塔类设备吊装方案.docx
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塔类设备吊装方案
瓮福达州磷硫化工基地项目
PPA装置
塔类设备吊装
施工技术方案
批准：
审核
编制：
HSE：
中国化学工程第十六建设公司
瓮福达州磷硫化工基地工程项目部
2012年6月
目录
1、工程概述1
2、编制依据1
3、施工工序1
4、施工方法及技术措施2
5、吊装工艺参数表及吊装附图5
6、施工计划6
7、质量保证措施6
8、HSE保证措施7
9、劳动力计划10
10、主要吊装机具及材料10
1、工程概述
瓮福达州磷硫化工基地项目二期PPA装置塔类及重、大型设备施工安装工程，施工工期要求很紧，安装质量要求高。
为确保设备安装优质、安全、可靠，特编制本安装方案，以作为设备安装工程的技术指导性文件（本方案着重于塔类设备安装）。
主要施工塔类及重、大型设备的技术参数见表1-1。
主要采用“单机提升或者辅助吊车抬尾递送”的吊装方法完成设备吊装，为保证设备吊装的顺利进行及安全，编制本方案。
塔类设备技术参数一览表表1-1
序号
设备名称
设备位号
设备净重
设备规格
安装位置及标高
设备类型
1
预处理酸加热器
E-161/171
14t/台
344.5㎡
预处理框架轴线12~14，EL13.50
列管式
CE：
石墨换热器
2
预处理酸冷凝器
H-161/171
6t/台
DN1900X4890
预处理框架轴线12~14，EL26.70
列管式
CR：
衬胶设备
3
预处理浓酸冷却器
H-181/182
/183/184
10.5t/台
317.13m2
预处理罐区EL0.00
列管式
CE：
石墨换热器
4
预处理酸蒸发器
S-161/171
11.5t/台
DN3700X4500
预处理框架轴线12~14，EL19.00
现场制作整体吊装
CR：
衬胶设备
5
CO2洗涤器
K191
8t
DN1800X10100
预处理框架轴线1~2，EL14.80
列管式
CR：
衬胶设备
6
脱金属槽
R-104
7t
DN3000X4600
预处理框架EL9.500轴线4~5
列管式
CR：
衬胶设备
7
预处理烟囱
X-195
18t
DN1100X35700
预处理框架轴线3~4，EL14.80
列管式
CR：
衬胶设备
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《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999
2.4《重要用途钢丝绳》GB8918-2006
2.5《起重机械安全规程》GB6067-85
2.6《PPA装置预处理设备布置图》图号：
08042-04101-PP11
2.7《QUY150型吊车性能表》
2.8《LT1130型吊车性能表》
3、施工工序
吊装施工工序如下。
设备进场、验收
地基处理验收
理验收
场地地基处理
方案编制
主吊车进场组装
吊装用具（平衡梁、卸扣、索具）的准备、验收
吊车退场
正式吊装
试吊、测吊装重量
辅助吊车进场组装
图3-1施工工序
4、施工方法及技术措施
由于设备分布在预处理框架内南北两个区域，且设备分批次到货，重量、安装标高差别也较大，每台设备采用施工机具分别进行吊装：
4.1起重机的性能参数
根据现场实际情况和设备的技术参数以及总包方提供的起重机械一台150t履带吊和一台130t汽车吊。
1）150t履带吊吊车各项参数
型号：
QUY150,主臂长度：
19～82米,主臂作业半径：
16～62米，额定工作压力：
31MPa。
2）130t汽车吊各项参数
型号：
LT1130，最大作业半径：
34m，全臂长L=49m，额定起重量：
12T
4.2吊装前准备工作
1）吊装用的机索具已进行认真检查并准备好,其性能满足吊装要求。
2）人员已配齐,指挥者及施工人员已经熟悉其内容。
3）设备基础已中间交接合格并办理了中间交接手续,具备安装条件。
4）设备已到现场,设备外形尺寸和管口方位等符合图纸要求,并办理了相关手续。
5）行走场地处理:
吊车行走路线及装拆臂杆处场地应平整并用轧路机轧实,满足150T吊车进退场,150T吊车和130T吊车行走的需要。
6）150T和130T吊车站位处地基处理:
在E-161/171、H-161/171、H-181/182/183/184、S-161/171、吊车站位处，挖0.4m*10m*12m的坑,内填毛石至顶部以下10公分,轧实后上面在铺碎石,上面辅已30mm（1.8m*6m）四块钢板作为路基板,便于安全吊装。
4.3预处理酸加热器E-161/171吊装：
用130T汽车吊（不带配重）站位回转半径9m，伸臂40m，能起吊重量19T（去掉吊具重量1.5吨,还能吊17.5＞14T/台,符合起吊要求），杆伸40m后，起重垂直高度39m＞设备安装高度19m+设备高度12m+1.5m=32.5m，符合起吊要求；吊装时用25T吊车进行溜尾。
4.4预处理酸冷凝器H-161/171吊装：
用130T汽车吊（不带配重）站位回转半径7m，伸臂40m，能起吊重量21T（去掉吊具重量1.5吨,还能吊19.5＞6T/台,符合起吊要求）杆伸40m后，起重垂直高度39m＞设备安装高度30.8m+设备高度5m+1.5m=37.3m，符合起吊要求。
4.5预处理浓酸冷却器H-181/182/183/184吊装：
用150T履带吊吊车站位回转半径24m，伸臂49m，能起吊重量20.8T（去掉吊具重量1.5吨,还能吊19.3＞10.5T/台,符合起吊要求），杆伸49m后，起重垂直高度42.7m＞阻碍物高度11m/阻碍物主吊中心距7m*回转半径24m=38m，符合起吊要求。
4.6预处理酸蒸发器S-161/171吊装：
用150T履带吊吊车站位回转半径16m，伸臂49m，能起吊重量30.2T（去掉吊具重量1.5吨,还能吊28.7T＞11.5T/台,符合起吊要求），杆伸49m后，起重垂直高度46m＞安装楼顶标高26.7+设备高度5=31.7m（起重最低垂直高度=阻碍物高19/阻碍物吊车中心距7*回转半径16=43m），符合起吊要求。
4.7CO2洗涤器K191吊装：
用130T汽车吊（不带配重）站位回转半径11m，伸臂31m，能起吊重量16.5T（去掉吊具重量1.5吨,还能吊15＞8T/台,符合起吊要求）杆伸31m后，起重垂直高度29m＞设备安装楼顶标高15m+设备高度10m+1.5m=25.5m，符合起吊要求。
4.8脱金属槽R-104吊装：
用130T汽车吊（不带配重）站位回转半径11m，伸臂31m，能起吊重量16.5T（去掉吊具重量1.5吨,还能吊15＞7T/台,符合起吊要求）杆伸31m后，起重垂直高度29m＞设备安装楼顶标高15m+设备高度5m+1.5m=21.5m，符合起吊要求。
4.9预处理烟囱X-195吊装：
用150T履带吊吊车站位回转半径12m，伸臂58m，能起吊重量42.2T（去掉吊具重量2吨,还能吊40.2T＞18T/台,符合起吊要求），杆伸58m后，起重垂直高度56m＞设备安装高度15+设备高度35.7+平衡梁等高度4.5m=55.2m，符合起吊要求。
因设备较细长需增加25T吊车进行溜尾。
预处理烟囱X-195为细长型设备，需制作吊耳、平衡梁：
⑴设备吊耳的选择
X-195主吊耳方位：
90°和270°，中心线距设备顶部2.2m；递送吊耳位于设备底座180°方位上。
采用管式吊耳φ219*9的无逢钢管（20#）制作,管内焊接”十字形“加强筋（加强筋用δ=10的钢板（Q235A）制作）.焊接位置在对焊缝下300mm的圆周上,在直径两段对称焊接.管式吊耳焊接在δ=16mm，材质与筒体母材相同的护板上，护板焊接在设备筒壁上。
设备吊装就位后去掉钢管吊耳,护板永久保留）
⑵平衡梁的选用
由于此设备细长，且管式吊耳中心线距设备顶部2.2m，若直接利用此吊耳，则起吊钢丝绳在起吊过程中不能直接顺利通过设备顶部封头，不仅会使设备封头受力过大产生变形倾向，而且会使钢丝绳与设备相互摩擦，对二者造成损害，从而带来事故隐患；同时，摩擦力会使钢丝绳不能均布于设备两侧，造成设备倾斜，对设备就位不利；另外，设备翻转过程中，设备接管、预焊件等极易形成钢丝绳与设备相对转动的障碍，使设备无法达到直立状态，为避免上述因素的发生,故采用平衡梁。
根据设备重量和规格尺寸，平衡梁选用Φ219×8的钢管,吊耳选用25厚的钢板，具体规格尺寸见图4-1。
图4-1平衡梁详图
对平衡梁进行强度校核：
平衡梁以下重量为设备净重和附塔管线、结构的重量，即G’=25+8=33t，作受力简图，采用截面法对其受力进行分析，如图4-2：
1
计算柔度
平衡梁的长细比为λ==1×3.6÷｛0.25×（0.2192+0.2032）0.5｝
=48＜100
故此杆为小柔度杆
②对平衡梁进行正应力校核，其正应力为：
σ=Q2/A=Gctg75/2A=33000×9.8×0.27/2×5300.32=8.2MPa＜【σ】=146.9MPa
安全!
其中平衡梁的横截面积A=π（2192-2032）/4=5300.32mm2
③对吊耳板进行强度验算（验算平衡梁上方即可）：
τ=Q1/A’=G/2A’SIN75=33000×9.8/（2×2000×0.97）=83MPa＜【τ】=91MPa
安全!
其中吊耳的横截面积A’=（120-80/2）×25=2000㎡
⑶索具的选择
1卸扣的选择
选用起重量为20t的弓形卸扣4个，作为平衡梁上下方的连接卸扣；选用起重量为20t的弓形卸扣1个，作为抬尾吊耳的连接卸扣。
2钢丝绳的选用
A．平衡梁下方索具选用规格为52－NAT－6×37＋1－FC－1770、长度为16米的钢丝绳两根，各绕一圈，绳索弯曲后的破断拉力计算如下：
绳索的比例系数R=D/d=56/52=1.08
式中：
D---销轴直径d---绳索公称直径
绳索效率系数E=（100-50/R0.5）%=（100-50/1.080.5）%=0.52
绳索弯曲后的破断拉力Pn=n×P×E=4×1580×0.52=3948KN，
式中：
n---绳索弯曲股数P---绳索破断拉力
钢丝绳挤压折减系数ψ取0.82，动载系数S取1.1
安全系数:
K=Pn×ψ/（F×S）=3948×0.82/（330×1.1）=9>6，安全。
B．平衡梁上方索具选用规格为52－NAT－6×37+1－FC－1770、长度为10米的钢丝绳两根，各绕一圈，绳索弯曲后的破断拉力计算如下：
绳索的比例系数R=D/d=56/52=1.08，
绳索效率系数E=（100-50/R0.5）%=（100-50/1.080.5）%=0.52
绳索弯曲后的破断拉力Pn=n×P×E=4×1580×0.52=3948KN
钢丝绳挤压折减系数ψ取0.82，动载系数S取1.1
安全系数:
K=Pn×ψ/（F×S）=3948×0.82/（340×1.1）=9>6，安全。
C．抬尾吊车索具选用规格为52－NAT－6×37+1－FC－1770、长度为12米的钢丝绳一根，绳索弯曲后的破断拉力计算如下：
绳索的比例系数R=D/d=56/52=1.08，
绳索效率系数E=（100-50/R0.5）%=（100-50/1.080.5）%=0.52
绳索弯曲后的破断拉力Pn=n×P×E=2×1580×0.52=1643.2KN
钢丝绳挤压折减系数ψ取0.82，动载系数S取1.1
安全系数:
K=Pn×ψ/（F×S）=1643.2×0.82/（150×1.1）=8.2>6，安全。
4.3起重能力校核
⑴C-20203有关技术参数如下：
吊装重量G=设备重量G1+吊钩重量G2+索具及吊耳、平衡梁G3+附塔结构管道G4
=25+1.2+（0.1+0.5+0.5）+8
=35.3t
⑵主辅吊车负荷校核
1溜尾吊车的负荷校核
设备起吊时，辅助吊车受力最大，对平衡梁以下主、辅助吊车钢丝绳进行受力分析，如图4-3，可以得知F1=16658G’/（13788+16658）=18t，F2=G’-F1=33-18=15t。
图4-3设备水平位置受力示意图
所选溜尾吊车的额定载荷为18.1t，负荷率为83%，符合要求。
②主吊车的负荷校核
设备直立时，主吊车受力最大F=G=35.3t,根据所选吊车的额定载荷为46.7t，负荷率为76%，符合要求。
4.4吊装高度的校核
⑴设备吊装所需吊装高度
由于现场条件有设备基础高0.25m（灌浆前），地脚螺栓露出基础0.56mm，钩头最小收缩距离为4m，平衡梁到钩头的距离为5×sin75°=4.8m,吊梁到设备顶部接管法兰面有4.1m的间隙,设备吊装到位后悬吊时的工作间隙取0.2m，故
H=0.25+0.56+4+4.8+35.275+4.1+0.2=49.185m
⑵吊扒所需高度（CKE2500）
H’=（51.82-182）0.5+2.53=45+2.53=51.1m＞H
经计算满足吊装所需高度。
5、吊装工艺参数表及吊装附图
5.1吊装工艺参数表
由于两台塔同时到货，且东西向相距12m，考虑吊车的作业能力和利用率，准备使用相同的施工机具进行吊装，具体的工艺参数见表5.1-1
表5.1-1设备吊装工艺参数
设
备
参
数
设备位号
凝液汽提塔C-20203
汽油汽提塔C-20241
设备重量
25t
10
主
吊
车
型号
CKE2500
CKE2500
臂杆长度
51.8m
51.8m
作业半径
18m
12m
额定负荷
46.7t
72.5t
吊装总重量
35.3t
18t
吊装负荷率
76%
28%
溜
尾
吊
车
型号
SC500-2
SC500-2
臂杆长度
18.3m
18.3m
作业半径
8m
8m
额定负荷
18.1t
18.1t
吊装重量
15t
7t
吊装负荷率
83%
39%
5.2吊装平面立面布置图
⑴C20203吊装平面布置图见附图5-1.1，立面布置图见附图5-1.2。
⑵C20203吊装平面布置图见附图5-2.1，立面布置图见附图5-2.2。
6、施工计划
根据SEI提供的设备的到货计划，C20203和C20241吊装时间为2007年12月3日，先吊装20203，然后吊装20241。
7、质量保证措施
7.1质量管理体系见图7-1.
图7-1塔类设备吊装质量管理体系
7.2严格物资采购和管理制度，施工所用全部主、辅料均需有合格证，并应保证合格项目齐全和符合设计要求。
7.3做好技术交底工作，使参与施工的人员对施工的技术要求和质量标准有明确的认识。
7.4施工班组长负责组织工程质量自检，及时做好自检记录，并应得到质检员的确认。
对需要共检的项目应及时、准确地做好签字完备的检验记录。
7.5严格工序交接制度，自检、专检、互检相结合，确保工序质量从而保证工程质量。
7.6施工所用计量器具要定期送检，确保准确有效。
7.7做好吊装机具的维护、保养，保证施工车辆完好，满足施工要求。
吊装使用的钢丝绳严格按照方案中要求进行选用，使用前应经质量、安全部门检验，如发现一个捻距内断丝超过6根钢丝，则不得用于本方案涉及到的设备吊装。
7.8在吊装施工中，要控制到设备吊装的每个工序部位，自设备进场摆放,附属结构安装,吊装工装使用,吊装检查,吊装等起做到步步有标准，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。
7.9每次吊装前均应在吊装总指挥签发吊装令后，方可以按程序进行，同时吊装前应进行试吊。
8、HSE保证措施
8.1目标
按照“HSE”的安全管理程序和标准，做好安全环境管理工作，确保人身伤亡、火灾爆炸、交通、机械设备事故为零；无职业病伤害；无环境污染；无工时损失
8.2HSE体系
为确保吊装作业工作的安全顺利完成,保证HSE目标的贯彻、实施和实现，组成的HSE管理体系图见下图。
8.3危险评估分析见附表1。
8.4参加起重施工作业人员，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,吊车要有合格的证书。
8.5安全措施
⑴施工人员在入场前必须进行三级安全教育，不合格者和未参加安全教育的人员一律不得进入现场施工，塔吊施工队人员必须遵守现场安全管理规定。
⑵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。
⑶设备吊装场地应提前进行处理，吊车行走的道路必须按要求进行铺垫并压实，满足吊车的行走、转向和吊装使用。
⑷吊装前对吊装索具全面检查，不合格者严禁使用,吊耳在吊装前应进行检查。
⑸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技术及相关人员协商解决。
⑹作业区域要设置明确的警戒标志，起重机吊臂下及起重机部件旋转范围内不得有人员停留,进行吊装作业时，非施工人员严禁进入作业区,所有参加作业人员必须按规定戴好安全帽。
8.6高处作业必须严格遵守如下各项要求：
⑴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。
⑵塔类设备的吊装作业均属高处作业，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。
⑶高处作业的人员应进行专项的安全注意事项教育，作业时必须系好安全带、戴好安全帽，衣着要灵便，禁止穿硬底和带钉易滑的鞋。
⑷作业前，应仔细检查所用的安全设施是否坚固、牢靠。
⑸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。
8.7吊装作业不得在下列天气情况下进行：
a.风速大于10.8m/s;
b.雷雨天气；
c.能见度低和不宜吊装的情况下。
8.8及时了解当地天气情况，注意天气变化,合理选择和控制吊装日期及工期,作好防雷接地工作,在气象部门发出台风预警信号时应停止吊装作业。
8.9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。
8.10应急预案
为应付紧急情况，减少危害和损失，必须事先采取必要的安全防护措施和制定相应的紧急准备计划。
⑴目的和工作标准：
①制定紧急准备计划的目的是：
A、确保吊装作业过程中发生紧急事件时，救援迅速得当，使遭受的损失降至最低。
B、保证施工现场周边作业不受影响。
C、保护作业人员的健康、安全和公司财产的完好。
D、确保在发生紧急事件时能够充分利用项目部和其他方面的资源与手段。
②工作标准：
A．项目部成立紧急事件管理组织，确定项目主管安全经理为紧急事件指挥领导小组组长，成立紧急准备及救援小组，通过事先组织对施工作业人员进行紧急准备计划的学习和训练，以保证对计划的了解，使所有人员都知道在紧急事件过程中各自的职责和义务。
B．所有人员必须明确发生吊装事故（或故障）时，应采取的先后措施及脱离危险的方法和步骤。
⑶应急工作程序
①在事件发生前：
·确定现场应急小组成员，明确各自的职责；
·现场备有值班车，守护在现场；
·做好吊装安全技术交底，确保人员熟悉作业流程及有关要求；
·吊装前严格进行班组自检、项目部联检；
·吊装前要了解周边的作业环境，拉设好警戒区域，不得有无关人员作业。
②在事件中：
吊装作业中易发生吊物坠落、吊物挤压、吊车倾覆等事故，出现上述情况时应分别采取以下应急措施：
A、吊物坠落、挤压
吊装过程中，吊车司机及吊装指挥应密切注意吊车运行状况，吊车若出现异常振动、噪声等，吊车司机应保持镇定，立即回钩，将吊物落地，之前吊装指挥应立即退出警戒区域疏散人群，待吊物落地后，立即检查吊车各种装置及绳索、构件等，隐患未消除严禁带病作业。
吊装过程中，若吊车本体吊耳或平衡梁焊点出现异常响动，吊车司机应立即快速回钩，将吊物落地。
吊物坠落、挤压造成人员伤害，应立即抢救伤员并拨打救护电话。
B、吊车倾覆
吊装过程中，司机应保持镇静，视轻重程度立即长杆抬臂或甩杆向抬起方向侧移，转移重心保持稳定。
吊装过程中，若出现支撑器基础沉降现象，吊装指挥应视轻重程度及时发出信号，立即回钩或甩杆向相反方向侧移，转移重心保持稳定。
如无法避免上述现象导致吊车倾覆，应立即抢救伤员，并拉设警戒区域，无关人员严禁靠近吊车，必要时通知消防车辆到达现场，防止设备进一步损伤。
③事件后：
·及时检查，使所有应急资源回到正常状态；
·准备事件处理报告，内容包含事故的教训；
·总结、验证抢险活动的执行效果、进一步修正、完善紧急准备和救援计划。
⑷应急电话号码
治安报警电话：
27721110救护报警电话：
27721120
交通肇事电话：
122火灾报警电话：
87799171
9、劳动力计划
塔类设备吊装的劳动力计划见表9-1。
劳动力计划表9-1
序号
分类
数量
1
钳工
8
2
起重工
4
3
专业工程师
1
4
吊车司机
2
5
力工
4
6
电工
1
合计（人）
20
10、主要吊装机具及材料
吊装工程所需用的主要吊装机具及材料见表10-1。
主要吊装机具及材料计划表表10-1
序号
名称
规格
数量
备注
1
250t履带吊
CKE2500型
1台
主吊车
2
50t履带吊
SC500-2型
1台
抬尾吊车
3
平衡吊梁
1件
自己制作
4
弓形卸扣
20t级
5个
5
道木
标准道木
100块
6
钢绳扣
Φ52-6×37+1L=16m
2根
平衡梁下方用
7
钢绳扣
Φ52-6×37+1L=10m
2根
平衡梁上方用
8
钢绳扣
Φ52-6×37+1L=12m
1根
抬尾吊车用
9
棕绳
Φ16L=50m
2根
附表1
工作危险性分析表（JHA）
项目（单位）名称：
福建炼油乙烯项目80万吨/年乙烯装置单项工程（作业）名称：
静设备吊装日期：
2007年11月1日编号：
附表1
序号
工作步骤
可能造成的危害
L
S
风险值R
详细的控制措施
1
工作准备
工作人员不熟悉施工方案和相关的要求；不能按照标准正确操作。
2
2
4
1、1、施工前，对所有的作业人员进行施工方案和安全技术交底，确保每一名施工人员都了解施工程序和作业方法；
2、2、安全监督、吊装指挥、配合吊装作业的起重工、吊车司机必须持有国家有关部门颁发的证件；
3、对自制的吊装横梁，对所有的焊点进行100%着色检查；检查吊车和吊装索具是否捆扎牢固；吊装前进行共检，并进行试吊。
2
设备吊装
1．吊车和钢丝绳选型不当，在吊装过程中发生吊车倾覆、钢丝绳断裂
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