碱炉工段大型组合件吊装方案.docx
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碱炉工段大型组合件吊装方案
山东日照漂白木浆及纸板工程碱炉工段
大型组合件吊装方案
中国化学工程第六建设公司
二OOO年四月一日
目录
1、编制说明
2、设备概况
3、吊装工艺设计
4、吊装施工前的准备工作
5、吊装操作步骤及要点
6、吊装施工岗位责任
7、吊装施工部署
8、吊装主要机具及施工措施用料计划
9、安全技术要求及安全质量规定
1编制说明
1.1本方案为碱炉安装中大型组合件吊装的总体方案。
1.2本方案在编制过程中，尚未能收集到碱炉钢框架、炉部件的详图及炉部件设备供货计划，故方案中诸如吊装作业程序、作业计划、吊装总平面图等可能叙述不尽详细，计算数据是根据初步设计文件炉包件估算，不够精确，待详细技术资料提供后进一步完善。
1.3本方案的编制，充分考虑了我公司的吊装专业技术能力和能组织到场的吊装机具性能，并结合我公司和其它单位施工类似规模工业锅炉的吊装经验进行综合比较，以期达到吊装工艺简单、技术先进可行，吊装周期短，安全可靠和经济合理的目的。
1.4本方案编制依据如下：
1.4.1山东日照漂白木浆及纸板工程碱炉，蒸发工段施工招标文件。
1.4.2奥斯龙国际公司碱炉工段技术资料包件。
1.4.3《化工工程建设起重规范》HGJ201-83。
1.4.4《炼油化工施工安全规程》HGJ233-87。
2设备概况
根据奥斯龙国际公司碱炉包件资料有关数据，可知碱炉组合件多，金属总重约1200t，根据同类规格工业炉施工经验，其钢框架金属总重也接近1000t，钢结构柱高约58m，因无详细设计资料，尚不知钢结构规格，只能以以往施工过相似规格炉框架规格相比较参照。
此外该炉炉膛总高42.1m，其水冷壁大体尺寸应为440009000左右，最重的水冷壁组件为53t，汽包重为42.5t（包括内件），汽包尺寸18009350。
水冷壁安装标高应为48m，汽包安装标高为50.5m，由于大型组合件都悬吊于炉框架内，且水冷壁、省煤气、过热器等炉受热面组合为膜屏式结构，需在地面进行焊接组对组合件，再吊装就位，这些组合件尺寸大，刚性很差，组装完后要进行翻身竖立，必须进行加固，吊装难度大。
本方案根据我公司以往施工的同类工业炉工程经验，主要如表一所列大型组合件的吊装。
未列入表一的部件吊装也可参照执行。
大型组合件一览表表-1
序号
组合件名称
组合件重量
组合件尺寸
安装标高
1
框架各轴线组合
根据塔吊能力
+0.30m
2
汽包
42.5t（包括内件）
18009350
+50.5m
3
前水冷壁组合件
65t（包括加固件）
440009100
+50m
4
左侧水冷壁组合件
无图不知是否分片
不明，但不
+50m
5
右侧水冷壁组合件
无图不知是否分片
会超过前水
+50m
6
后水冷壁组合件
无图不知是否分片
冷壁设定重
量、尺寸
+50m
7
省煤器
组合件
84体，每体重3.5t
长度19.5m
无详图暂不明
8
省煤器
组合件
长度19.5m
无详图暂不明
9
级A过热器组合件
约53t
不明
无详图暂不明
10
级B过热器组合件
约53t
不明
无详图暂不明
11
二级过热器组合件
约53t
不明
无详图暂不明
12
三级过热器组合件
约53t
不明
无详图暂不明
13
过热器加热器组合件
约24t
不明
无详图暂不明
14
空气予热器组合件
不明
不明
无详图暂不明
15
其它部件
不明
不明
无详图暂不明
3吊装工艺设计
3.1吊装设备选用
考虑碱炉施工周期长，钢结构柱梁和各组合件数量多，且组合件地面组对需时间间隔，吊装需按炉施工程序一直配合，且组合件尺寸长，安装高度高，故采用2100t.m/100t塔式起重机配合碱炉安装过程吊装工作，该机主要性能参数如表~2。
表-2
序号
参数项目
数值
单位
备注
1
最大起重力矩
2100
t.m
2
最大起重量
100
t
在幅度18-21米时
=67~700
3
最大起升高度
88.5
m
4
最大幅度
48.07
m
5
臂杆铰支高度
55.1
m
3.2吊装工艺概述
3.2.1碱炉钢结构框根据其高度和炉子规模，柱子应是分段到货，由高强螺栓连接，柱、梁也应是高强螺连接，型钢规格均达到800mm，主柱型钢厚度在80mm左右，所以在柱子分段尺寸不明和各梁规格尚不知情况下不好决定如何组合再吊装，现场根据起重机的性能允许范围，分段、分跨组对，利用起重机主钩提吊，副钩递送，竖立吊装就位。
3.2.2汽包可预选用拖排运入框架底部，待炉主框架柱安装完，地脚灌浆养生达到强度和炉顶框架各梁安装达到技术要求之后，利用塔式起重机主钩提升到位。
3.2.3各水冷壁组合件吊装。
3.2..3.1水冷壁组合件用专门设计的加固桁架进行刚性加固，初步拟定桁架主肢用I24a其它支撑用I18和<10010制作，尺寸为4400040001000，桁架与水冷壁组件在上、下联轴处固定联接，与各层刚性梁采用挂钩连接，挂钩形式如示意图1：
3.2.3.2水冷壁组合件竖立：
用塔式起重机主吊钩吊住组合上部桁架吊点，配合两台50t吊车吊住桁架下部吊点。
同时提升到适当高度后，塔吊吊钩继续提升，50t吊车吊钩逐渐放下，使组合件慢慢竖立，当组合件完全竖直，全部重量吊在塔吊主钩上时，50t吊车松钩如图
2所示。
3.2.3.3加固桁架与组合件分离，将竖立的组合件吊到预先确定的可直立依靠的钢结构处，下部垫好枕木墩，用钢丝绳将桁架上部与钢结构框架绑牢，然后塔吊吊钩换到水冷壁组合件上集管处吊点上。
割除桁架与组合件间的各联接点，使组合件与桁架分离，如图3所示：
3.2.3.4水冷壁组合件吊装就位：
组合件与加固桁架分离后，由塔吊提升至炉膛开口处，进入炉膛就位，当组合件就位受到炉顶结构梁的阻碍，利用预先架设的滑车组接钩，如图4所示，待吊杆螺栓全部与水冷壁集管连接好后才可松去吊钩。
3.2.4碱炉省煤器和各级过热器管屏均按工艺组合需要，结合塔吊起重性能参数，利用塔吊提升就位，吊装过程中也应增加合适的型钢加固措施。
3.2.5碱炉其它部件，管道均可利用塔式起重机吊装就位。
3.2.6组合件吊装平、立面布置图见图5。
3.2.7碱炉组合件吊装顺序为：
汽包运入炉膛底部炉顶框架组合运入炉膛底部各轴线炉框架吊装炉顶钢框架组合件吊装各级过热器组件吊装省煤器组合件吊装下层空预器吊装中层空预器吊装上层空预器吊装尾部烟道组件吊装后水冷壁吊装左侧水冷壁吊装右侧水冷壁吊装过热器加热器吊装前水冷壁组合件吊装汽包吊装下降管安装空预器顶部连接烟道吊装省煤器连接烟道各层平台铺板空预器转折风道。
3.2.8为了便于吊装，塔吊行走和拆除等凡妨碍以上工作进行及组件运输的钢结构柱梁，各种管道待吊装工作完成稍后进行施工。
3.3受力分析与索具选用
3.3.1碱炉钢结构分榀分段吊装，以塔吊工作能力为限，索具使用水冷壁吊装用索具，这里不作计算。
3.3.2汽包吊装受力如图6，汽包重42.5t。
Q计=1.142.5=46.75tP=Q/2Sin750=46.75/2Sin750=24.2t
塔吊的吊装高度、幅度及额定起重量均能能满足吊装要求。
吊装绳扣选39-637+1-1700N/mm2钢丝绳允许破断力[P]=95950Kg，一弯两股。
安全系数K=295.950.82/24.2=6.5>安全卸扣选20t4个
3.3.3水冷壁组合件吊装计算，受力分析如图7。
水冷壁重量加上加固桁架重量G=G1+G2=65t
Q计=1.165=71.5t
根据示意图7起吊时：
Q=P1+P2
P2（44-6）-Q24=0
P2=45.16P1=26.34Sin750
起吊时提尾吊车受力最大，此时每台吊车受力22.58t，选臂杆18.15m工作半径5m，起重量为28t，满足吊装要求。
绳扣受力P2=P2/2Sin750
=22.58/2Sin750
=11.69t
选39-637+1-1700N/mm钢丝绳单根
[P]=95950Kg安全系数K=95.950.82/11.69=6.73>6安全
卸扣选用15t四个。
翻竖过程中，吊车可以不断下放，让塔吊多承重，完全竖立后塔吊受力最大为Q计=71.5t，该塔吊在工作幅度29m以内范围满足吊装要求。
吊装绳扣受力P=P1/2sin600
=71.5/2Sin600
=41.28t
选39-637+1-1700N/mm2钢丝绳
允许破断力[P]=95950Kg采用二弯四股
安全系数K=495.950.82/41.28=7.62>6安全
卸扣选用50t两个。
3.3.4其余组合件不逐一计算，根据现场情况选用适当索具，与吊水冷臂、汽包受力接近的直接使用已选索具，如比它们受力小得多，可选小规格索具。
3.3.5水冷壁组合件，加固桁架刚度在此不作详细校验，吊装平衡滑轮，平衡梁施工前作详细制作图。
4施工前的准备工作
4.1技术准备
4.1.1吊装方案已按有关规定的程序审批完毕。
4.1.2参加吊装施工的有关人员经过专业培训合格，吊装责任工程师已向全体人员进行了吊装技术交底，安全责任人员负责向所有参加吊装施工的人员进行了安全教育。
4.1.3土建专业已提供了完整的设备基础验收资料，基础沉降观测原始数据齐全，基础及支承组合件的钢架安装找正完毕。
4.1.4需吊装的各组合件按图施工完毕，各项检验，施工记录齐全且经检查合格，组合件安装位置座标、方位核对无误。
4.1.5各项检测仪器、工具按规定位置架设妥当，吊装安全质量保证体系人员各就各位。
吊装前全面检查工作已进行并确认合格。
4.2现场准备
4.2.1影响吊装的障碍物已拆除，塔式起重机运行轨道及路基按要求处理合格，已联系好吊装用电保证不间断供给。
4.2.2吊装机索具已按吊装工艺要求检验，记录齐全，且确认合格并签证。
4.2.3组合件运入规定位置，组合件就位时用的临时固定零件、材料及找正用工具已备齐。
4.3机具准备
4.3.1塔式起重机按照要求组对安装，检查合格，并按工艺要求的位置，利用吊车将其竖立好。
试运转合格，各安全装置可靠。
4.3.2钢丝绳、绳扣、卸扣和绳卡已按规定检查合格，按规定确认报废的钢丝绳及铸铁绳卡不得使用。
4.3.3需现场制作的吊装平衡装置，均试验合格。
4.3.4配合的吊车、卷扬机等设备性能状况良好。
4.4其它准备
4.4.1需加固的位置已按设计文件或吊装方案完成，符合技术要求。
4.4.2吊装时的天气预报信息已掌握，确认无问题的情况下，方可下达吊装命令。
4.4.3吊装现场必须的医务人员和救护设备到位。
4.4.4各项安全措施得到落实，符合相关安全法规文件规定。
5吊装操作步骤及要点
5.1吊装前的检查
吊装准备工作完成后，应进行一次全面检查，主要内容有：
5.1.1施工机具的规格、型号及布置位置与吊装方案是否一致，并便利操作。
5.1.2机具的合格证以及清洁、检查、试验记录是否完整。
5.1.3隐蔽工程（包括地锚、塔式起重机路基等）的自检记录是否齐全合格。
5.1.4组合件吊装前应进行的安装检查、试验等工作是否全部完成，并具备吊装条件。
5.1.5支承组合件的框架、悬吊件质量有无问题，组合件的摆放状态及方位是否符合要求。
5.1.6锚点及基础周围的回填土质量是否合格，吊装场地是否坚实平整，影响吊装的障碍物是否清除。
5.1.7所有电动机是否可靠接地，吊装机具的电源是否可靠安全，供电部门能否保证吊装正常供电。
5.1.8吊装前的气象情况是否了解清楚，能否进行吊装作业。
5.1.9必备的工具、材料、安全器材是否到位。
5.2试吊
5.2.1组合件正式吊装前，均要进行一次试吊，让主钩将组合件提升500mm。
5.2.2张紧提升钢丝绳，测定塔式起重机初始状态数据，如吊臂头部或吊臂铰支中心高度、组合件重心平衡及刚度情况等。
5.2.3检查完毕，放下组合件，有必要时调整组件吊点和加固组件、准备正式吊装。
同时分析试吊检结果，消除问题，填写检查记录，确认合格检查人员签证后，才能提请吊装总指挥签发吊装作业令，进行正式吊装。
5.3吊装
5.3.1签发吊装作业令后，吊装作业区与吊装无关的活动停止，操作人员进入岗位，记录吊装作业开始时间。
5.3.2起吊程序按如下步骤进行。
A、塔式起重机和提尾吊车作好吊装准备，同时提升吊钩当组合件被提升到3米左右，塔式起重机继续提升，提尾吊车配合缓慢降落吊钩，待组合件完全立直后，摘去提尾吊车吊钩。
B、塔式起重机提吊组合件行走到规定位置，旋转臂杆，将组合件送到安装部位附近的框架枕木墩处。
C、塔式起重机落钩让组合件立于枕木墩上，拆除加固桁架更换吊点。
D、塔式起重机提升组合件到预定安装高度，送入碱炉框架。
待组合件与框架梁联接好摘钩。
6吊装施工岗位责任
6.1设备吊装施工准备和实施全过程建立完善的安全质量保证体
系，才能保证吊装施工安全、快速、优质。
保证体系如下图8：
6.2吊装安全质量保证体系岗位职责按表-3规定：
表-3
职能部门
岗位
岗位资格
岗位职责
决策层
正、副总指挥
施工经理、总工程师
全面负责吊装施工、下达吊装作业安全
管理层
吊装责任工程师
高级工程师
方案实施技术指导、技术协调
机械责任工程师
工程师
吊装机械保养运行检验指导
安全责任工程师
工程师
安全总监督
质量责任工程师
工程师
安装质量总监督
安装责任工程师
工程师
设备安装、质量技术指导
指挥层
起重队长
工程师或高级超重
劳动力组织，进度实施
技术负责人
工程师
方案编制及实施指导
安全员
高级起重工
吊装作业安全指挥
吊装指挥
高级起重工
吊装工艺总指挥
作业层
组长或岗长
主、中级起重工
组织岗位作业
起重工
定级起重技工
各岗位操作
吊车司机
高、中级司机
吊车吊装工艺操作
电工、钳工
高、中级技工
起重机械维护保养
监测员
专业监测人员
规定部位监测
6.3试吊或正式吊装前，吊装总指挥应责成有关人员进行吊装前全面检查，确认可以进行试吊或正式吊装各责任人员和现场总指挥应在“吊装命令”中签字并下达吊装命令。
7吊装施工部署
7.1组合件吊装劳动力组织
7.1.1组合件吊装前的检验组对工作、准备工作比较繁杂，有关施工队应集中人力、机具完成检验、结构组对，管子组对焊接，组件安装工作，确保各组合件吊装达到各控制点计划。
7.1.2为确保碱炉组合件吊装工作顺利进行，有关施工队应集中精力，搞好培训及各项技术准备。
7.1.3吊装工作进行时，铆工、起重工相对集中，施工作业队应搞好协调工作。
7.1.4劳动力需用计划如表-4。
表-4
序号
工种
数量
单位
备注
1
起重工
12
人
中、高级6人
2
电焊工
4
人
3
气焊工
2
人
4
钳工
4
人
5
铆工
6
人
6
管工
4
人
7
电工
2
人
8
测量
2
人
9
塔吊司机
2
人
10
汽车吊司机
2
人
（表中为配合吊装及准备工作的工种人数，组合作业由本体安装方案提人力计划）。
7.2吊装作业计划见表-5。
8、吊装主要机索具及施工措施用料计划
8.1主要机索具见表-6
表-6
序号
名称
规格及型号
单位
数量
备注
1
吊车
汽车起重机50t
台
1
液压机
塔式起重机
2100t.m/100t
台
1
格构式
2
卷扬机
8t电动慢速
台
2
卷扬机
3t5t各2台
台
4
手拉葫芦
3t5t各4台
件
8
3
千斤顶
50t
台
4
液压式
千斤顶
30t
台
4
螺旋式
千斤顶
10-20t
台
4
螺旋式
4
铲车
5t
台
1
5
插绳机
10-52-Y
台
1
6
滑车
H204D
个
4
滑车
H5Q
个
8
7
钢丝绳
39-637+1-170
m
200
钢丝绳
43-637+1-170
m
200
钢丝绳
22-637+1-170
m
500
卷扬机
钢丝绳
19.5-637+1-170
m
100
钢丝绳
17.5-637+1-170
m
200
8
卡环
50t
个
4
卡环
30t
个
8
卡环
20t
个
10
卡环
10t
个
10
9
拖排
100t
个
2
8.2吊装施工措施用料计划见表-7：
表-7
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
道轨
QU100
m
80
塔吊用
2
枕木
5000300300
根
50
塔吊用
3
钢板
=20mm
m2
6
挂钩、吊耳
4
钢板
=16mm
m2
10
挂钩
5
工字钢
I24a
m
220
加固桁架
6
工字钢
I18
m
100
加固桁架
7
槽钢
20
m
150
加固桁架
8
角钢
<10010
m
100
加固桁架
9
麻绳
3/4"
盘
4
10
道木
2500220350
根
400
11
脚手架
463
t
1
12
竹跳板
块
400
13
石棉瓦
中波
块
100
14
六棱钢
20#a=28
m
20
作撬棍
15
铁丝
8#
kg
200
16
铁丝
10#
kg
150
17
机油
kg
50
18
润滑脂
kg
10
19
洗油
kg
100
20
口哨
只
10
21
旗子
只
6
9安全技术要求及安全质量规定
9.1安全技术要求
9.1.1起重机及操作
9.1.1.1保证起重机各机构空载时运转正常，各部件完好，螺栓、销子等固定件无松动现象。
9.1.1.2保证起重机的起重钢丝绳无磨损、断丝、断股现象，绳卡固定牢固。
9.1.1.3检查确保汽车式起重机轮胎气压充足，塔式起重机运行轮无卡涩现象，是否位于中心，无走偏现象，各润滑部位的润滑油、脂充足。
9.1.1.4各起重机应装标明机械性能的指示器，并配齐卷扬限制器、载荷限制器、联锁开关等。
如塔式起重机的夹轨钳，各种行程控制开关、风速仪、吨米限制器、过载短路保护、避雷接地、上下控制室通讯和总紧急开关均应调试合格，保证可靠使用。
9.1.1.5在吊装操作过程中应做到，手势不清、重量不明、超负荷、视线不明和捆绑不牢，重心不明不进行作业。
9.1.1.6起重机各卷筒上钢丝绳必须排列整齐，尾部卡牢，工作中最少保留三圈以上。
9.1.1.7双机或多机配合吊装时，必须有统一指挥，动作配合协调，负荷分配合理，且不得超过单机允许起重量80%。
9.1.1.8操作中要服从指挥人员的统一信号，不得在信号不明时进行操作。
9.1.1.9起吊时起重臂下不得有人停留和行走，起重臂物件必须与架空电线保持安全距离。
9.1.1.10起吊物体应拉溜绳，速度要均匀，禁止突然制动和变换方向，平移应高出障碍物0.5米以上，下落应低速轻放。
9.1.1.11被吊物件起吊过程中，禁止站人或进行其它作业，必须进行作业时，应放下垫好并将吊臂、吊钩及回转制动器刹住，司机及指挥人员不得离开岗位。
9.1.1.12起吊载荷在满负荷或接近满负荷时，严禁降落臂杆或同时进行两个动作。
9.1.1.13严禁让被吊重物自由下落，必须使用吊钩控制器控制，缓慢下落。
9.1.1.14严禁用吊钩斜吊拔埋在地下或凝结在地面、设备上的物件。
9.1.1.15超重机停止作业时，应将起吊物件放下，刹住制动器、操纵杆放在空档，并关门上锁。
9.1.1.16塔式起重机作业前应提起夹轨钳，清除轨道上的障碍物，拧好夹板螺栓，确保电源供给，作业时，应将控制室窗子打开，注意指挥信号。
控制室冬季取暖应有防火、防触电措施。
9.1.1.17塔式起重机多机作业时，应注意保持机间操作距离。
主付吊钩上所吊重物应相距3米以上，起重机行走到接近轨道限位开关时应提前减速停车。
没有限位开关的吊钩其上止点距离臂杆顶端安全距离必须大于1米。
9.1.1.18塔式起重机工作结束后应行走到轨道中间部位，臂杆不应过高并顺风放置，然后卡紧轨钳切断电源。
9.1.2卷扬机锚点
9.1.2.1锚点应符合设计要求
9.1.2.2锚点应按规定的座标，深度开挖，施工完的锚点应有明显标记，并于钢丝绳露出地面处打木桩标出锚点吨位、受力方向、埋设日期，并填好记录。
9.1.2.3锚点回填土要夯实（每层不大于300mm），回填土干容量不小于1.65t/m3。
锚点四周应有排水措施，严禁锚点积水。
9.1.2.4所有锚点应按实际受力方向。
吨位进行预拉。
正式起吊前应对锚点进行仔细检查，确保吨位、受力方向与方案相一致。
9.1.2.5设备、钢结构基础除注明做地锚者外，其余不能随意使用，需用时必须征得有关部门同意。
9.1.3滑车
9.1.3.1凡用于工程吊装的滑车，必须有产品合格证，标志清晰。
9.1.3.2所有滑车组安装前必须清洗、检查，转动部分应灵活，且润滑良好。
9.1.3.3高空使用带钩及开口滑车，要采取防松脱措施。
9.1.3.4固结滑车绳扣要位于滑车吊梁中间，防止滑车偏心受力。
9.1.3.5滑车组上、下滑轮之间的净距不得小于轮径的5倍。
9.1.4卸扣
9.1.4.1所有卸扣应有出厂合格证，吨位明确，吊轴应配合良好，固定螺母应手动能自由旋下，严禁强力装配。
9.1.4.2使用时卸扣的螺帽或轴螺纹部分应拧紧，螺纹部分应预先加润滑油。
9.1.5绳卡
9.1.5.1严禁使用无合格证或材质不清的绳卡。
9.1.5.2绳卡的螺纹应是半精制的，螺母可以手动自由旋入，但不得松动。
9.1.5.3绳卡的使用数量应符合下列规定：
A、对11-17.5钢丝绳，不少于3个。
B、对22的钢丝绳，不少于5个。
C、对26的钢丝绳，不少于5个。
D、对32.5-37钢丝绳，不少于6个。
E、对39-47.5钢丝绳，不少于8个。
F、对52的钢丝绳，不少于9个。
G、钢丝绳搭按时，使用绳卡数量为上述的一倍。
9.1.6钢
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