渣油加氢装置大型设备吊装方案分解.docx
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渣油加氢装置大型设备吊装方案分解
1.编制说明
260万吨/年重油加氢及油品质量升级项目-260万吨/年渣油加氢脱硫装置共有大型设备90台。
分别为塔类立式设备、热换器式卧式设备、卧式容器类设备、空冷机式散件安装设备；由于本装置涵盖小型、中型、大型、超大型的各类设备，设备高，质量重，为确保本次小型、中型、大型的各类设备吊装在组织、技术上万无一失，保证吊装工作的顺利进行，特编制本方案。
由于设备众多，本方案主要对本批设备中较为典型的、重量最重的V-103I（热高压分离器I）进行详细阐述，属于超大型设备的反应区反应器吊装方案（共计10台），压缩机区压缩机吊装方案不包含在本方案中，将在以后的方案中单独阐述。
2．编制依据
2.1《石油化工工程起重施工规范》SH/T3536-2002
2.2《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2003
2.3《化工设备吊耳及工程技术要求》HG/T21574-2008
2.4中联重工QUY400型400T履带式起重机性能表
2.5自行式起重机吊装实用手册
2.6起重吊装常用数据手册
2.7洛阳石化工程设计有限公司设计的各类设备装配图
3．吊装工序
吊装施工工序如下：
场地地基处理
地基处理验收
主、辅吊车进场组装
方案编制
吊装用具（平衡梁、卸扣、索具）验收
设备找正、找平
正式吊装
试吊、测吊装重量
设备进场验收
吊车退场
4．吊装工艺
4.1吊装方法：
根据现场布置情况，塔类设备的吊装方法采用单机提升、辅助吊车抬尾递送的吊装方法。
即主起重机采用履带（汽车）式起重机吊设备的上部，溜尾起重机采用汽车式起重机吊设备的下部，两台起重机先将设备抬起，主起重机负责提升设备，溜尾起重机负责送递，来实现设备由平卧状态逐渐过渡到垂直状态，完成设备的直立，然后辅助起重机摘钩，由主起重机将设备垂直吊起，并回转将设备放置在基础上，找正后拧紧螺栓完成吊装工作。
徐工QUY350国内版液压履带式起重机的超起工况外形图
5．主吊吊车选型
根据现场实际及具备吊车情况，吊车选型为徐工QUY350型350t履带吊单车吊装，一台徐工QUY150型150t履带吊辅助溜尾，另配置70t、50t汽车吊各一台以及其它吊装机械进行配合卸车、组装、转场等辅助工作。
计算过程如下：
（1）使用履带吊时，履带吊能吊着重物行走，往被吊重物基础靠近，此时能达到最小作业半径。
根据现场情况，起重机最小作业半径仅能控制在16米（按QUY350身形考虑）。
吊车站位见附图一。
（2）当作业半径为16米时，徐工QUY300型履带吊，使用42米吊臂，只能吊重78吨。
因QUY300型及其以下型号的履带吊无超起工况，吊装重量均达不到78吨以上，所以，使用履带吊必须大于QUY300（＞300吨）。
（3）当作业半径为16米时，利勃海尔LTM1500型汽车吊，使用TY3工况，42.1米臂长时，只能吊86吨。
所以，使用汽车吊必须大于LTM1500（＞500吨）。
（4）当作业半径为16米时，徐工QUY350型履带吊，使用42米吊臂，SHB超起工况重型主臂，能吊319吨。
（5）热高压分离器I（V-103I）吊装受力计算：
机索具重量估：
q1=14T；
附塔管线重量估：
q2=2T
吊装重量：
G=K动（g+q1+q2）
=1.1×（149.86+14+2）
=182.5T
（6）吊装负荷率的计算：
η=G/G额定载荷=182.5/319=57%
（7）通过以上选型比较，使用徐工QUY350履带吊，SHB超起工况重型主臂下吊装本装置内最重设备（除反应器以外）热高压分离器I（V-103I）是最为经济和安全的选择。
6．溜尾吊车选型
（1）热高压分离器I（V-103I）始吊受力计算：
P溜
P
X
b
a
G
设备始吊受力平衡图
由静立平衡方程式：
ΣM=0得：
P*a=P溜b
ΣY=0得：
P+P溜=G
已知：
a=7.5；b=9.145；
带入公式得：
P溜=82.2吨
P=100.3吨
（2）由上式计算结果可知,P溜为溜尾吊车在始吊时所受最大的溜尾力,也是溜尾吊车在作业半径不变的情况下所承受的最大吊装力。
（3）当选用徐工QUY150型履带吊时，吊重82.2吨，其作业半径能达到9米（19米臂长时）
（4）当选用徐工QUY150型履带吊时，吊重82.2吨，其作业半径能达到6米（18米臂长时）
（5）通过以上选型比较，使用徐工QUY350履带吊，19米臂长工况，能满足现场溜尾作业的需要。
7．吊装场地处理
7.1大型起重机进场作业、吊装站位，需要足够的场地空间。
根据现场实际情况，要将吊装场地地面事先平整、压实、铺垫处理好。
热高压分离器I（V-103I）的吊装，在拟选的吊车工况下，起重机的自重G起重机=335t（主吊勾，42米臂时），吊装重量G=182.5t；所使用的路基箱的数量n=6块；路基箱的长度L1=6m；路基箱的宽度L2=2m。
路基箱的接地面积S为：
S=n*L1*L2=6*6*2=72㎡
路基箱对地压强P为：
P=p/S=（G+G起重机）/S=（335+182.5）/72=7.187t/㎡
按地面承载单边履带压力时的危险状态来计算所需的地耐力，因此该热高压分离器I（V-103I）吊装场地的地耐力则不能小于2P=7.187*2=14.374t/㎡
7.2根据以上结论，作业地面的处理要求如下：
（1）将原地面土下挖1米（采用挖掘机开挖、自卸汽车运土,运至业主指定地点）后,采用25t振动压路机原土洒水碾压。
（2）然后采用级配砂夹石（砂：
石=5：
5,石子甲供）进行分层回填,压实系数≥0.95。
8．吊装索具的选择
8.1热高压分离器I（V-103I）吊装抬头索具选用ф52mm（6×37+1），公称抗拉强度为170Kg/mm2的钢丝绳，L=20m×2根，两弯四股,共8股绳受力；
F
平衡梁
2679
3000
63°
G
2000
2700
8.2强度分析：
（1）ф52mm（6×37+1）最小破断拉力为170500Kg（170.5吨）；
（2）考虑弯曲折减，该钢丝绳的最小破断拉力为L破=170.5×0.8=136.4T
（3）吊装时8股绳受力，由图可知，单根钢丝绳受力为：
F单绳=（G*sin63°）/8
=（182.5*sin63°）/8
=20.33T
（4）安全系数=L破/F单绳=136.4T/20.33T=6.71；合格
8.3热高压分离器I（V-103I）吊装溜尾索具选用ф47.5mm（6×37+1），公称抗拉强度为170Kg/mm2的钢丝绳，L=10m×2根，一弯两股,共4股绳受力；
8.4强度分析：
（1）ф47.5mm（6×37+1）最小破断拉力为143000Kg（143吨）；
（2）考虑弯曲折减，该钢丝绳的最小破断拉力为L破=143×0.8=114.4T
（3）吊装时4股绳受力，由图可知，单根钢丝绳受力为：
F单绳=P溜/4
=82.2/4
=20.6T
（4）安全系数=L破/F单绳=114.4T/20.6T=5.55；合格
F1
F1
9．平衡梁的设计
63°
F’
F’
`
Py
Py
（1）单边钢丝绳受力F1：
F1=（G*sin63°）/2
=（182.5*sin63°）/2
=81.3吨
（2）轴心压力F’:
F’=F1*cos63°
=81.3*cos63°
=36.9吨
（3）Φ273*8的Q235B无缝钢管的惯性矩（材料力学）：
惯性矩=π*D4*（1-a4）/64其中：
a=d/D；d—内环直径；D—外环直径
=3.1416*27.34*（1-（25.7/27.3）4）/64
=5851.73cm4
（4）Φ273*8的Q235B无缝钢管的净截面面积：
A=π（D2-d2）/4
=3.1416*（27.32-25.72）/4
=66.6cm2
（5）Φ273*8的Q235B无缝钢管的回转半径（材料力学）：
回转半径=根号下（惯性矩/净截面面积）
=根号下（5851.73/66.6）
=9.374cm
（6）使用273*8的无缝钢管制作的2.7m长平衡梁的长细比（结构力学）：
长细比=计算长度/回转半径
=270/9.374
=28.8cm
（7）Φ356*8的无缝钢管（a类截面）轴心受压构件的稳定系数：
通过GB50017-2003中附录C表C-1差得稳定系数φ:
φ=0.964
（8）平衡梁轴心受压强度σ：
σ=F’/（φ*A）
=36.9吨/（0.964*66.6cm2）
=0.574745吨/cm2
=0.574745*98MPa
=56.32MPa
综上所述该平衡梁材料的使用安全系数=[σ]/σ=135/56.32=2.397＞1.5
结论为合格。
10.吊耳制作安装
10.1热高压分离器I（V-103I）吊耳制作安装依据“《化工设备吊耳及工程技术要求》HG/T21574-2008”进行选型、制作和安装。
本台设备需要进行焊后热处理，吊耳由设备制造厂家在出厂前按施工单位要求进行焊接，设备到现场后吊耳可直接使用。
10.2根据塔类设备装配图，热高压分离器I（V-103I）设备尺寸为Φ2600（直径）*16645（长度）*68（壁厚）mm，设备重量为149859Kg，因为热高压分离器顶部设置有DN350法兰口，故不适合选用侧壁板式吊耳（SP型吊耳）。
抬头吊耳初选为轴式吊耳（AX型吊耳），设置在设备封头往下1~1.5m处，对称设置两个。
10.3抬头吊耳选用计算：
（1）设备净重量G=149859Kg
（2）单个吊耳吊重G吊耳=G/2=149859/2=74929Kg
（3）吊耳安全系数：
按1.2倍吊重记取G额定=G吊耳*1.2=74929*1.2≈90吨
（4）根据查表所得，选取:
HG/T21574-2008AXC-500-24型吊耳。
（5）吊耳核算：
该吊耳要求的设备最小壁厚为58mm，设备本体厚度为68mm，设备本体厚度大于吊耳要求的设备最小壁厚，符合要求。
（6）吊耳材料选用：
因设备需要整体热处理，吊耳材料选用与设备本体相同的材料211/4Cr1Mo,由于该材料属于高温合金钢，材料许用应力在常态下大于Q235A，经核算可以使用。
（7）吊耳形式如下图：
10.4溜尾吊耳选用计算：
（1）通过吊装受力计算得到的P溜=82.2吨，该重量为双机抬吊状况下尾部吊耳所受最大重力。
（2）根据查表所得，选取:
HG/T21574-2008AP-100型吊耳。
（3）吊耳材料选用：
因设备裙座使用的为Q345R材料，吊耳板材宜选用与其相焊的裙座相同的材料，但也可采用Q235A材料，使用时需注意异种钢焊接工艺应符合规范要求。
（3）吊耳成组使用，形式如下图：
10.5吊耳检查：
吊耳的牢固性是设备吊装的关键所在，因此必须对吊耳进行检查。
在检查时应注意以下几点要求：
10.5.1吊耳的承重量是否满足吊装重量的要求。
10.5.2吊耳的材质、壁厚、几何尺寸、角焊缝高度是否符合规范要求。
10.5.3吊耳的焊接部位是否方案要求。
10.5.4吊耳焊接完毕后做着色检验，必须保证焊接质量，不得有裂纹、气孔、夹渣、未融合等焊接缺陷。
用钢板卷焊制成的管轴，其对接焊缝须经100%射线无损检测，以JB/T4730II级为合格。
除轴式吊耳的內筋板焊缝以外，其余焊缝还需按JB/T4730进行磁粉或渗透检测，以I级为合格。
11．设备进场与摆放
11.1大型设备运输车辆进场作业、卸车站位，需要足够的场地空间。
由于所运载设备较重，需根据现场实际情况，要将车辆行进地面事先平整、压实、铺垫处理好。
11.2设备进场路线应充分考虑运输车辆的转弯半径和车身长度，严格按照计划路线行进。
11.3根据现场情况和上面的计算，设备选用徐工QUY350吨履带吊为主吊、徐工QUY150吨履带吊为辅助吊车配合卸车。
卸车时，吊车起吊设备脱排，拖车开出，然后缓慢放下设备于搁置好的支撑上，并保证设备的中心线与设备中心重合，最后用楔子塞住防止滚动，必要时用倒链封住。
设备着地选用三点支承，中间支承点位于设备重心位置,摆放方法如下图所示：
11.4为减少吊装费用，减低施工成本，在不影响现场施工的前提下，尽可能地安排所述的大型设备运至施工现场指定的吊装位置，并直接就位。
此时，可不用搭设上图所示的支撑平台。
具体情况视大型机具入场情况而定。
11.5双机抬吊卸车，两台吊车的站位，请见附图二。
12.吊车站位
（1）350t履带吊进入现场后一次站位,吊装高压分离器I（V-103I）时，吊车回转中心距V-103I基础中心线16~24米，均为吊车可吊装区域。
其中16米为最小作业半径，24米为最大作业半径.
（2）考虑到已施工完毕的北侧马路，及马路边已施工完毕的排水沟，以及已预埋的大口径地埋管线，为了达到成品保护的目的，350t履带吊的吊装作业回转中心位置只能在附图二中的不规则扇形面积中选取其一。
（3）考虑到设备卸车时，使拖排车停留在水泥路上，不下马路直接卸车（拖排车下马路需额外处理满足拖排车行驶的路面，土建工程量较大）。
350吨履带吊站位需在附图二中的站位面积中再次缩小，否则350吨履带吊的超起配重在设备卸车时将会与附近的钢结构（构5、构7）相互影响，最终的350t履带吊的吊装作业回转中心位置只能在附图三中的不规五边形面积中选取其一。
我们选取了一条最佳站位线，在此位置超起配重距离各装置最远，具体位置见附图三。
13.设备卸车
（1）350吨履带吊吊车站位在附图三中的最佳站位线上，履带行进方向为南北方向，此方向的行进道路提前做好基础处理，铺设路基箱，设备进场前2~3天350吨履带吊开始在路基箱上组装。
组装完毕后设备开始进场。
（2）150吨履带吊在350吨履带吊吊车进场前组装完毕，350吨履带吊吊车散件进场后配合进行主吊吊车（350吨履带吊）的现场组装工作。
另配备25~130吨汽车吊作为机动车辆，随时进行准备以及辅助。
（3）提前准备好150吨履带吊进行设备卸车、双机抬吊状态下行进路线的路基处理工作，铺设好路基箱。
（4）设备卸车示意详见附图四。
14.试吊
所有各项设备检查工作及准备工作完备后进行试吊，试吊要求吊耳点抬高200mm，检查内容为：
所有索具情况、吊车负荷情况、地基变化情况。
试吊如出现问题则针对这些问题进行整改，直至正常。
15.正式抬吊
（1）吊装高压分离器I（V-103I）时双机抬起设备离开地面200mm后，350t履带吊持续起升，150t辅助履带吊缓缓递送至高压分离器I（V-103I）完全到达垂直状态后摘除吊钩，此过程中保持设备与地面距离约200mm。
（2）350t履带吊吊起重物顺时针回转至框架正北面后，缓慢趴杆回钩使设备到达基础上方，调整至基础中心回落，由安装工种负责核对安装位置并准确回落至基础上，吊装时使用麻绳控制设备的摆动。
（3）设备就位吊装示意详见附图五。
（4）设备就位扛杆分析详见附图六
16.卸钩摘勾
（1）吊装就位后，由钳工班组对设备进行带钩找正找平，设备找平后，主吊车开始松绳，所有重力转由基础承担。
（2）25吨吊车装载吊笼，将工人送至设备顶部，进行摘勾。
摘钩时清散下方所有作业人员，防止高空坠物危险。
（3）本台设备吊装完毕，所有吊车转场，参与下一台设备的吊装。
17．吊装施工岗位责任
17.1设备吊装施工准备和实施全过程建立安全质量保证体系，保证吊装施工优质、高速、安全。
保证体系如下图：
作业层
17.2吊装安全质量保证体系岗位职责按下表规定
职能部门
岗位
岗位资格
职责
决策层
正、副总指挥
施工副经理、总工程师
全面负责吊装施工，下达吊装作业令
参谋层
吊装责任工程师
机械责任工程师
安全责任工程师
质量责任工程师
安装责任工程师
高级工程师
工程师
工程师
工程师
工程师
方案实施技术指导，技术协调
吊装机械保养，技术协调
安全总监督
安装质量总监督
设备安装质量技术指导
指挥层
起重队长
技术负责人
安全员
吊装指挥
工程师或高级起重工
工程师
高级起重工
高级起重工
劳动组织、进度计划
方案编号及实施指导
吊装作业安全指挥
吊装工艺总指挥
作业层
组长或岗长
起重工
吊车司机
电工、钳工
监测人员
高中级起重工
定级起重中
高中级司机
高中级技术工
专业测量人员
组织岗位作业
岗位作业
吊车吊装工艺操作
起重机械维护保养
规定部位的监测
17.3试吊或正式起吊前，吊装总指挥应责成有关人员进行吊装前检查，确认可以进行试吊或正式起吊，各责任人员和现场总指挥应在《吊装作业令》中签字下达，吊装作业令见下表。
吊装作业令
设备名称
位号
指挥层确认
起重队长
安全人员
技术负责人
机具设备员
管理层确认
现场技术总负责
安全责任人员
吊装责任工程师
质量责任工程师
现械责任工程师
安装责任工程师
总指挥
总指挥签发
命令词
吊装作业准备阶段质量业经检查确认，符合吊装方案规定，岗位职能人员资格审查合格，已上岗待命。
现发布试吊（正式吊装）命令，请吊装指挥下达执行命令。
18.吊装技术要求
18.1设备吊装时，大型起重机要按平面布置图和工艺参数表要求站好位。
设备按吊装方案要求摆放好，将吊装用的钢丝绳挂好后组织有关人员进行检查确认。
18.2设备吊装前检查确认的内容及要求：
18.2.1吊装的起重机使用、工艺参数和负荷应符合参数表要求。
18.2.2吊装索具钢丝绳、卡环应栓挂牢固，钢丝绳、卡扣的规格必须符合要求，并应经检查合格。
18.3对检查出的问题要安排专人进行处理，处理完毕检查合格方可进行试吊。
18.4检查确认合格后，进行试吊检查，用主、副起重机将设备吊离地面的支撑物（200mm左右），对吊装索具的受力情况进行检查，确认吊装负荷状态。
18.5吊装时，主起重机先起吊，辅助起重机后起，起吊要缓慢平稳，若发生负荷报警，必须立即检查原因，查出原因并处理后，经检查合格方可再行吊装。
18.6设备落到基础上，主起重机不松钩，进行设备找正，找正完毕把紧地脚螺栓，主起重机松钩、设备吊装结束
19.安全技术措施
19.1施工前应按管理要求进行安全技术交底，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。
19.2参加吊装的起重人员必须经考试合格，持《特殊工种作业操作证》上岗。
19.3起重机司机必须经过专业培训，持《特殊工种作业操作证》上岗。
能了解所操作起重机的构造性能，熟悉操作方法和保养规程以及各种指挥信号。
19.4参加吊装的起重人员，应经医务部门检查，认为身体健康，适合登高作业。
19.5吊装作业要分工明确。
吊装指挥应由有经验，技术水平高、组织能力强的人担任。
吊装指挥必须充分理解施工方案，严格按方案、措施施工。
做到统一指挥，协调一致。
如果发现问题及时与项目技术总负责人及相关人员联系协商解决。
19.6吊装作业警戒区应设明显标志，吊装时严禁无关人员进入或通过。
19.7吊装过程中，如发生突然情况或因故暂停，施工人员不得慌乱，要听从指挥，及时采取安全措施，并加强现场警戒，迅速排除故障，不得使吊件长时间处于悬吊状态。
20.工作危险因素分析
序号
隐患或风险
对危害的控制方法
一、起重机存在缺陷
1
性能达不到要求
1.按照吊装方案要求选择起重机
2.起重机有安全作业许可证
3.禁止超负荷运行
4.按起重机操作规程进行作业。
2
传动系统运转不正常
1.严禁起重机带病作业
2.严禁起重机超负荷作业
二、技术管理、起重机操作和起重作业人员
1
方案不符和要求
1.必须由有资格人员编制
2.方案必须按规定审批
3.吊装前组织有关部门进行联合检查确认
三.吊具、索具存在缺陷
1
索具断裂
1.按吊装方案要求选用吊装索具
2.钢丝绳在使用前应有专人负责检查
3.吊装工件带有尖（棱）角时要加垫保护措施
2
卡扣断裂、脱落
1.卡扣不能横向受力
2.钢丝绳的受力方向必须与销轴垂直
3
吊耳撕裂
1.按吊装方案要求设置吊耳
2.严禁超负荷使用
四.地基存在的缺陷
1
起重机地基破坏
1.吊装方案平面布置要求对吊装场地进行处理
2
起重机倾覆
1.站位的地面应平整，坚实，否则应进行处理
五
指挥人员和司机配合失误
1.吊装指挥和司驾人员必须持证上岗
2.吊装时旗哨齐全、指挥要清晰准确
3.指挥和司驾人员在作业前进行信号交流
21.主要人力计划
序号
专业或工种
人数
备注
1
起重工程师
3人
2
结构工程师
1人
3
起重技师
3人
4
质检工程师
2人
5
起重工
6人
6
普工
10人
7
吊车司机
2人
22.主要起重机索具计划
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
履带吊
QUY（350T）
台
1
150T
台
1
2
汽车吊
250T
台
1
220T
台
1
150T
台
1
110T
台
1
100T
台
1
70T
台
1
50T
台
1
25T
台
1
2
手动葫芦
10T
个
6
5T
个
10
3T
个
12
1-2T
个
20
3
卡环
50T
个
2
20T
个
8
10T
个
10
5T
个
10
1-3T
个
10
4
绳卡
Y8-25
个
15
Y6-20
个
30
Y5-15
个
20
Y4-12
个
20
5
钢丝绳
6×37+1-Φ52
米
40
最大主吊装绳
6×37+1-Φ43
米
40
最大溜尾吊装绳
6×37+1-Φ30
米
80
6×37+1-Φ20
米
80
6
麻绳
Φ20
米
200
附表一：
4．吊装参数
序号
位号
名称
规格（mm）
设备本体重量（t）
设备平台重量（t）
附塔管线重量（t）
吊索具重量（t）
吊装总重量（t）
吊装计算载荷（t）
安装标高（m）
始吊溜尾载荷（t）
起重机使用
主吊负载率
主吊
溜尾
1
E102AB-I
反应流出物/反应进料换热器ABI
Φ1490*8427
88
0
0
8
96
105.6
1m
250吨汽车吊
0
2
V-104I
热低压分离器I
Φ2600*14385
38.58
0
0
4
42.58
46.84
0.2m
150吨汽车吊
100吨汽车吊
3
V-103I
热高压
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