搪玻璃反应釜吊装方案.docx

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搪玻璃反应釜吊装方案

XXXXXX扩建丁苯/丁苯腈胶乳项目

SBA胶乳反应器（R1301）吊装方案

管理公司：

建设单位：

会签：

批准：

审定：

审核：

编制：

XXXXXX建设集团有限公司

2012年11月17日

1概况

XXXXXX（上海）有限公司二期扩建丁苯/丁苯腈胶乳项目位于上海市化学工业园区。

SBA胶乳反应器吊装是整个项目中的一个子项目，其中有关单位如下：

建设单位：

XXXXXX（上海）有限公司

设计单位：

XXXXXX工程设计有限公司

生产厂家：

法德尔搪玻璃设备有限公司

管理公司：

XXXXXX机电设备工程有限公司

监理单位：

XXXXXX工程咨询监理有限公司

施工单位：

XXXXXX建设集团有限公司

该反应釜型号：

BE-30000L，属于搪玻璃搅拌容器，其尺寸为：

直径￠=3200mm，罐体高5700mm，罐体顶部搅拌装置高1829mm，总高7.53米，主要材质为Q245R，罐体内壁搪玻璃，厚度0.8-2.4mm，设计温度-10/199℃,工作温度60-90℃，设计压力1.0/FVMPa，工作压力压力FV-0.8MPa，罐内介质为SBA胶乳，搅拌装置电机功率45KW，搅拌器转速15-45转/min，设备净重27T。

该设备是整个二期扩建项目中的重中之重，安装在反应框架内10米标高层的钢结构平台上，反应框架总高17米，吊装只有从17米以上的高度往下送，又由于该设备内衬搪玻璃，且重量较重，吊装高度较高，所以整个吊装过程应格外小心，为保证该设备安全、顺利吊装，确保万无一失，特编制此专项方案以指导整个吊装过程。

2编制依据

2.1设备平面布置图

2.2制造安装图

2.3设备吊装工程施工工艺标准（SHJ515-90）

2.4石油化工工程起重施工规范（SH/T3536-2002）

2.5QAY200全地面液压汽车起重机性能资料（见附件）

2.6TG500-E汽车吊性能资料（见附件）

3吊装准备

3.1吊装组织机构

总负责人：

XXX

吊装现场指挥：

XXX

材料负责人：

XXX

技术负责人：

XXX

安全负责人：

XXX

设备负责人：

XXX

质量负责人：

XXX

铆工班组：

XXX

起重班组：

XXX

3.2主要人员职责

3.2.1吊装总指挥对现场设备吊装工作的总体运行进行协调控制，提供资源保证。

3.2.2吊装现场指挥负责组织吊装方案的实施。

应由有实践经验、技术水平较高、组织能力较强的人担任，应充分了解并严格执行起重施工技术文件的规定。

3.2.3材料负责人根据吊装工作所需要的器具和材料及时供应，并做到保质保量。

3.2.4设备负责人负责对进场施工设备的状况进行核实确认。

负责设备的日常维护管理，参与风险评估工作。

3.2.5技术负责人负责吊装技术指导，参加技术交底，参加技术攻关工作，参与风险评估和吊装前的检查确认。

3.2.6安全负责人负责提出HSE实施计划，监督HSE管理的实施。

3.2.7质量负责人负责审查、确认特殊作业人员上岗资格，参加到货设备的检查和验收，组织设备基础验收、检查确认施工质量。

3.3直接人员计划

序号

工种

数量

备注

1

主吊指挥

1

特种作业人员资格证

2

吊车司机

2

特种设备作业人员资格证

3

辅吊指挥

1

特种作业人员资格证

4

铆工

2

5

辅助工

4

6

安全员

1

安全员证

3.4主要施工机具、材料

序号

名称

规格

单位

数量

备注

1

吊车

QAY200全地面液压汽车起重机

台

1

主吊车

2

吊车

TG500-E全液压汽车起重机

台

1

辅吊车

3

卸扣

25T，美式弓形卸扣G209

只

6

每只重12.6kg

4

卸扣

17T，美式弓形卸扣G209

只

2

每只重7.8kg

5

钢丝绳

6米￠34.5，1700MPa，6*37

根

4

破断拉力总和758000N，每根约重33.55kg

6

钢丝绳

3米￠34.5，1700MPa，6*37

根

4

破断拉力总和758000N，

每根约重20.97kg

7

钢丝绳

6米￠28，1700MPa，6*37

根

4

破断拉力总和500500N

每根约重22.14kg

8

平衡梁

￠219钢管制作

根

1

现场制作，重0.145T

9

棕绳

φ15mm~~2mm

米

30

吊装溜绳

10

信号旗

红绿配套

只

4

吊装指挥

11

口哨

只

2

吊装指挥

12

警戒线

米

100

吊装保护

13

黄油

千克

20

保护吊装钢丝绳

3.5吊装前准备

3.5.1设备吊装前，必须组织所有参与吊装的人员学习通过审批的吊装方案，由技术负责人进行详尽的交底，所有参加交底人须签名确认。

3.5.2设备安装前，应对基础进行交接验收，基础的质量应符合现行SHT3542-07《石油化工静设备安装工程施工技术规定》的有关规定，并有验收资料和记录，机械设备基础的位置和尺寸应按下表规定经行复检：

3.5.6由于计划从屋顶将反应釜吊装就位，故首先应将设备顶部的相关屋顶拆除，本方案需拆除反应框架东北角7500mm*6000mm屋顶。

待相关设备吊装结束后，重新安装屋顶面（需更换相关材料）。

拆除前应先搭设好脚手架爬梯以便于人员攀登至屋顶，屋顶上方拉好生命线，所有屋顶操作人员必须系挂好安全带，以确保其安全。

3.5.7由于反应釜需要结构框架的支撑，故吊装前，必须完成该反应釜结构平台的施工工作，并经检查符合设备安装要求。

3.5.4本项目拟定的吊车行走及站车位置位置均为原土，地基承载力好；但200T汽车吊进入现场前，必须经200T吊车司机及相关人员对现场地基条件进行核实，支腿过程中应逐个对支腿板进行压实，并经过联合检查合格后方可使用。

3.5.3设备吊装前，应仔细检查吊装前的其它准备工作，如人员、吊装用钢丝绳、锁具、卸扣以及其它相关工具或材料是否准备妥当。

3.5.5设备运抵现场后，应进行清点、检查、确认无误后由专业人员进行登记、验收，随设备的资料应妥善保管。

4吊装方案

4.1一般吊装原则及相关要求

4.1.1合理安排吊装顺序，尽可能少移车，尽可能减少吊车的闲置台班。

装置的主干道始终保持通畅。

4.1.2设备吊装前，已去生产厂家实地考察，准确掌握了该设备的一些基本情况：

a．搅拌器装置与罐体已安装连接好；

b．设备上部的两个主吊耳焊接在罐体夹套上部对称的两侧面，底部两个辅吊耳与图纸相符。

c．已和厂家协商好，设备装车时，设备顶部朝卡车头部方向，并要求卡车长度不超过14米，以便于进入现场指定位置。

4.1.3采用吊车吊装设备，应充分考虑到设备吊装就位时，吊车臂杆的高度是否满足设备吊装高度的要求，吊车的额定荷载是否大于设备的吊装荷载等等。

4.1.4设备运至现场后，应沿着厂内道路运至反应框架设备正东侧道路上指定位置，尽可能从卡车上直接吊装至该设备框架基础上，以避免二次吊装增加吊装成本及降低吊装风险作业。

4.2SBA胶乳反应器-R1301吊装中的机车、用具选型及机车站位

4.2.1平衡梁设计

由于吊装时候，该反应顶部搅拌装置与设备本体已经连接为一体，而搅拌装置电机纵向高度较高（设备口上方1829mm），横向跨度较宽（距设备中心1380mm），为了避免吊装过程中钢丝绳与搅拌装置相碰，需制作平衡梁。

平衡梁选用20#无缝钢管（¢219*6）进行制作，平衡梁上的吊耳参照标准HG/T21574-2008《化工设备吊耳及技术要求》选用SP-20（20T级）进行制作。

具体平衡梁制作尺寸见下图：

4.2.2机车、锁具及吊点选择

经现场测量和CAD模拟以及综合验算，本方案拟采用QAY200全地面液压汽车起重机作为主吊，TG500-E50T汽车吊作为辅吊。

主吊采用4根6米￠34.5--1700MPa--6*37型号钢丝绳将吊车大钩与平衡梁上部2只吊耳相连接（每只吊耳2根钢丝绳），再利用4根3米￠34.5--1700MPa--6*37型号钢丝绳将平衡梁与设备本体上部的2只吊耳进行连接（每只吊耳2根钢丝绳），从而形成完整的主吊起吊点，连接过程中共需要25T美式G209卸扣6只；辅吊采用4根6米￠28mm直径的钢丝绳和2只17T美式G209卸扣直接连接设备底部的2个吊耳作为溜尾吊点（每只吊耳2根钢丝绳）。

选择设备底部接管系挂棕绳，以保证设备提吊和转动的平衡性。

4.2.3机车站位

由于设备西边为在运行生产装置，南边亦为改建装置存有混凝土结构框架，而北边位置较为狭窄不适合吊车站位，仅东边较为空旷适合吊车站位，以及东边的道路正好作为反应器运输车辆的停靠点，同时也便于吊车吊装。

根据现场实际尺寸测量和CAD模拟，主吊选择头朝北，在距设备就位中心13米的位置站位，并使吊车回转中心和设备就位中心以及运输设备的顶部吊点在同一东西轴线上，这样便要求设备运输卡车头朝北并靠近道路西边停靠。

辅吊采用尾朝北，同时回装中心在距设备溜尾吊点6.5米范围内站位。

具体站车位置及尺寸见“吊装平面布置图”。

4.3吊装操作流程

4.3.1吊车、设备运输卡车就位

根据厂区道路情况，依次引导主吊车、辅吊车、运输卡车按附图“吊装平面布置图”进行站位或就位。

4.3.2签发起吊令

由项目部有关部门会同吊装专业有关人员进行联合检查，全部确认后联合签发起吊令后才可进行吊装，具体样式见附件。

4.3.3解除设备与卡车或鞍座的一切固定点

检查设备与卡车或鞍座的一切固定点，并拆除，确保当设备吊装起钩时没有其它附属物。

4.3.4正式吊装

4.3.4.1主、辅吊车均转杆至正东方，按方案要求长度出杆，调整大臂角度，最终保证钩头在吊点正上方；

4.3.4.2钢丝绳、卸扣与设备固定妥善后，指挥主、辅吊车同时起钩，注意提升速度应缓慢并保持一致；当设备提升至足以让卡车向正前方行驶时，停止起钩，指挥卡车向前行驶，完全脱离设备；

4.3.4.3指挥溜尾吊逐步放下钢丝绳，让设备底部至地面1米左右，然后指挥主辅吊车同时向北转杆，现场主吊车指挥协调主吊吊车的转杆速度，溜尾吊车指挥确保送尾速度，要求主辅吊车均控制在预定的作业范围内，并时刻注意监视吊车的力矩称，当两台吊车逐步旋转至吊装平面图上两台吊车旋转半径的交汇区域会合（在溜尾吊车正北侧，此时吊车均在预定的作业范围内）；

4.3.4.4指挥主吊车缓慢起钩，溜尾吊少许动作予以配合，直至起升到设备达到垂直状态后，溜尾吊车脱钩。

4.3.4.5检查所有索具情况，吊车负荷情况，地基变化情况，吊耳及设备壳体情况，检查主吊吊车的超提是否影响旋转，若无影响，吊车大臂逆时针开始向设备基础方向旋转，当设备被旋转至接近反应框架混凝土柱梁时（注意保持一定的安全间歇，以防止设备触碰到柱梁），开始起钩，直至设备底部高度超出反应框架最顶层混凝土横梁。

开始缓慢转杆、趴杆，当设备进入屋顶面吊装孔时，开始落钩。

4.3.4.6当设备落至安装平台上方时，转动设备，确保设备安装管口方位正确，指挥主吊车缓慢动作，直至设备完全按图就位。

4.3.4.7拆除卸扣及平衡梁：

吊车少许落钩，拆除卸扣，拆除平衡梁。

4.3.4.8吊装过程结束，吊车收车、退场。

5吊装方案校核

5.1平衡梁稳定性校核

平衡梁选用20#无缝钢管219*6进行制作，根据平衡梁的作用力，其受力分布可简化成下图，通过受力分析图可知平衡梁本体只承受轴向压力，平衡梁在轴向压力的作用下形成2端向中对称受力的压杆，以下均称平衡梁为压杆。

压杆在轴向压力的作用下，容易发生弯曲，现对此进行校核。

5.1.1压杆的柔度（λ）计算：

以确定压杆稳定性的计算公式

λ=μL/ii=（J/A）1/2

μ为长度系数，与压杆的约束条件有关，二端铰支的压杆μ取1

L为压杆长度，根据平衡杆尺寸L=3200mm

J为压杆截面的最小惯性矩，管的最小惯性矩计算为：

J=π（D4-d4）/64=3.14*（2194-2074）/64=22787381.31mm4

A为压杆的截面积为：

A=π（D2-d2）/4=3.14*（1592-1472）/4=4012.92mm2

λ=μL/i=μL/（J/A）1/2=1*3200/（22787381.313/4012.92）1/2=42.47

λP为最低柔度，20#钢取100

由于λ≤λP，故此压杆使用公式经行校核σ=N/（ΨA）＜［σ］

5.1.2压杆稳定性校核计算：

G=釜重量G1+搅拌装置重量G2+卸扣重量G3+钢丝绳重量G4

=27500+3524+12.6*4+20.97*4=31158.28kg

N=F1=G/2*1.6/（6*6-1.6*1.6）1/2=31158.28/2*9.8*1.6/（6*6-1.6*1.6）1/2=42243.16N

Ψ为折减系数：

Ψ=1.018-0.0023*42.47=0.92

σ=N/（ΨA）=42243.16/（0.92*4012.92）=11.44N/mm2

[σ]为20#无缝钢管屈服极限为:

σs=245.15N/mm2取安全系数n=1.8

[σ]=δs/n=245.15/1.8=136.19N/mm2>>σ

可见，该平衡梁稳定性极好！

5.1.3平衡梁上吊耳校核

由于平衡梁上吊耳均参照平参照标准HG/T21574-2008《化工设备吊耳及技术要求》SP-20，20T级标准吊耳进行制作，由于20000/（31158.28/2）=1.3倍

可见吊耳选用满足要求。

5.2主吊校核

5.2.1设备参数

直径：

3200m

高度：

5700mm（设备底部到吊耳间距）

设备净重：

27.5T+3.524T=31.024T

5.2.2吊装受力分析

由于该设备顶部装有搅拌装置，且顶部吊点再筒体上，而底部吊点在底部封头上，故该设备从卡车上进行台吊时设备可简化为如下受力杆件：

A主吊点

C辅吊点

B中心点

F2

F1

G=27t

4700MMM

b<

a>>b

5700MMM

其中A为主吊点，B为重心点（中心），C为溜尾点。

由于尺寸a>>b

可见F2<31.024/2*1.05（动载系数）=16.28T（验算辅吊时，按16.28T计算）

F1=31.024/2*1.2（不均衡系数）*1.05（动载系数）=19.54T

在整个吊装过程中，主吊力越来越大，最终达到设备吊装重量；溜尾力越来越小，脱钩时溜尾力为零。

5.2.3主吊校核

200T汽车吊参数：

主杆长度：

35.8m

作业半径：

R=13米；R=16米（由于属于抬吊，此时设备按19.54T计算）

吊钩：

50t级吊钩-自重0.525T

额定起重量：

T=38t（R=13米）；T=31t（R=16米）

卸扣：

6只25T，重量6*12.6kg=0.0756T

钢丝绳：

4根6米￠34.5（1700MPa，钢丝破断拉力总和758000N），

4根3米￠34.5（1700MPa，钢丝破断拉力总和758000N），

重量=33.552*4+20.97*4=218kg=0.218T

平衡梁可计算出重量约为：

144.8kg=0.145T

5.2.3.1吊车载荷校核

R=13米时

载荷=31.024T（设备自重）+0.525T（钩头）+0.218T（钢丝绳）+0.0756（卸扣）

+0.145T（平衡量重）=31.98T

31.98T/38T=84.1%，足见安全。

R=16米时

载荷=19.54t（设备自重）+0.525T（钩头）+0.218T（钢丝绳）+0.0756（卸扣）

+0.145T（平衡量重）=20.50T

20.50T/31T=66.1%，足见安全。

5.2.3.2钢丝绳载荷校核

根据上述平衡梁的受力图，知平衡梁上方斜拉钢丝绳受力最大，现对其进行校核。

知钢丝绳共4根，每根均为单股，每侧2根，单股钢丝绳破断拉力总和758000N

修正系数0.82，安全系数取6

则单根钢丝绳最终有效起重量=758000/9.8*0.82/6≈10.57T

根据三角形勾股定理，计算设备吊装时，单侧钢丝绳最大受力为：

（31.98/2）*6/（6*6-1.6*1.6）1/2=16.59T

由于16.59T<10.57*2=21.04T，可见钢丝绳选择安全

5.2.3.3出杆高度校核及大臂角度校核

出杆高度校核主要是为了验算吊车出杆高度能否将设备从17米高混凝土钢梁上方吊过，同时验算是否存在吊车大臂与混凝土梁和平衡梁相碰的现象，

知：

h=2m；h1=17m；h2=5.9m；h3=3m；h4=0.42m；h6=2m；L=35.5m；r=13m

h5=sqrt（6*6-1.6*1.6）=5.78m

根据勾股定理

sqrt（35.5*25.5-13*13）+2=35.03m>17+5.9+3+0.42+2+5.78=34.1m

可见设备可吊过混凝土梁。

根据勾股定理可计算距离1：

距离1=（sqrt（35.5*35.5-13*13）-17）/sqrt（35.5*35.5-13*13）*13-3.5

=2.8米可见吊车大臂不会与混凝土梁相碰

根据勾股定理可计算距离2：

距离2=（2+5.78）/sqrt（35.5*35.5-13*13）*13-3.47/2

=1.33米可见吊车大臂不会与平衡梁相碰

结论：

主吊车出杆高度及吊装过程中大臂角度满足所有要求！

5.2.4辅吊校核

50t汽车吊参数：

主杆长度：

18m

作业半径：

6.5m

吊钩：

0.3T

额定起重量：

21.8T

卸扣：

2只17T，重量2*7.80公斤=15.6公斤=0.0156T

钢丝绳：

4根6米￠28（1700MPA，钢丝破断拉力总和500500N），

重量=22.144*4根=88.576公斤=0.088576T

5.2.4.1.吊车载荷校核

吊装载荷=16.28t（设备自重）+0.3T（钩头）+0.088576（钢丝绳）+0.0156（卸扣）

=16.68T

16.68T/21.8T=76.5%，足见安全

5.2.4.2.钢丝绳载荷校核

知钢丝绳共4根，每根均为单股，每侧2根，单股钢丝绳破断拉力总和500500N

修正系数0.82，安全系数取6

则单根钢丝绳最终有效起重量=500500/9.8*0.82/6≈6.97T

根据三角形勾股定理，计算设备吊装时，单侧钢丝绳最大受力为：

（16.68/2）*6/（6*6-1.6*1.6）1/2=8.65T

由于8.65T<6.97*2=13.94T，可见钢丝绳选择安全

5.2.4.3.出杆高度校核及大臂角度校核

平板车平板高度<1.5米，设备鞍座最高点<1.5米，设备直径3.2M；钢丝绳垂直高度SQRT（6*6-1.6*1.6）=5.7827米，钩头1.8米，设备吊起间歇0.3米；

吊装高度=1.5+1.5+3.2+5.7827+1.8+0.3=14.0827m

根据勾股定理sqrt（18*18-6.5*6.5）+1.8（车高）+0.2（地面高差）=18.78m>14.0827m

可见出杆高度可将设备吊离卡车

同样可根据勾股定理计算设备与吊车大臂之间的距离3

距离3=（1.8+5.78）/sqrt（18*18-6.5*6.5）*6.5-1.6

=1.34米可见吊车大臂不会与设备相碰

结论：

辅吊车出杆高度及吊装过程中大臂角度满足所有要求

6安全技术措施

6.1严格安照甲方要求，吊装前办理相关作业票手续。

6.2加强施工现场管理，吊装施工作业现场设置警戒区，非作业人员严禁入内，派专职安全人员监督、警戒。

6.3认真细致地做好吊装前的准备工作，按方案要求备齐起重索具。

严格执行吊装机具的性能检查，起重索具的检查，确保吊装作业安全可靠的进行。

6.4事先向所有参加施工作业人员进行详细技术交底，务必使作业人员明白作业要领、程序和要求。

起重机进场后，要向起重机司机详细介绍吊装方案，明确统一指挥信号。

6.5起重机吊装作业时，支腿一定要全部伸出。

起重机的支腿垫板铺设一定要平整，吊装作业过程中要密切关注支腿有无异常变化。

6.5双吊机抬吊设备进行空中变幅过程中，二台起重机的动作配合要协调一致。

动作要平稳、缓慢，要严格按照起重机性能表及规范要求进行吊装作业。

6.6现场指挥人员与起重机司机的联系要及时可靠。

指挥信号、旗语、手势要清楚明了。

如发现异常情况，要及时汇报给现场吊装总指挥，以便尽快采取行之有效的措施。

6.8风速在5级以上、雷雨天、雾天等严禁吊装作业。

6.9吊装作业要统一指挥，作业人员要各尽其职，密切配合，以便吊装作业安全、顺利的完成。

6.10所有参加吊装作业人员必须进行严格按照本方案及起重操作技术规程进行。

6.11参加起重施工的相关作业人员，如吊装工、吊车司机，应取得“特种设备作业人员资格证”和“特种作业人员资格证”证书，特别是审查吊车及吊车机组人员的资质是否符合相关要求。

6.12吊车站位和行走场地地基应进行专门、慎重的处理，需临时铺设的道路按要求进行铺设，道路铺设要紧密，并经夯实，尤其是200T汽车吊，应确保起重机、拖车行走及吊装作业。

6.13吊装作业安排总早7点至晚5点之间，严禁在该时间以外的光线不明朗期间进行作业。

6.14吊装其它相关事宜应严格按国家和行业标准执行。

7工作安全分析JHA

序号

风险项目

危险危害因素

触发事件

现象

事故

情况

事故原因

后果

等级

防范措施

1

吊装

设备

本身

绳索、倒链

强度不够或不符合要求。

钢丝绳断裂

吊物坠落

未按强度要求穿绳，钢丝断丝较多有缺陷，卷扬机限位装置失效导致过卷。

物品坠落

二级

按吊物重量及相关规定穿绳，经常检查，限位器有效。

吊钩

强度不够。

吊钩断裂

吊物坠落

吊车本身有缺陷或已达报废条件。

设备损坏人身伤害

二级

及时检查及更换。

绳卡

强度不够。

绳卡松开

吊物坠落

所选用的绳索与所配用的钢丝绳不符合。

设备损坏人身伤害

二级

按强度要求选用合适的卡具。

卸扣

强度不够，不规范。

卸扣松开

吊物坠落

强度不够或自行设计不符合要求。

设备损坏人身伤害

二级

使用合适的卸扣及强度相符。

.

电气设备

突然停电，串电，起火。

无动力供应

吊物坠落

非规范操作，设备本身老化。

设备损坏人身伤害

二级

经常检修。

制动系统

制动系统出现故障。

无法抱刹

吊物坠落

未及时保养、修理。

设备损坏人身伤害

二级

定期保养，及时维修。

2

人员操作、

配合

知识水平

未经过培训，不具备应有的安全知识。

无证操作

违章作业

安全知识未掌握。

人身伤害

二级

按要求培训、取证，持证上岗。

人员心理

存在侥幸与冒险心理。

严重违章

违章作业

安全意识不强。

人身伤害

二级

加强教育交底与处罚力度。

精神状况

注意力不集中。

心不在焉

指挥错