力分析

图7-2400T吊车对地压力计算图

吊装载荷，按初始最大载荷的1.2倍计算，则有吊车单条支腿最大受力为146t。

吊车支腿下方垫2200×3600×200mm的钢板，重量约3.4t。

则地面最大承载力为：

。

在400T吊车站位处地基承载力要达到：

18.8t/m2。

260T履带吊车作业时地基受力分析。

吊车自身重量214t，吊装重量146t。

履带面积接地面积为7.9m×1.2m，吊装作业时每履带下面铺垫2.5m×12m×20mm的钢板，则履带对地面的接触面积加大。

则履带对地面的平均压力为：

（214+146）÷（12×2.5）÷2=6t/m2。

假设吊装时吊车旋转在最不利位置，吊车刚要倾翻的临界点，一条履带刚离开地面对地的压力为0，另一条履带承受全部的重量。

此时履带对地面的最大压力为12t/m2。

7.4总结及地面处理范围

综上所述，加氢反应器吊装施工，主吊车与溜尾吊车同时满足的地基处理要求：

地基承载力必须大于18.8t/m2。

在2011年装置新建时已经做过地面加固强化处理，此次吊装。

应对吊装区域约为66m×33m=2178m2的面积进行地基沉降试验，复核地面承载力能否达到18.8t/m2的要求。

如果达不到要求，根据试验数据，进行地基进一步的强化处理。

如图7-3所示。

图7-3吊装占地范围示意图

7.5地基处理程序及要求

地基处理其流程如下：

下挖土1000mm-1500mm（根据试验值确定）—原土碾压—铺筑1000mm-1500mm厚的砂加石稳定层—碾压密实。

严格按照方案要求施工（详见土建地面加固处理方案），保证地基处理范围符合所要求的大小。

7.6井、地下管的保护措施

对井宜采用夯实灌砂法将井内填实，当井壁高出地面时应采用拆除高出地面的部分或提高井周边的铺填高度，在井壁四周进行毛石硬化处理，并使钢板与井上口之间保持一定的间隙。

该项目设备吊装时地面所受的压力较大，吊车站位处、设备摆放位置以及运输车辆行走位置处不得有地下井、沟道，以确保设备的吊装安全，为此必须对吊装区域的井和沟道进行临时的回填处理，待设备吊装就位吊车撤场后再清除井或沟道内的回填物，重新恢复井或沟道。

管口具体处理方法为：

用厚度为10mm左右的钢板封盖井或沟道的管口，然后人工用碎石将井或沟道填满并压实平整，注意保护管口不让碎石进入管道。

对于高出地面以上的井边沿则要求拆除，设备吊装后再进行恢复。

具体见示意图7-4：

图7-4井处理示意图

对于地下管道一般的处理方法如下：

地下管顶标高在开挖深度以上时，开挖至管底以下500mm，周边填500mm砂，上部按地基处理要求处理；地下管顶标高在开挖深度以下时，开挖至管顶，周边挖300mm填砂，管顶部填500mm砂，上部按地基处理要求处理。

对于比较浅的地下管道或夹砂管，采用特殊的保护措施，编制专项地基处理方案。

保护措施为：

开挖后在管线两侧砌石墙（块石），石强厚度为0.5m，石墙与管线的距离为0.3m左右，石墙高出管线上表面0.3m，两墙之间填满细砂，并捣实，然后在石墙上铺设钢筋混凝土板，上面铺碎石，再铺路基箱板。

如下图7-5所示：

图7-5管线处理示意图

8、大型设备吊装施工管理组织体系和操作人员岗位职责

8.1大型设备吊装组织体系图

8.2设备吊装岗位职责

设备吊装时必须有明确的岗位分工和岗位职责。

各岗位作业人员必须遵守纪律，坚守岗位，服从指挥，各负其责。

岗位分工和指责如下表8-1：

岗位编号

岗位名称

岗位职责

人

数

备注

1-0

吊装指挥

执行吊装总指挥的命令，具体指挥大型设备吊装全过程工艺操作直至大型顺利就位。

随时向吊装总指挥通报吊装情况。

1

起重

技师

1-1

吊车机组

执行吊装指挥的命令，准确、平稳操作吊车并由专人观察吊车地基情况。

3

吊车司机

1-2

设备就位

负责大型设备对中就位。

3

铆工

1-3

监测

监测吊车吊钩的垂直度并及时向吊装指挥报告。

2

测量员

1-4

机动组

执行命令，传递信息，排除故障，协助就位。

2

起重工

2-0

吊装副指挥

执行吊装指挥的命令，具体指挥牵引、溜尾系统操作，准确控制设备尾部抬送速度。

1

高级

起重工

表8-1大型设备吊装岗位职责表

9、QHSE管理

9.1吊装安全质量保证体系岗位职责

在设备吊装施工准备和实施过程中，安全质量保证体系必须正常运转，以确保大型设备顺利吊装。

安全质量保证体系岗位职责见下表9-1。

职能

岗位

主要职责

决策层

吊装总指挥

全面负责大型设备的吊装施工

吊装副总指挥

协助吊装总指挥全面负责大型设备的吊装施工

管理层

项目经理

负责吊装的劳动组织、进度计划、安全质量

项目总工程师

大型设备吊装技术、质量总负责

吊装责任工程师

大型设备吊装技术、质量指导

机械负责人

起重机械保养运行技术指导

安全负责人

安全总监督

质量负责人

基础、吊耳及加固质量检查

指挥层

吊装施工经理

按照方案要求，负责吊装的施工准备、实施工作

吊装方案编制人

方案编制及实施技术指导

专业安全员

吊装作业安全质量检查、监督

吊装指挥

试吊和正式吊装工艺指挥

吊装副指挥

试吊和正式吊装工艺副指挥

作业层

班长或伙长

组织岗位作业

起重工

岗位作业

吊车机组

吊车吊装操作及吊车状况监察

电工、钳工

起重机械维护保养

铆工

设备就位

监测员

规定部位的监测

表9-1吊装安全质量保证体系岗位职责

9.2安全技术要求

施工前进行详尽的技术交底，力求使车组人员、施工人员，特别是司机、班组长及指挥者对方案思路、意图、实施要求有清晰的了解，并把各项工作落实到人，专门向吊车司机明确交代指挥信号。

750吨等吊车组杆结束后应组织相关人员检查，合格后方可使用。

禁止任何非指挥人员参与指挥，参加作业的人员必须具有相应的上岗证。

吊装前必须向有关部门进行申请，得到批准签字后方可吊装。

所有相关人员必须到施工现场，吊装过程中遇到预料外情况时，应慎重研究对策，任何情况均应禁止盲动。

在施工过程中，凡参加登高作业的人员均应佩带劳动部门认可的安全带，并系在安全可靠的地方。

吊车站位场地地基应进行专门、慎重处理，并经有关人员确认。

吊车及运输车辆进出场地要求垫实，必要时用钢板或路基板进行局部铺垫。

吊装过程中，应有统一的指挥信号，参加施工的全体人员必须熟悉此信号，以便各操作协调动作。

在作业时应设立警界，关键位置设专人看守，非工作人员严禁进入吊装区域。

吊装前应组织各专业人员进行联合细致检查，及时发现和消除安全隐患。

在方案实施过程中，安全部门要严格把关，加强安全监督管理，明确各自职责，责任到人。

当阵风风速大于10.8m/s（六级）或光线不明或操作人员无法辨认指挥信号时禁止吊装作业。

设备在吊装过程中需翻越障碍物时，需设置溜绳控制物件。

9.3JHA危害分析以及安全对策表

9.3.1目的

为了确保大型设备吊装的安全，组织安全员、技术员和具有丰富经验的施工人员，结合施工现场的具体情况进行编制，在编制过程中做到不夸大危险，不忽略隐患，使风险得到客观、充分、有效地评估和控制。

9.3.2编制依据

在大型设备吊装的每一步骤的各项危险发生的可能性、严重性和风险值进行评估，其分值和意义如下：

可能性L（Likelihood）1-事故很少发生；2-事故可能发生但不经常发生；3-事故很可能发生。

严重性S（Serious）：

事故或危险时间发生引起的后果：

1-对人员造成不会影响工作的微小伤害；2-可能导致轻伤、对健康有轻微伤害、较小的财产经济损失、轻微污染，如吊车操作人员无证操作，起重作业人员无证上岗等；3-可能导致轻伤、死亡、严重危害健康、重大财产经济损失、严重环境污染，如挤伤、撞伤人员、人员摔落等。

风险值R（Risk）：

风险值=可能性值×严重性值，即R=L×S

风险值为：

1，2————低度危险；1，4————中度危险；6，9————高度危险；

9.3.3针对各项工作中的风险及风险评估值，指出控制危害的方法。

9.3.4执行

施工前，由吊装责任工程师对施工人员进行安全交底，使每位作业人员知道、熟悉施工中存在的危险并在工作中注意，交底完成后，所有班组人员须在风险评估分析报告上签字，以保证风险评估分析报告的执行。

施工期间，风险评估分析报告应挂在施工位置附近，以方便施工人员翻阅。

将风险评估分析报告作为每周一安全活动和班前会学习内容。

安全部门将对风险评估分析报告执行情况进行检查。

9.3.5危险评估分析报告

工作项目：

起重作业

序

号

隐患或风险

可

能

性

L

严重性

S

风险性

R

对危害的控制方法

备注

一．吊车存在缺陷

1

性能达不到要求

2

3

6

1.按吊装方案要求选择吊车

2.吊车按期参加年间且合格

3.吊车有安全作业许可证

4.定期对吊车进行保养

5.定期进行载荷试验并做好记录

6.禁止超负荷运行

7.吊车司机每日班前进行自检、自查

8.按吊车操作规程进行作业

9.大件设备吊装前，对吊车进行检查

2

传动系统运转不正常

2

3

6

1.吊车定期检查，发现隐患及时消除

2.在形成检查时应及时修复与调整还原

3.加强日常保养，保持车况良好

4.严禁吊车带病作业

5.严禁吊车超负荷作业

3

控制系统失灵、失效

2

3

6

1.定期检查吊车安全防护装置

2.保持吊车电路电控开关完好

3.保持吊车液、汽动系统完好

4.吊车制动轮表面无明显凹缘

5.制动瓦（带）无开裂现象、制动瓦和制动轮接触面大于50%

4

滑轮与卷筒的绳槽表面磨损

2

3

6

1.滑轮表面无裂纹

2.卷筒表面无裂纹

5

限位开关失效

2

3

6

1.选择的开关与限位装置、力矩限制器等应符合设计要求

二.技术管理、吊车操作和起重作业人员

1

司机无证操作

2

3

6

1.按要求参加培训，取证，按期复审，持证上岗

2.定期参加业务技能培训，提高业