塔类型设备吊装方案.docx
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塔类型设备吊装方案
新疆昊睿生物柴油项目
塔类设备吊装专项方案
编制：
机电安装工程师
校核：
技术负责人
审核：
项目经理
西安院新疆昊睿生物柴油项目组
2014/7/29
1适用范围
本方案仅适用于新疆昊睿生物柴油项目脂肪酸车间水解塔、蒸馏塔，甾醇车间乙醇塔、甲醇塔的吊装施工。
2编制依据和执行规范
相关设备图纸；
施工及验收规范标准；
《大型设备吊装工程施工工艺标准》SHJ3515—2003
《石油化工工程起重施工规范》SH/T3536—2002
《石油化工施工安全技术规程》SH3505—1999
《设备吊耳》HG/T21574—94
现场实际情况。
1．工程概况
脂肪酸车间水解塔位于车间室外，重量和高度都是全厂最大的，蒸馏塔位于车间二层。
由于水解塔对基础要求较高，设备施工现场复杂，需做一系列的准备工作，作业半径较大。
经专业查核需用260T吊车。
蒸馏塔位于二层要求管线的拆卸、副梁的拆卸、爬梯踏步板及平台的拆卸、格栅板的拆卸等一系列的工作，甲醇塔和乙醇塔位于钢结构厂房内，为节约吊装成本计划四塔同步吊装。
塔设备一览表
序号
位号
名称
数量
重量（空罐）
高度*直径
1
C2102
水解塔
1台
39.1t
38820*φ1100
2
C2106
脂肪酸蒸馏塔
1台
21.65t
1500*φ2600
3
E2106
塔顶冷凝器
1
11600*φ1800
4
T-301
甲醇塔
1
18.669t
20000*φ1300
5
T-201
乙醇精馏塔
1
3t
10000*φ800
3吊装工序
号
设备位号
设备名称
主吊车性能选用（260t）
起吊设备重量（t）
工况
杆长
（m）
作业半径
（m）
额定额载
（t）
1
C2102
水解塔
39.1t
SD
41.1
20
32
2
C2106
脂肪酸蒸馏塔
21.65t
SD
41.1
20
32
3
E2106
塔顶冷凝器
SD
4
T-301
甲醇塔
18.669
SD
5
T-201
乙醇精馏塔
3
SD
4吊装工艺
4.1吊车选择及吊装方法
在第一精馏塔回流罐西北侧位于路南位置的空地，距离道路较近，采用260t吊车主吊，用一台50吨汽车吊辅助，260吨吊车作业半径为10米，臂长43.7起重量为50吨，最重设备为40吨，满足吊装条件，参考260t吊车性能及运输情况吊装。
4.2.2吊车工艺参数选用
4.2.3设备吊装工艺参数表
水解塔吊装工艺参数表
设备参数
设备位号
C2102
设备名称
水解塔
设备规格（mm）
塔群座：
￠1700，塔本体：
￠1100×35000，总高38820（含塔顶自带吊柱）
设备本体重量（t）
39.1
设备梯子平台重量（t）
塔就位后装
设备内部支撑件重量（t）
塔就位后装
设备总重（t）
39.1
主吊点标高（mm）
34350
抬尾吊点标高（mm）
150
吊耳、吊具参数
见6.3.1和6.3.2
吊车性能参数
主吊车
抬尾吊车
吊车型号
260
50
吊车工况
35吨配重
作业参数
工作半径（m）
10m
5m
吊臂长度（m）
43.7m
18.15m
额定起重量（t）
52吨
27吨
设备吊装重量分配
26吨
13.1
吊钩+吊索具重量（t）
1.5吨
0.3吨
吊装载荷（t）
39.1吨
负荷率（％）
75%
超起配重（t）
脂肪酸蒸馏塔吊装工艺参数表
设备参数
设备位号
C2106,E2106
设备名称
脂肪酸蒸馏塔及塔顶冷凝器
设备规格（mm）
塔下部：
∮2600×1500，塔上部：
∮1800×11600
设备本体重量（t）
18.150
设备梯子平台重量（t）
无
设备内部支撑件重量（t）
3.50
设备总重（t）
21.65
主吊点标高（mm）
抬尾吊点标高（mm）
吊耳、吊具参数
见6.3.1和6.3.2
吊车性能参数
主吊车
抬尾吊车
吊车型号
260吨
50吨
吊车工况
35吨配重
作业参数
工作半径（m）
10米
5米
吊臂长度（m）
43.7米
18.15米
额定起重量（t）
52吨
27吨
设备吊装重量分配
26吨
13.1吨
吊钩+吊索具重量（t）
1.5吨
0.3吨
吊装载荷（t）
39.1吨
负荷率（％）
75%
超起配重（t）
甲醇塔吊装工艺参数表
设备参数
设备位号
T-301
设备名称
甲醇塔
设备规格（mm）
∮1300×20000
设备本体重量（t）
15.269
设备梯子平台重量（t）
无
设备内部支撑件重量（t）
设备总重（t）
18.669
主吊点标高（mm）
22.4
抬尾吊点标高（mm）
吊耳、吊具参数
见6.3.1和6.3.2
吊车性能参数
主吊车
抬尾吊车
吊车型号
260吨
50吨
吊车工况
35吨配重
作业参数
工作半径（m）
10米
5米
吊臂长度（m）
43.7米
18.15米
额定起重量（t）
52吨
27吨
设备吊装重量分配
26吨
13.1吨
吊钩+吊索具重量（t）
1.5吨
0.3吨
吊装载荷（t）
39.1吨
负荷率（％）
75%
超起配重（t）
乙醇精馏塔吊装工艺参数表
设备参数
设备位号
T201
设备名称
乙醇精馏塔
设备规格（mm）
Φ800×10000
设备本体重量（t）
-
设备梯子平台重量（t）
-
设备内部支撑件重量（t）
-
设备总重（t）
3
主吊点标高（mm）
-
抬尾吊点标高（mm）
-
吊耳、吊具参数
见6.3.1和6.3.2
吊车性能参数
主吊车
抬尾吊车
吊车型号
260吨
50吨
吊车工况
35吨配重
作业参数
工作半径（m）
10米
5米
吊臂长度（m）
43.7米
18.15米
额定起重量（t）
52吨
27吨
设备吊装重量分配
26吨
13.1吨
吊钩+吊索具重量（t）
1.5吨
0.3吨
吊装载荷（t）
39.1吨
负荷率（％）
75%
超起配重（t）
5主要施工机索具及施工措施用料一览表
序号
名称
规格及型号
单位
数量
备注
1
吊车
260吨汽车吊
台
1
50吨汽车吊
台
1
2
道木
2500×200×150
根
40
垫设备
3
钢丝绳
φ48-6×37+FC、20米/根
根
4
主吊索具
φ48-6×37+FC、7米/根
根
4
抬尾索具
4
卸扣
55级
个
4
35吨级
个
2
10/5吨级
个
8
5
路基板
2.2米×7米×30~40毫米
张
22
吊车路基板
6
钢板
δ=16ｍｍ
米2
2
制作支撑梁
δ=70ｍｍ
米2
3
制作连接件
7
无缝钢管
φ325×18mm
米
6
制作支撑梁
φ219×10mm
米
6
制作支撑梁
6安全管理措施
6.1安全注意事项
260吨/50吨吊车履带板下应垫专用路基箱；
在吊装作业范围内设置临时专区，悬挂警示牌，禁止无关人员入内；
吊装前技术人员向作业人员进行详细的技术交底；
吊装前须向安全部门申报，经批准后方可吊装；
起重工、司索要持证上岗；
吊装前，指挥人员和司机之间应进行充分沟通；
吊装用钢丝绳扣要在符合规范的安全条件下工作，不得有断丝、严重锈蚀等情况，当一个扭距内的断丝超过规范准许范围时要按规范要求折减使用；
吊装前要核算作业半径，正式吊装前要进行预吊；
吊装过程中，作业人员应坚守岗位，听从指挥，发现问题应及时向指挥者报告，无指挥者的命令不得擅自离开（紧急停车信号除外）；
吊装过程中，吊车配重旋转范围内、扒杆和吊物下，人员和车辆不得停留；
指挥人员须站在司机易于观测的位置，如有必要可加人在中间传递信号；
吊装过程中哨语要响亮准确，指挥动作明确；
在吊装高处设备、钢结构过程中要用麻绳溜尾；
正式吊装前应进行试吊；
上高作业的人员必须身体健康、戴好安全带；
雷雨、大雾及风力大于10.8m/s级天气禁止吊装作业；
起重机司机应和起重工密切配合，严格执行起重机械“十不吊”规定。
其它未尽事宜按照《大型设备吊装工艺》执行。
6.2应急预案
根据本次吊装施工作业的特点，按照中国石化集团安全，环保与健康（HSE）管理规定，编制应急预案。
成立应急处理的组织机构
应急处理的方法:
组织参加施工人员学习应急预案，明确职责分工，熟悉掌握处理步骤，设立安全集结区，在事故状态下，根据事故的种类，由总指挥组织各专业组的施工人员进行下列应急处理工作。
进行报警，报告和引导，紧急撤离现场，在安全地带集结；
进行检查及处理；
进行灾害扑救和控制；
救护伤员，保护事故现场；
组织或协助进行事故调查；
对现场作业每个环节的安全措施分项检查，落实；
恢复施工作业。
6.3应急处理信息的传递
事故发生后，第一知情人应直接汇报总指挥，同时采取果断操作或指令，最大限度地保护自巳和他人的人身安全和设备的安全；
快速拨通紧急电话，简捷说明如下内容，事故现场的确切地点，事故状态，伤亡情况。
现场设报警电话一门，同时配备急救车一台，医护人员数名；
发生突发事故时，现场指挥立即急促长哨声或大声呼唤，指挥现场作业人员按预先制定的紧急撤离路线快速撤离到指定的集结区；
听到紧急撤离信号后，现场所有人员应保持冷静，立即停止工作，切断电源，按撤离路线快速撤离到指定的集结区，不允许乱跑动；
撤离人员到达集结区后，指挥人员清点人数，等待下一步指示，事故信号未解除，不得回到原工作岗位。
6.4吊装作业指挥管理体系
吊装总指挥
安全经理
质量经理
施工经理
项目总工
吊装责任工程师
吊装指挥
吊车司机
铆工班
起重班
6.5职责分工
职能
岗位
主要职责
决策层
吊装总指挥梁存福
全面负责大型设备的吊装施工
管理层
项目总工程师张洪宁
大型设备吊装技术、质量总负责
施工经理孔如德
负责吊装的劳动组织、协调、现场施工用电、用水保障。
质量负责人高启原
质量检查
安全经理鲁海龙
安全总监督
吊装责任工程师孔如德
大型设备吊装技术编制、技术指导
指挥层
专业安全员鲁海龙
吊装作业安全质量检查、监督
吊装指挥梁存福
试吊和正式吊装工艺指挥
作业层
班长孔建平
组织岗位作业
起重工江建秋
岗位作业
铆工王和群
设备就位
7计算说明书
7.1吊车地基处理
7.1.1260吨履带吊车的站位、行走路线和设备摆放位置见设备吊装平面布置图。
设备组装场地及设备吊装场地应坚实、平整，满足设备吊装的要求。
参考新疆昊睿生物柴油工程地质结构并结合260吨吊车参数，进行地基处理。
根据《新疆昊睿生物柴油工程勘察报告》：
吊车站位及行走路面以下为粉土夹粉砂或淤泥质粉质粘土，粉土夹粉砂地基土承载力特征值为12t/m2,淤泥质粉质粘土地基承载力特征值7t/m2，取较小值7t/m2。
7.1.2地基处理方法（260t吊车）
1）将上层回填土挖出，挖深1m；底层采用10t振捣压路机压实并浇水；
2）回填白灰、碎石与素土的混合物（三合土），分层回填，压实、浇水；
7.2平衡梁设计与计算
7.2.1260t级平衡梁的核算（最长使用4.5ｍ）
支撑梁用φ377×12mm的无缝钢管制作，材质为20号钢，其许用应力为：
[σ]=215/1.6=134.375MPa、[τ]=215/2.7=79.63MPa
支撑梁上的吊耳板用Q235B的钢板制作，其许用应力为：
[σ]=225/1.6=140.625MPa、[τ]=225/2.7=83.3MPa
横管校核：
φ377×12mm钢管中性轴的惯性距
惯性矩：
I=π（3774-3534）/64=229.3×106ｍm4
截面模量：
W=I/（377/2）=1.26×106ｍm3
截面积为A=π（3772-3532）/4=13753ｍm2
i=（I/A）0.5=（229.3×106/13753）0.5=129.1ｍm
λx=μι/i=1×4500/129.1=35
φ=0.952（查《钢结构设计手册》P954页）
设计与计算：
此平衡梁设计为300ｔ级，即G＝300/2=150ｔ
平衡梁上部钢丝绳与平衡梁夹角按60°考虑
则：
P×ｓｉｎ60°＝150ｔ
那么P＝172.5ｔ；
Pｘ＝86.25ｔ；
即平衡梁横管受正压力86.25ｔ＝862500N
弯矩：
M=Pｘ×114＝862500×114＝98325000Nｍｍ
σmax＝M/w+Pｘ/ΦA＝52.0+43.9＝95.9MPａ
平衡梁横管强度满足要求。
吊耳板核算
吊耳板A-A截面为最危险截面
A-A截面面积A＝119×100＝11900ｍｍ2
剪应力τ＝1000000/10710＝83.0MPａ
吊耳板强度满足要求。
螺栓连接计算
选用M27×125mm的普通螺栓。
其承载力设计值
Nbt＝πde2ftb/4＝4.59×170×102＝7.8×104N
钢管所受的最大弯距M=6.121×104Nm
最外侧螺栓所受到的拉力
N=My1/（n∑yi2）
=61210×229.952/[2×（229.952+198.532+126.642+50.812）]
=1.456×104N＜Ntb=7.8×104N
即最外面螺栓在弯距产生的拉力作用下是安全的。
每个连接点共16个螺栓，所受的剪力=f2-f4=10.56×104N
每个螺栓所承受的剪力Nv=Q/16=10.56×104/16=0.66×104N
每个螺栓的抗剪力设计值
Nvb=d∑tfbc=27×30×140＝11.34×104N＞Nv=0.66×104N
即螺栓在剪力作用下是安全的。
通过以上的计算可看出螺栓是安全的。
以上计算可知200t级的平衡梁强度足够。
7.3吊耳设计与计算
7.3.1主吊吊耳设计与计算
水解塔三段吊耳（十字筋板）设计于演算
单位
设备本体重量（取三段重量较大者）
800000.0
N
吊耳数量
2.0
个
每个吊耳承受垂直向上重量
400000.0
N
吊索与吊耳夹角
2.0
°
L值（吊耳端部到设备本体距离）
340.0
mm
吊耳管外径D
325.0
mm
吊耳管壁厚S
14.0
mm
吊耳管内径d
297.0
mm
加强筋厚度t
14.0
mm
管轴/内筋板材质
16MnR
16MnR许用拉应力〔δ〕
310.0
Mpa
垫板/筒体材质
16MnR
许用应力〔δ〕
310.0
Mpa
角焊缝系数
0.7
动载荷综合系数
1.2
竖向载荷
Fv=
400000.0
N
横向载荷
Fh=
13968.3
N
经向弯矩
M=Fv×L/2=
88000000.0
N·mm
吊耳强度校核
加强筋高度
H=
349.0
mm
吊耳管横截面积
A1=
13671.6
mm2
加强筋截面积A2=
9772.0
mm2
吊耳总截面积A=
23443.6
mm2
吊耳管截面惯性矩
J1=π（D4-d4）/64=
165625822.6
mm4
吊耳加强筋截面惯性矩
J2=tH3/12+t3H/12=
49673111.8
mm4
吊耳总截面模量W=（J1＋J2）/0.5D=
1324916.5
mm3
吊耳拉应力
δ=Fh/A=
0.6
Mpa
吊耳最大弯曲应力δLt=M/W=
66.4
Mpa
吊耳根部剪应力т＝
17.1
Mpa
根据第三强度理论
组合应力δ组＝〔（δ＋δLt）2＋4т2〕0.5＝
75.2
Mpa
δ组＜0.7〔δ〕
吊耳满足要求
7.3.2抬尾吊耳设计与计算
水解塔三段溜尾吊耳设计与应力核算（板式）
数值
单位
设备溜尾力T（取三段较大值）
45
t
溜尾吊耳数量
2
个
吊耳材质
16MnR
吊耳材质需用应力[δ]
315
Mpa
吊耳材质许用剪应力[τ]＝0.6[δ]
189
Mpa
吊耳厚度S
36
mm
L值
450
mm
地脚螺栓上加强圈宽度L2
190
mm
L1值
250
mm
D值
100
mm
R值
160
mm
吊耳加强圈半径R1
140
mm
吊耳加强圈厚度S1
20
mm
焊缝系数
0.7
动载系数
1.2
设备在将要竖直的瞬间吊耳最危险，
危险截面为纵截面，进行吊耳应力核算
吊耳承受竖向载荷N
265950
N
吊耳受力纵截面积A
16200
mm2
吊耳受力横截面积A1
6840
mm2
吊耳与设备裙座之间剪应力τ=N/（A+A1）=
11.542969
N/mm2
吊耳受力纵截面承受弯矩M=N×A/（A+A1）×L1=
46749023
N·mm
吊耳受力纵截面截面模量
W=SL2/6=
1215000
mm3
吊耳受力纵截面弯曲应力δ＝M/W=
38.476563
Mpa
组合应力
δ组＝（δ2+4×τ2）0.5＝
44.870997
MPa
0.7[δ]＝
220.5
MPa
δ组<0.7[δ]吊耳满足要求
起吊时II-II截面危险，进行应力核算
竖向载荷N1
265950
N
II-II截面面积A3
5760
mm2
剪应力τ
46.171875
Mpa
τ<[τ]吊耳满足要求
常压精馏塔溜尾吊耳设计与应力核算（板式）
数值
单位
设备溜尾力T
57
t
溜尾吊耳数量
2
个
吊耳材质
16MnR
吊耳材质需用应力[δ]
315
Mpa
吊耳材质许用剪应力[τ]＝0.6[δ]
189
Mpa
吊耳厚度S
40
mm
L值
400
mm
地脚螺栓上加强圈宽度L2
150
mm
L1值
250
mm
D值
80
mm
R值
150
mm
吊耳加强圈半径R1
120
mm
吊耳加强圈厚度S1
16
mm
焊缝系数
0.7
动载系数
1.2
设备在将要竖直的瞬间吊耳最危险，
危险截面为纵截面，进行吊耳应力核算
吊耳承受竖向载荷N
336870
N
吊耳受力纵截面积A
16000
mm2
吊耳受力横截面积A1
6000
mm2
吊耳与设备裙座之间剪应力τ=N/（A+A1）=
15.312273
N/mm2
吊耳受力纵截面承受弯矩M=N×A/（A+A1）×L1=
61249091
N·mm
吊耳受力纵截面截面模量
W=SL2/6=
1066666.7
mm3
吊耳受力纵截面弯曲应力δ＝M/W=
57.421023
Mpa
组合应力
δ组＝（δ2+4×τ2）0.5＝
65.077159
MPa
0.7[δ]＝
220.5
MPa
δ组<0.7[δ]吊耳满足要求
起吊时II-II截面危险，进行应力核算
竖向载荷N1
336870
N
II-II截面面积A3
5680
mm2
剪应力τ
59.308099
Mpa
τ<[τ]吊耳满足要求
升级会员 