大型气化炉及废热锅炉吊装方案概况.docx
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大型气化炉及废热锅炉吊装方案概况
内蒙XX煤制天然气项目
气化炉及废热锅炉吊装施工技术方案
编制：
审核：
批准：
HSE会签：
中国化学工程第六建设有限公司
二〇一五年三月
1编制说明
本工程为内蒙古XX能源年产40亿m³煤制天然气项目，气化标段单套共有8台气化炉，8台废热锅炉，安装在气化框架上。
根据现场实际的情况，我单位采用徐工450t履带超起起重机对气化炉及废热锅炉进行吊装。
因设备重量大，安装标高高，加之又安装在混凝土框架内空间比较狭窄，吊装难度大。
为确保吊装能够安全，顺利地完成，特编制本方案加以指导。
2工程概况
2.1设备技术特性一览表
设备名称
外形尺寸（mm）
内径×总高×壁厚
净重
（吨）
安装标高
（m）
数量
备注
气化炉
Ф4000×13000×60
138
+19.45
8台
废热锅炉
Ф2100/3200×18770×25
80
+20.00
8台
2.2设备基础标高
气化炉安装标高为B-C轴+19.45m。
废热锅炉安装标高为C-D轴+20.00m。
设备安装相互位置参见如后附图1所示。
3编制依据
3.1气化工段的施工图，气化炉及废热锅炉设备图纸及设备相关资料。
3.2《化工建设工程起重施工规范》HG20201-2000
3.3《石油化工吊装工作手册》
3.4450t履带车吊性能表及150t履带吊性能表
3.5《化工设备吊耳及工程技术要求》HGT21574-2008
3.6《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2003
3.7《中低压化工设备施工及验收规范》HGJ209-83
3.8《石油化工设备安装工程质量检验评定标准》SH3514-2001
4施工前必须具备的条件
4.1设备基础已按设计施工完毕，并经验收合格。
4.2基础周围吊装使用范围的场地已整平，土方已按要求回填并压实。
4.3核查设备外形尺寸及管口方位是否与图纸相符。
4.4施工道路已平整硬化处理（参见附图2），所有障碍已清除，保证重型车辆通行。
4.5施工水源、电源已具备，并能满足需要。
4.6按施工要求，组织机索具的进场。
机索具进入现场后，应有专人进行机索具的检查，并做好机索具的检查记录，对损坏严重不能使用的机索具应进行隔离，禁止使用。
机索具及吊装人员已按规范要求报验合格。
4.7高空作业搭设作业台的临时金属构件，焊接完毕。
5吊装技术要求
5.1设备基础按要求为钢结构支座型，应保证支撑梁水平面的精确。
5.2基础中心基准线和标高基准线已复核，明显标识。
5.3设备找正找平测量选择互成90°角的两个方位检测。
5.4设备下部就位后及时找正找平，并及时拧紧地脚螺栓
5.5设备安装后应符合下列要求
纵横中心线允许偏差±10mm
标高允许偏差±5mm
垂直度允许偏差L/1000
方位允许偏差15mm
6吊装方法
该项目加压气化工段的气化炉及废热锅炉，因设备布置紧凑，施工工期短，施工难度大，这就要求设备吊装工作提前做好与设备供应、土建施工密切配合，做到统筹安排，精心组织。
6.1设备吊装按照先吊装气化炉，后进行废热锅炉的吊装原则进行。
6.2根据设备安装的空间位置及周围的制约因素，选用适宜的吊车就位，以提高工作效率，缩短施工工期。
6.3待吊设备为其制造厂家制作成品供应，所以全部为整体吊装。
6.4总体吊装方法
气化炉吊装，设备在高空对正就位中心位置后，下落过程需穿越8.5m×9m×51m的混凝土结构封闭空间，操作空间受限增大了设备吊装难度。
本方案采用一台起重机主吊，一台起重机溜尾的吊装工艺，即使用QUY450型450t履带起重机为主起重机吊设备的上部，使用QUY150型150t履带起重机为溜尾起重机吊设备的下部，主起重机先将设备抬起，并负责提升设备，溜尾起重机负责送递，来实现设备由平卧状态逐渐过渡到接近垂直状态，完成设备的直立，由主起重机将设备垂直吊起，提升至指定高度，并回转将设备放置在基础上，找正后拧紧固定螺栓完成吊装工作。
6.5气化炉的吊装（参见图1-1）
6.5.1因气化炉设备无吊耳，因此我方将采用顶板式吊盖进行吊装，吊盖详细设计参见附图3。
设备安装在框架中心，我方将用吊车将设备吊起从框架顶穿入送至设备的安装标高。
6.5.2待吊盖与气化炉主体连接的螺栓紧固后，所有卡环、索具已经安装完成，我方用徐工450t履带吊吊车将设备移至框架的正南方，用450t超起履带吊主吊，150t履带吊溜尾，主起重机缓缓起吊，待设备起吊到垂直起来时，松开150t吊车绳扣，150t吊车撤走。
6.5.3在设备垂直起来的同时，检查螺栓、吊耳、卡环、绳索各个部位，待设备各部位都无误时，缓慢起吊。
6.5.4待设备起吊高度超过设备框架时，到52.5m时转杆，到框架B-C轴时，停止转杆，然后缓慢落钩直到设备到达安装标高。
等设备安装就位后，拆除吊盖，转入下一台的安装。
6.6废热锅炉的安装（参见图2-2）
6.6.1我方将采用现有的吊车进行废热锅炉的吊装。
6.6.2因废热锅炉设备有吊耳，因此我方将进行借助设备吊耳。
450t履带吊主吊，150t履带吊溜尾。
6.6.3450t履带吊车吊索吊住设备头部两侧吊耳，150t吊车吊住设备尾部，将设备垂直立起来。
松开150t吊车绳扣，吊车撤走。
6.6.4在设备垂直起来的同时，检查绳索各个部位，待设备各部位都无误时，缓慢起吊。
6.6.6450t吊钩备缓缓起吊，待设备底部法兰距地面超过20m时停止起钩，转杆就位。
6.7吊装作业平台及起重人员的设置
6.7.1我方将在框架顶部梁处，设置生命线一圈，起重工在指挥时，站立于框架顶部，挂好安全带（必须使用双挂钩安全带），从事指挥作业。
6.7.2在吊装作业前，气化炉所在楼层的钢结构全部安装完成，格栅板及栏杆安装完成，从事安装人员将在19.4m平台完成设备就位工作。
6.7.3起重工在框架顶部设置两名，地面设置两名，上下通讯将配置对讲机及手旗，用于上下沟通，保证信息的及时准确传递。
6.7.4在框架的6-7轴楼梯顶部平台，设置一个安全通道，用于起重人员的升降。
6.7.5设备吊装完成时，我方将在19.4m楼层准备移动式脚手架，用于索具及设备顶部法兰的拆卸。
图1-1
图1-2
7设备吊装
7.1气化炉吊装
7.1.1根据设备框架的设计及设备的重量,我方将采用徐工450t履带吊主吊，吊车主臂84m，工作半径为26m（性能表见附表2）；150t履带吊溜尾，吊车主臂22m，工作半径为8m（性能表见附表3）。
7.1.2450t履带吊在上述条件下，26m半径，杆长84m，额定起重能力为166t，设备重量138t，吊盖重量1.8t，钩头索具重量4.63t，总重144.43t。
实际吊装重量为G=1.1×144.43=158.873，安全系数取1.1，
158.873<166t,符合吊装要求。
150t履带吊在上述条件下，8m半径，杆长22m，额定起重能力为95.5t，符合吊装要求。
履带吊在上述条件下
工作半径
工况
超起配重
超起半径
额定吊重
实际吊重
负载率
QUY450
26m
84m
180t
16m
166t
158.873t
95.71%
QUY150
8m
22m
95.5t
79.44t
83.18%
7.1.3设备受力分析G=G1＋G2；G=158.873t
G2=G×6500/13000=79.44t
G1=G-G2=79.43t（见图1-3）
7.1.4需要起升的最大高度：
Hr=51m+0.507m+13m+0.889m+12.534m=77.93（m）
其中杆顶部到吊盖处12.534m还可以进一步缩短。
7.1.5起重机设定的自身参数能提升的高度：
Hr1=842-262=79.875m
Hr符合要求。
图1-3
7.2废热锅炉的吊装
7.2.1根据设框架的设计及设备的重量，我方将采用现有徐工450t履带吊吊车对废热锅炉进行吊装。
7.2.2设备重量为80t，设备安装在框架C-D轴标高+20m，且设备本体有吊耳。
故现有吊车性能均满足设备的吊装要求。
7.2.3设备吊装受力计算
G=G1＋G2；G=78t
G2=G×（19239-9760-1850）/（19239-720-1850）=35.70t
G1=G-G2=42.3t（见图1-4）
图1-4
8吊装用索具选用
8.1吊索钢丝绳的选用
8.1.1Φ64钢丝绳许用拉力计算
P=T/K=2310/6=385kN=39.29t，T=钢丝绳破断拉力=2310kN
（按GB/T8918-1996标准），K=钢丝绳安全系数=6
单根钢丝绳实际许用拉力为39.29t
8.1.2Φ52钢丝绳许用拉力计算
P=T/K=1520/6=253.33kN=25.85t，T=钢丝绳破断拉力=1520kN
（按GB/T8918-1996标准），K=钢丝绳安全系数=6
单根钢丝绳实际许用拉力为25.85t
8.2气化炉及废锅吊装索具的选择
8.2.1主绳扣选用Φ64压制钢丝绳，2根,L=8m×2。
钢丝绳对折以后8m两根连接吊盖的卡环与钩头共4股受力，额定工作载荷157.16t，实际工作载荷140t，负荷率89.10%。
8.2.2溜尾绳扣选用Φ52压制绳扣，2根，L=24m×2，钢丝绳捆绑设备尾部。
共4股受力，额定工作载荷103.4t，实际工作载荷38.2t，负荷率36.94%。
9地耐力计算
根据地基处理勘察报告，从而确定现场地基承载力，进行场地硬化。
10吊盖的选用及受力计算
吊盖厚度计算公式（参考JB/T4735-1997）为：
式中：
Dc——吊盖计算直径，mm；
K——结构特征系数，查表取为0.25；
Pc——计算压力，MPa;
σt——设计温度下吊盖材料的许用应力，MPa；
φ——焊接接头系数，查表取为0.9。
本吊盖设计中，Dc为1850mm，
，吊盖材质选Q235B，其屈服强度
为215MPa（GB700-2006），许用应力
，许用截应力
则有
，吊盖选为80mm，符合要求。
1.吊孔剪应力校核
此吊耳设计过程选取动载系数为1.44；
根据吊耳的结构设计，吊耳受力力学模型可简化为“简支受压杆件”，如下图所示：
且吊绳长度选用为4000mm，吊耳中心距为780mm，则计算可得图中F与N的夹角为84.4°，则
，则吊装对吊耳的拉应力为
，符合要求。
2.吊耳与盖板角焊缝应力校核
吊耳与盖板连接焊缝为全熔透角焊缝，从石油化工吊装手册中查得，其容许应力为τ=1100kg/cm2
本方案中，焊缝截面积为As=（8cm×100cm+30cm×4cm×4）×2=2560cm2，则其容许载荷为
Qs=τ×As=1100kg/cm2×2560cm2=2816000kg=2816t
设备自重为Q1=140t,安全系数取为1.2，则实际吊装重量为
Q=140t×1.2=168t3.盖板与气化炉主体的螺栓连接的应力校核
螺柱为B级全螺纹螺栓（细牙螺纹），规格为M42×3×400，材质为25CrMoV，从GB3098.1-2010中查得其抗拉强度为Rm=830MPa，保证载荷Fp=618kN，螺栓安全系数取3，因此
螺栓的保证载荷为Fp总=618×32/3=6592kN
设备产生的载荷为G=140×10×1.2=1680kN11工作危险性分析表（JHA）
序号
工作步骤
可能造成的危害
可能性L
严重性S
风险值
R
详细的控制措施
1
施工方案编制
方案编制不符合施工要求，吊装工作无法进行。
1
4
4
①施工方案必须由有资格的技术人员编制。
②施工方案必须按规定进行审批。
2
施工人员确定
没有经过专业培训，无证上岗操作，造成人身伤害。
2
3
6
①接受专业培训、取证，持证上岗；有高血压、心脏病、癫痫病和恐高症者，严禁登高作业。
②熟悉现场情况、图纸要求和施工方案。
3
起重机确定
未按施工方案要求选择起重机，造成起重机倾覆，人员伤亡。
2
4
8
①选择吊装能力满足方案要求的起重机。
②检查起重机的各种证件是否齐全有效。
4
起重机组对
未选用合适吊装能力的组对起重机，无法满足组对要求。
2
3
6
据起重机组件的重量正确选择起重机。
组对起重机未按要求垫好支腿或履带。
2
3
6
按要求垫好支腿或履带。
人员坠落，造成人体受伤。
2
3
6
①所有作业人员作业时要戴好安全帽，穿好工作鞋，系好安全带。
未正确使用吊装索具，造成部件损坏。
2
4
8
正确选用吊装索具。
对易损部件未采取保护措施，造成易损部件损坏。
2
4
8
①易损部件吊装时，应采取合理可靠的防护措施。
5
起重机站位
未按方案要求站位，造成起重机倾覆，人员伤害。
2
4
8
①严格按方案要求站位。
②履带下必须垫好路基板。
6
选用吊装索具
未按方案要求选用吊装索具，造成设备损坏，人员伤害。
2
4
8
①按吊装方案要求正确选用吊装索具。
②吊装索具要有合格证。
索具系挂位置不正确，造成设备变形或损坏。
2
4
8
①按吊装方案要求正确选择吊装位置。
7
检查吊装索具
钢丝绳断裂，造成设备损坏，人员伤害。
2
4
8
①钢丝绳在使用前应有专人负责检查。
②吊装带有尖棱角设备时要加垫保护措施。
卸扣断裂，造成设备损坏，人员伤害。
2
4
8
①选用满足强度要求的卸扣。
②卸扣不准横向受力。
③禁止使用补焊的卸扣。
吊耳撕裂，造成设备损坏，人员伤害。
2
4
8
①按吊装方案要求制作满足强度要求的吊耳。
②吊装前，对吊耳焊缝进行探伤检查，确保焊接质量。
8
设备卸车
未正确选择卸车索具，造成设备坠落，人员伤害。
2
4
8
①按吊装方案要求选用吊装索具，卸车索具按规定检查。
②卸车时人员精力要集中，起重机履带下必须垫好路基板。
9
设备起吊
指挥不当，造成设备坠落，人员伤害。
2
4
8
指挥应正确，配合要默契。
未正确选择吊装索具，造成设备坠落，人员伤害。
2
4
8
①按吊装方案要求选用吊装索具，检查吊装索具和吊耳的外观及合格证。
设备与周围障碍物刮碰，造成设备损坏。
2
3
6
在障碍物处吊装应缓慢，在框架层要设置多个观察点。
吊装区域未设警戒线，造成人员伤害。
2
4
8
①划定警戒区域，无关人员严禁入内。
②起重臂下及作业区域严禁站人。
10
设备吊装就位
拆除吊装索具时未站在作业平台或脚手架上，造成人员跌落受伤。
1
3
3
①拆除吊装索具时，作业人员必须站在合格的脚手架或作业平台上作业，并正确系挂安全带。
注：
1.风险值R=L×S;可能性L取值范围为：
1-2-3-4-5；严重性S取值范围为：
1-2-3-4-5。
2.JHA由项目部总工程师组织技术员、安全员以及对该项工作有丰富经验的施工人员进行。
12吊装措施主要用材料表
序号
名称
单位
数量
规格
备注
1
履带式起重机
台
1
QUY450
84m主臂
230t超起
2
履带式起重机
台
1
QUY150
22m主臂
3
吊盖
个
2
180t级
5
压制钢丝绳扣
根
2
Ø64-（6×37+1-1770）×8m
6
压制钢丝绳扣
根
2
Ø52-（6×37+1-1770）×24m
7
卸扣
个
4
85t级
8
路基板
块
8
2500mm×12000mm×20mm
9
槽钢
m
20
[16
10
花纹板
m2
5
4.5mm
11
麻绳
m
200
Ø20
12
电焊机
台
4
500/400
13
铁丝
kg
100
22#
14
方木
m3
200
50×50
15
道木
根
100
200×150
16
角钢
m
50
40×4
17
角钢
m
50
50×5
18
安全绳
m
1000
Ø8
19
移动脚手架
副
20
H=2.5m
13人员配置（详见人力计划表）
队长
/
副队长
/
技术员
/
起重工
/
测量工
/
电工
/
焊工
/
钳工
/
配合工人
/
安全员
/
14质量保证措施
14.1吊装前，施工管理人员及施工班组成员均要进行吊装作业的培训，熟悉、了解吊装的技术要求，掌握施工工艺及检查细则，强化质量意识为提高吊装质量，夯实基础。
14.2吊装中的工装制作是吊装重要环节，重点做好吊装索具的设计制作。
14.3建立完善的工序交接制度，各工序作业人员在本工序检查验收合格后，做好工序检查状态标识，出具工序交接并得到下道工序作业人员及质检部门签字后，方可将工程转交下道工序。
未办理工序交接手续不得进行下道工序的施工。
14.4在施工中突出关键工序、部位的质量管理，协调各专业间关系，确保工程优良。
14.5技术部的专业工程师要按相关要求编制吊装方案，要明确各设备的吊装施工方法，吊装的工艺要求和吊装控制程序。
吊装方案要按公司质量程序文件要求进行编制、报审和批准。
14.6在吊装施工中，要控制到设备吊装的每个工序部位，自吊装道路、场地处理；设备进场摆放；附属结构安装；吊装工装使用；吊装检查；吊装就位等做到步步有标准，处处有检查，使吊装施工质量达到全面控制的目的，重点要控制工序质量。
14.7坚持施工技术交底制度，参加吊装人员应熟悉设备特点和吊装施工技术要求。
通过施工技术交底落实质量目标、质量标准、质量保证措施和各级技术责任制。
14.8所有吊装的设备按规范、方案规定的程序和方法进行吊装前检验，保证设备吊装的质量符合规范要求。
14.9施工过程中认真听取并积极配合业主及监理公司的意见，保证工程的顺利进行。
14.10螺栓与设备螺栓孔应对中，外露丝扣涂油保护。
14.11垫铁层数不超过规定数量，垫铁放置规整，外露长度符合规范规定。
14.12设备吊装完成时，拆除设备管口法兰，并封闭设备外露管口。
14.13设备安装时，中心、标高一致，排列整齐。
15安全保证措施及文明施工
15.1施工前应按施工方案要求做好人员、机具和施工手段用料的准备。
按管理要求进行技术交底，要求所有施工人员熟悉方案要求，掌握吊装的方法要求和程序，保证吊装工作安全顺利和稳妥完成。
所有参与人员需在现场，各负其责。
15.2在吊装工作区域，设立警戒线，禁止无关人员进入。
设备吊装场地应提前进行处理，起重机行走的道路必须按要求进行铺垫并压实，达到所需地耐力要求。
准备好起重机使用的钢垫板，满足起重机的行走、转向和吊装要求。
15.3在吊装过程中，施工人员必须听从指挥，分工明确，不得擅离岗位。
15.4吊装前，应注意天气情况，避免在风雨天和夜间进行吊装作业，如特殊情况进行吊装作业，则采用相应的措施。
15.5严禁在大雨、大雾、雷电等恶劣天气条件下进行吊装作业。
风力≥6级不能进行吊装作业。
15.6起吊前必须对起重机、吊索具认真检查合格，并进行试吊合格方可正式吊装。
15.7施工人员入现场，必须严格按照中国化学要求统一着装，并佩戴本人胸卡，戴安全帽，高空作业要系安全带。
15.8脚手架必须绑牢，保证平稳、两头固定；禁止在探头板上站立作业。
15.9高空用的料、机具要放稳、放平；工具、小零件装入工具袋内，不许随意乱放。
15.10经梯子上高空时，梯子必须放稳、角度适宜，必要时要有专人扶梯，不许手持电焊把及重物攀登。
15.11施工机械和电器设备不得超负荷运转，各种机具必须按规定接地，要防雨防潮，下班时拉闸。
15.12现场的电焊线、钢丝绳不得相互交错，必须分开。
15.13各工种交叉作业要相互配合，上、下、左、右注意关照。
15.14施工现场的材料，施工工具、机具等应放在指定地点，要排放整齐。
机具要经常檫洗，保持整洁。
施工中的垃圾废物应立即清除。
道路要畅通，做到工完料尽场地清，做到文明施工。
15.15施工现场应配备灭火器，施工人员懂得灭火常识。
15.16现场设专人看护，防止物品、机具的丢失。
夜间施工要做好照明工作。
15.17所吊重物下方和起重机主臂回转区域内严禁任何人路过和停留。
15.18高处作业是吊装作业的安全防护重点，防止高处坠落和坠落的物体打击是安全管理工作的重中之重。
高处作业必须严格遵守如下各项要求：
①高处作业是指在坠落高度离基准面2米以上（含2米），有坠落可能的位置进行的作业。
高处作业分为四级：
高度在2～5米，称为一级高处作业；高度在5～15米，称为二级高处作业；高度在15～30米，称为三级高处作业；高度在30米以上，称为特级高处作业。
②塔类设备的吊装作业属特级高处作业，需办理“高处作业票”。
凡患高血压、心脏病、贫血病、癫痫病以及其他不适于高处作业的人员，不得从事高处作业。
③高处作业的人员作业时必须正确使用安全带、戴好安全帽，衣着要灵便，禁止穿硬底和带钉易滑的鞋。
④在六级风以上和雷电、暴雨、大雾等恶劣气候条件下影响施工安全时，禁止进行露天高处作业。
⑤作业前，应仔细检查所用的安全设施是否坚固、牢靠。
若需夜间高处作业时，应有充足的照明。
⑥高处作业严禁上下投掷工具、材料和杂物等，所用工具应放入工具套（袋）内，有防止坠落的措施。
在同一坠落平面上，一般不得进行上下交叉高处作业，如需进行交叉作业，中间应有隔离措施。
⑦高处作业应准备好对讲机等通迅设备，如有问题及时汇报，特别是影响安全的问题必须由专业人员进行处置，作业人员不得随意进行变更作业内容和方法。
16安全用电
16.1严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005。
16.2所有用电设备必须装设漏电保护器，其额定漏电动作电流300mA，动作时间为0.1s；潮湿场地漏电保护器，额定漏电动作电流为2.5mA，动作时间为0.1s。
16.3每台用电设备必须实行一机一闸制，严禁一闸控制两台及多台用电设备。
16.4露天配电箱必须有防雨措施。
16.5采用TN-S接地系统，并重复接地。
17环境保护措施
17.1组织所有施工人员进行环境保护教育，增强环境保护意识。
17.2现场专设一名环境管理员，负责环境检查、督促、整改工作。
17.3固体废弃物应有专设工具存放，分类收集，定期处理于指定地点。
17.4废水、废液应达标后排放。
17.5易燃、易爆物品应分类存放，并挂设明显标志，有专人负责，并有相应数量的消防灭火器材。
附图1设备安装位置图
附图2场地硬化处理详图
附图3吊盖详细设计
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