汽包吊装方案.docx
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汽包吊装方案
西北能源化工有限责任公司120万吨/年（一期20万吨）甲醇项目
锅炉系统工程
汽包吊装施工方案
编制：
部门审核:
审核：
批准：
中国化学工程第十一建设公司准格尔旗工程项目经理部
2013年07月15日
1编制说明
本方案只针对西北能源化工有限责任公司120万吨/年（一期20万吨）甲醇项目锅炉汽包吊装施工而编制。
目的是指导现场施工，使整个施工过程规范化，合理化，使各工序、质量及安全处于受控状态，使施工进度更加科学化以满足甲方生产需要。
本方案以1#汽包为例，2#汽包吊装与1#类似。
2编制依据
Ø华西锅炉厂汽包安装图纸
Ø华西锅炉厂有关技术文件
Ø《电力建设施工及验收技术规范》锅炉篇〔DL/T5210.2-2009〕
Ø《电力建设施工及验收技术规范》〔锅炉机组篇〕DL/T5210.2-2009
Ø《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001
Ø《电力建设起重机械安全监察规定》电力工业部电建[1996]381号
Ø《大型设备吊装手册》及工程概况
Ø现场的地理条件及其它实际情况
3总体概况
Ø工程名称：
西北能源化工有限责任公司120万吨/年（一期20万吨）甲醇项目锅炉系统工程
Ø建设地点：
内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗大路工业园区
Ø建设单位：
鄂尔多斯市西北能源化工有限责任公司
Ø设计单位：
东华工程科技股份有限公司
Ø勘察单位：
浙江有色建设工程有限公司包头分公司
Ø质量监督单位：
内蒙古自治区石油化工建设工程质量监督站。
Ø监理单位：
英泰克工程顾问（上海）有限公司
Ø施工单位：
中国化学工程第十一建设有限公司
Ø建设规模：
120万吨/年（一期20万吨）甲醇，总占地面积300000平方米
3.1工程实物量
西北能源化工有限责任公司120万吨/年（一期20万吨）甲醇项目130t/h高温高压循环流化床锅炉，锅炉钢架为焊接钢架，共有16根立柱。
锅炉汽包是锅炉安装中单件重量最大的部件，汽包为悬吊式，吊挂在炉顶的悬挂梁上，就位后中心标高为39.586m，汽包悬吊梁上平的标高为43.240m。
吊装汽包外形尺寸如下图：
吊装汽包重量如下表：
单位kg
序号
名称
重量
1
汽包筒体
35056.7
2
汽包内部设备
2782
3
汽包吊杆
1837
4
吊装钢丝绳
1142
5
吊装滑轮组
857.3
6
150吨履带吊钩头
500
总计
总计
42175
汽包是锅炉本体安装中最重的组件，所以汽包吊装显得极为重要。
4施工重点及难点分析
从汽包安装高度及总吊装重量讲，本汽包吊装难度具体分析如下：
由于汽包安装在钢结构框架K1K2/B1B2之间中心处，处于框架内部，汽包总长度为（10200mm）大于汽包安装位置钢结构间距（8m），所以K1K2/B2B3之间框架结构横梁会影响到汽包吊装，需要现场采取措施（将横梁去掉）消除影响以方便吊装；
汽包重量重、安装位置高且在钢框架内部，一般吊车无法单独完成吊装，根据现场情况本汽包吊装采用150t履带吊现场配合一台8t卷扬机吊装，为保证吊装安全，汽包在吊装过程中应保持水平，需要控制好吊车和卷扬机的起升速度；
由于汽包吊杆随汽包同时起吊，为保证吊装就位时安装位置准确，吊装前需要核实吊杆在汽包上的安装位置，以方便吊杆安装顶板梁时位置准确；
5施工工序
图纸审查→吊装方案的编制→吊装前吊具准备、检查→吊装场地的处理→吊车及卷扬机位置的选择→吊车就位、卷扬机固定→穿滑车跑绳→工作半径的核实→试吊→正式吊装→设备就位→吊钩拆除。
6人员、机具及材料计划
6.1人员计划
序号
工种
数量（人）
序号
工种
数量（人）
1
管理人员
2
6
电工
2
2
技术人员
2
7
安装工
6
3
安全员
1
8
起重工
4
4
司机
2
9
卷扬机操作工
1
5
电焊工
2
6.2主要机械及工机具
序号
名称
规格/能力
单位
数量
备注
1
汽车吊
150T
台
1
2
焊机
ZX7-400
台
2
3
卷扬机
8T
台
1
4
卷尺
50米
把
1
5
改向滑轮
10t
个
2
6
滑轮组
32t
台
1
7
钢丝绳
6×37＋1-1700φ43
米
80
汽包捆绑/改向滑轮固定
8
钢丝绳
6×37＋1-1700φ24
米
80
卷扬机固定/改向滑轮
9
钢丝绳
6×37＋1-1700φ22
米
1000
跑绳
10
手拉葫芦
5t
个
1
7施工准备
7.1技术准备
1）施工前由项目技术负责人组织工程技术人员对相关规程、规范进行学习。
结合现场的实际情况，对汽包吊装提出合理化的意见。
2）锅炉及其吊杆图纸己到齐,由施工员组织施工班组进行一次详细的技术安全交底，使施工人员对汽包的吊装、定位有具体的了解，做到心中有数。
交底工作要全员参与。
3）根据到货清单，认真核实设备及附件的到货数量及规格型号，并做好记录。
4）在汽包吊装前，相应的技术资料齐全，并经有关部门签字确认。
5）依据相关规范，检查汽包（包括汽包内部装置，链片组等）在制造运输过程中的缺陷，发现重大缺陷及时向业主或设备厂家提出。
6）施工方案经监理、业主代表审批确认。
7）技术人员对施工人员进行了安全、技术交底并有签字记录。
8）施工过程资料所需表格齐全，相应施工规范、技术标准齐全。
9）吊装各项参数已经核算确认。
10）吊车、卷扬机性能确认无误。
7.2现场准备
1）派专人对汽包的运输路线进行检查及修理，以满足汽包的拖运条件。
2）施工人员、卷扬机等机具到位且自检合格。
3）特殊工种（电焊工、起重工）持有效操作证并经报验确认。
4）锅炉钢架己满足强度要求。
5）吊装现场的气候、风力等符合吊装作业条件。
6）DL-1、DL-2、DL-3、DL-4四根大板梁及部分（原则上全部安装）次梁安装完毕。
7）K1、K2、K3、K4钢架、横梁、支撑及附属平台已安装。
8）合理划分吊装作业区，并进行隔离。
设置明显的警示标牌，必要时要挂贴安全作业宣传标语，以提高作业人员的安全意识。
8汽包吊装
8.1汽包吊装的总体部署
1、汽包的吊装采用150吨履带吊配合1台8吨卷扬机滑轮组系统进行吊装。
由于卷扬机要求由卷筒到最近的一个导向滑车的水平直线距离，不得小于卷筒长度的20倍，根据现场实际施工情况，将1台8t卷扬机布置在2#炉K1B0钢架立柱基础处。
2个导向滑轮分别布置在1#锅炉钢结构K2B1立柱下方和上方各一个，当导向滑轮布置好以后，要根据导向滑轮的受力方向，调整卷扬机，使其卷筒中心正对导向滑轮，并用ф24钢丝绳绕2圈将卷扬机底座固定在钢架立柱基础上。
卷扬机牵引滑轮组，经过两次改向后进入卷扬机，完成汽包的吊装。
如下图：
卷
扬
机
平
面
布
置
图
汽包提升到就位标高后，将汽包调平。
安装位置四周结构上应有明显的画有纵横中心线，标高基准线。
2、在炉顶大板梁（20ES54-14-0）上方设置一根临时吊装梁作为吊点。
临时梁选用现场无缝钢管325×10，钢管外套一个400mm长的套管配吊耳，用ф43钢丝绳将套管与32T滑轮组固定。
临时梁上卷扬机吊点在套管上且距大板梁横梁SB-10中心距离为1500mm，位置如下图所示：
3、汽包吊装至37.586m标高后,利用黄油润滑和倒链将临时梁上的套管向大板梁SB-10（如上图）移动、同时150吨吊车配合同向缓慢移动，大约移动1100mm距离，汽包吊杆位于大板梁吊杆安装位置的下方，吊车和卷扬机继续同时向上提升2m，将汽包及吊杆安装就位。
临时梁如下图所示:
8.2吊装索具的准备、搭设
吊装用的32T滑轮组、两个10T改向滑轮、钢丝绳、索具等吊装之前要进行彻底的检查。
8.3汽包搬运
根据现场的条件，用150t吊车将汽包运送到锅炉钢结构框架K1K2/B1B2正下方。
8.4汽包的吊装
1、由于锅炉钢架横向间距为8m（设计尺寸），小于汽包的长度10.2m。
所以汽包在吊装之前，要将西侧K1K2/B2B3之间框架结构横梁去掉，以便吊装作业。
2、首先将150t履带吊与1台8t卷扬机同时抬钩，当汽包离开地面200mm后，卷扬机、吊车同时停止抬钩，停止起吊。
观察临时梁、大板梁、滑轮组、卷扬机、锅炉钢架以及钢丝绳的受力变形情况。
确保无异常情况后，方可起吊。
3、汽包在吊装过程中基本保持水平。
卷扬机、吊车同时提升汽包。
吊装过程中要派专人对受力构件进行严密的监视，出现异常情况及时汇报，并立即停止吊装作业，排除问题及隐患后方可进行吊装。
4、提前在汽包两端捆绑两条拖拉绳，在吊装过程中对汽包进行牵引，避免汽包与锅炉钢架、横梁等构件的碰撞，发生意外事故。
5、汽包的平移:
汽包吊至37.586m标高后，用倒链牵引移动（如下图），移动到指定位置后继续起吊到安装位置39.586m。
汽包吊装过程示意图如下：
东西
6、汽包定位：
以事先测好并在K1B1或K1B2柱上做好标记的标高为准，用玻璃管水平仪测汽包两端四个位置的标高,并通过调整吊挂装置顶部的铁垫块,直至汽包中心的标高偏差为±5mm，且汽包纵横水平度偏差≤1mm，以横梁为基准用线锤和盘尺测定汽包的纵横中心线。
在起重机或卷扬机的配合下，通过适当调整吊架支座的位置，使汽包纵横中心线偏差均小于±5mm
8.5汽包吊装各捆绑点钢丝绳的选用及安全系数
安全系数由后面受力分析计算所得：
序号
部位
钢丝绳（㎜）
安全系数
捆绑方法
1
跑绳
6×37＋1—1700φ22
7.86
/
2
汽包
6×37＋1—1700φ43
6.42
1根2圈
3
定滑轮
6×37＋1—1700φ43
6.42
1根2圈
4
卷扬机
6×37＋1—1700φ24
9.36
1根
5
导向滑轮
6×37＋1—1700φ24
9.36
1根
8.6受力分析
8.6.1吊车受力计算
起吊前由于汽包重心在汽包的几何中心，卷扬机吊点距几何中心距离为2100mm、吊车吊点距几何中心距离为3200mm，以上距离经过画图验算能满足吊装时的尺寸不会受大板梁限制，且吊车侧上部框架横梁未上不存在扛吊车杆。
吊点位置如下图:
根据力矩平衡原理可知
F1*2100=F2*3200且F1+F2=42t（包括滑轮组、钢丝绳、钩头重量）
F1=25tF2=17t
根据吊车性能表可查出150吨履带吊在14m作业半径可吊34.7t＞17t可满足吊装。
8.6.2滑轮组的受力计算
计算荷载：
G=k1×k2×q
式中：
k1——动载系数，取为1.1
K2——不平衡系数，取为1.1
q——吊装重量
q=F1=25t
G=k1×k2×q=1.1×1.1×25t=30.25t
在汽包吊装时，滑轮组的受力为30.25t＜32t（见机具表滑轮组吊装性能），滑轮组在安全范围之内。
8.6.3临时梁的强度计算
临时梁选用Q345无缝钢管￠325*10，长度为6.5m。
滑轮组为本次汽包吊装的滑轮组，滑轮组单重约为457.5kg，滑轮直径275mm。
钢丝绳长度计算：
L=n（h＋3d）＋I＋10
式中：
L——滑轮组钢丝绳的最小长度，m；
n——滑轮组的工作绳数：
h——定动滑轮组最大距离，m；
d——滑轮直径，m；
I——定滑轮距卷扬机的距离，m；
10——安全余量。
已知：
n=12；h=43.24－0.825=42.415m；d=0.275m；I=55.8+28.8=84.6m
L=12×（42.415＋3×0.275）＋84.6＋10=613.5m
选6×37＋1－1700，φ22mm钢丝绳，每百米重217.7kg
钢丝绳自重Gline=613.5m×217.7kg/100m=1335.6kg
则临时梁所受的最大动载荷为Qmv：
Qmv=30.25t+1.33t=31.58t=31580kg
卷扬机在临时梁上吊点到几何中心的距离分别为1.5m和3m，根据力矩平衡原理
4500×RB=3000×Qmv
经计算:
RA=10526.67kg，RB=21053.33kg
临时梁无缝钢管起吊过程所受内力图如下：
临时梁受力图如下：
临时梁所受的最大弯矩Mmax
Mmax=RA×300=3158001kg·cm
最大剪力Q=RB=21053.33kg
抗弯截面模量由公式WZ=H2[B-b（h/H）3]/6（H和B代表无缝钢管外径，b和h代表无缝钢管内径）
可知WZ=0.325×0.325[0.325-0.305（0.305/0.325）3]/6=1.286×10-3m3
σmax=Mmax/WZ=3158001kg·cm/1.286×10-3m3=2455.67kg/cm2=24556.7N/cm2
=24556.7×10-4N/m2=24556.7×10-4PA=245.567MPA
对于Q345σ=[345]Mpa＞245.567MPA
由以上计算可以看出，选用Q345材质的￠325×10无缝钢管做临时吊梁，其强度可以满足吊装要求。
8.6.4卷扬机最大牵引力计算
32吨滑轮组由1台8吨卷扬机牵引，经过两次导向进入卷扬机滚筒。
由于滑轮组受力为Q=30250kg（包含动载系数不均衡系数）
滑轮组绳头由定滑轮引出,卷扬机的牵引力由以下公式可以算出：
S=QEn（E－1）/（En－1）
式中:
S——出绳端拉力，kg；
Q——计算载荷，kg；
n——工作绳数；n＝12；
E——阻力系数，（E=1.04）；
S=30250×1.0412×（1.04－1）/（1.0412－1）=3223.3kg=3.223t
显然卷扬机8吨＞S=3.223吨可以满足使用要求.
卷扬机跑绳选6×37＋1—1700,φ22mm钢丝绳，其破断拉力为253.6KN，因此，卷扬机跑绳的最小安全系数：
K=253.6×100/3223.3=7.86
可以安全使用。
8.6.5汽包（定滑轮）绑绳计算
定滑轮用6×37＋1—1700,φ43mm钢丝绳1根2圈固定在临时梁上，钢丝绳的最大破断拉力971.7kN,滑轮组受的最大拉力为
Q=30250kg
安全系数K=971.7×100×2/30250=6.42
由计算结果可以看出用上述钢丝绳捆绑汽包（定滑轮）满足要求。
8.6.6导向滑轮、卷扬机固定钢丝绳
导向滑轮用6×37＋1—1700φ24mm钢丝绳固定，跑绳的最大拉力为3223.3kg，钢丝绳的最大破断拉力301.8KN,安全系数K：
K=301.8×100/3223.3=9.36
满足要求。
8.6.7滑轮组操作高度计算
已经知道在汽包就位时，汽包上平的标高为（39.586＋0.8）=40.386m，临时梁下平的标高即定为滑轮标高为43.24m，在汽包就位状态，滑轮组长度L=43.24－40.386=2.854m，考虑到在汽包吊装时,定滑轮和汽包捆绑索的伸长（每头伸长考虑200mm），滑轮组在汽包就位状态的最小长度为L－0.4m=2.854－0.4=2.454m，
查有关资料：
32t滑轮组在拉紧状态下的最小长度为1.7m，因此此时还有0.754m的安全距离，空间高度满足要求，
即临时吊装梁的高度可以满足吊装要求。
滑轮组钢丝绳缠绕图如下：
9施工安全措施
9.1安装注意事项
1、施工前要划分明确的吊装作业区，并及时隔离，设立醒目的安全标志牌。
闲杂人员不得进入吊装作业区。
2、所有参与吊装作业的人员必须持证上岗，优先选派有同类吊装作业经验的人员进行吊装作业。
3、吊装作业设一名现场吊装指挥，所有作业人员无条件服从。
该指挥人员由我公司的起重技师担任。
4、吊装指挥要严格按照起重作业的操作规程执行。
5、卷扬机用电必须符合现场施工用电规范的有关规定。
6、高空作业必须配挂安全带，严禁酒后作业。
7、吊装过程中，由专职安全员对作业区内各危险点进行监控。
8、汽包吊装作业要提前办理吊装工作票。
9、汽包吊装前由施工员在施工现场进行安全技术交底，作业人员要全员签字。
10、吊装作业前，项目部要制定详细的任务分工，各操作人员要坚守岗位，不得擅自离岗。
11、吊装过程中，严禁操作人员在被吊件下行走或站立。
12、指挥人员应站在使操作人员能看清指挥信号的安全位置上。
13、作业前四台卷扬机应进行试车，确认卷扬机设置稳固，防护设施、电气绝缘、离合器、制动装置、保险棘轮、导向滑轮、索具等一切合格后方可使用。
14、不得跨越行走中的钢丝绳，不得在各导向滑轮的内侧逗留或通过。
15、吊装作业中如发现异常情况，必须立即停机进行排除。
16、汽包搬运地基要碾压可靠,以防下陷倾斜。
.
17、汽包吊装时临时梁应固定可靠,以防挪动。
18、汽包平移时,临时梁不得偏移。
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