三维703气化炉吊装方案最终版.docx
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三维703气化炉吊装方案最终版
一、吊装工程概况
1.1吊装简介
气化系统框架承重结构为21.800m以下部分为钢筋混凝土框架结构，以上部分为钢框架结构，钢接柱脚。
框架共9层，顶标高为+47.8m。
在四层+21.800m处，安装气化炉二台。
气化炉吊装计划采用跨外吊装，结构在21.800m以下的混凝土施工完后，21.800以上的钢结构框架停止吊装施工，可在地面进行钢结构预制，待气化炉吊装就位后方可施工。
气化炉中心到框架边距离为5650m。
现场场地为沙质土地，较松软。
单台气化炉吊装重量约120t/台，公称直径2800mm，高度16202mm，设备本身自带两个吊耳。
本方案以此为计算标准，进行吊装机械、索具选择。
1.2气化炉主要工艺参数：
容器类别
三类
容器净重量（吨）
210.76（隔热材料91.5）
设计压力
6.9MPa
吊装质量（吨）
120
壳体设计温度
425℃
工作介质
O2、H2、CO、CO2、H2O、H2S、N2、炉渣
壳体直径
2800*86mm
设备长度
16202mm
二、编制依据
2．1设计单位提供的设备图纸和土建结构图纸以及其他相关设计文件；
2．2《压力容器安全技术监察规程》（1999年版）；
2．3《技术系统管理标准》QG/13J04-2006；
2．4《化工工程建设起重施工规范》（HGJ201－2001）
2．5《钢结构设计规范》GBJ17-1988
2．6《炼油、化工施工安全规程》
2．7《公司常用吊车性能表》
2.8《起重吊装常用数据手册》
2.9《化工塔类设备安装及验收规范》HGJ211--85
三、气化炉吊装前应具备的条件
3.1设备图、设备、平立面布置图、技术要求、设备说明书、及有关安装标准规范等必要的资料。
3.2与设备安装有关的设备基础经检验合格，满足安装要求，并已办理基础中间交接手续。
3.3气化炉安装已在当地地市级质量技术监督局办理安装告知手续，并得到批复。
3.4设备经检查符合设计图纸要求并具备起吊条件。
3.5施工场地平整，道路已经修好，吊装场地换填硬化强度值应达到30吨/m2以上。
3.6吊装索具已按施工方案要求配备好并应有合格证明。
3.7起重机的机械和安全装置，经检查符合安全操作要求。
3.8吊装场地根据现场标高可采用换填方法硬化地面，底层用砾石石回填300mm，上铺河砂200mm，铺完每道工序均需用压路机压实，铺设面积16米х33米。
3.9吊装前必须进行安全技术交底及办理吊装许可手续，同时应在正式吊装前进行试吊一次。
3.10核对塔裙底座环上的地脚螺栓孔距离尺寸与基础上预埋地脚螺栓相符。
3.11人、机、料、电准备到位。
3.12设备在吊装前，必须做好全面仔细的检查核实工作。
检查设备本体安装基准标记、方位线标记是否正确，同时应做好设备基础的清理、放线、铲麻面及放垫铁等工作。
四、气化炉的吊装方法及施工程序
由于该设备安装在框架内，安装标高21.800米，施工场地狭窄，施工工期紧，并根据现场实际及现有吊车情况，决定采用1台吊车单机提吊就位，一台汽车吊车配合遛尾（详见气化炉吊装立面示意图）。
根据现场地形及路况,气化炉由气化框架南侧,设备由西往东进入现场。
先后顺序为F0701B、F0701A。
施工程序：
方案编制、报批及技术交底——场地平整及基础验收、起重机进场接杆——气化炉进现场——挂设索具及试吊、正式吊装——起重机离场。
五．气化炉吊装计算
5.1吊装计算荷重
Q=（G+g）×K1
=（120+7）×1.2×104
=153×104N
式中：
Q—吊装载荷
G--设备净重；
g—吊钩、索具、支撑梁重
k1--动载系数。
考虑主吊车钩头约（250吨吊钩）重6吨，索具重约：
1吨。
查动载系数取k1=1.2（考虑设备就位位置较高，在21.8米位置）。
5.2经考察：
根据现场实际情况，业主预计采用CC2500型履带吊为主吊，170吨（SA1700）汽车吊留尾。
吊车型号：
CC2500型履带吊，自身长（履带前端到后配重边缘）约18.6-22.6米，自转半径最大17.4米。
SSL工况下：
杆长70米，吊装半径16米，额定载荷为242吨。
吊车型号：
CC2500履带吊在SSL工况下，吊装半径16米时，起重载荷为242吨，大于吊装计算载荷153.7吨，可满足现场吊装需要。
170吨留尾车受力，根据力平衡原理，其受力为Q/2=153×104N/2=76.5吨。
查170吨吊车性能表，旋转半径SA1700型汽车吊，在吊装半径7米，出杆13.6米时可以吊装84吨。
可满足吊装要求。
5.3工作半径计算：
5.3.1吊装示意图的中符号解释：
a.
地面到安装楼面的高度
b.气化炉吊装时，气化炉底面与21.8米楼面间的距离
（包括地脚螺栓的高度）
c.气化炉的高度
d.平衡梁到气化炉上口的距离
e.吊钩与平衡梁的间距
f.吊钩到吊车臂顶部轴心距离
g.设备中心到21.8米框架边缘的距离
h.吊车臂到21.8米框架边缘的距离
i.吊车自身的高度加地坪高度。
j.吊车臂截面宽度
L.吊车臂的长度
R.吊车自转半径
示意图
θ.吊车臂仰角
h1.吊装高度
5.3.2根据图纸、现场环境及吊车相关资料查得a=21.8米、气化炉与21.8米层楼面距离b=0.5米、气化炉高度c=16.202米、平衡梁到气化炉上口距离d=1.5米、吊钩与平衡梁的间距e=2.6米、吊钩到吊车臂顶部轴心距离f=4.6米、设备中心到21.8米框架边缘的距离g=5.65米、吊车臂到21.8米框架边缘的距离h取值范围为0~2米、吊车自身高度减去现场地面标高i=1.09米、吊车臂截面宽度j=2.8米。
5.3.3计算吊车的自转半径R及吊车臂长度L
根据上述条件得：
吊装高度h1=a+b+c+d+e+f-i=21.8+0.5+16.202+1.5+2.6+4.6-1.09=46.112米
吊车的自转半径R根据吊车臂到21.8米框架边缘的距离h的取值范围如下：
①.当h=0米时
解得R=13.337米
②.当h=2米时
解得R=17.16米
当R=13.1米时，吊车臂长度L=
=
=48米
当R=16.82米时，吊车臂长度L=
=
=49.2米
5.3.4综上所算，吊车自转半径R取值范围为13.337米~17.16米；吊车臂长度L取值范围为48米~49.2米。
根据吊车起重性能工况表选杆长70米，工作半径为16米，满足吊装条件，工作示意图见附图。
由于工作半径为16米，大于抗杆时的半径13.337米，故不抗杆。
5.4钢丝绳选择
5.4.1按照《起重机吊装常用数据手册》钢丝绳的安全系数k取6。
5.4.2如图：
钢丝绳与平衡梁的的夹角为60º,Fv
上吊索一弯两股使用时，每股钢丝绳受力:
S=Q/2/sin60/n=153000/2/sin60/2=44168.59公斤力Fh
S每股钢丝绳受力（应小于钢丝绳许用拉力P）
K钢丝绳的安全系数k=5（新钢丝绳）
Q吊装物重力此处等于153000公斤力
n吊装钢丝绳股数
单根钢丝绳破断拉力
Sb=PK=44168.59×6=220842.96公斤力
钢丝绳选择抗拉强度为1700Mpa时,经查《起重机吊装常用数据手册》6*61钢丝绳抗拉强度1700Mpa，主要数据表中:
钢丝绳直径61mm,钢丝直径2.2mm,破断拉力为236000公斤力大于220842.96公斤力,钢丝绳一弯两股状态下使用,可满足吊装要求。
吊装绳使用：
吊钩至支撑梁单根绳长18米，每侧一根，两弯四股使用，钢丝绳接头用马齿卡环连接。
5.4.3如图：
下吊索两弯4股使用时每股钢丝绳受力
S下=Q/2/n=153000/2/4=19125公斤力
S下每股钢丝绳受力（应等于或小于钢丝绳许用拉力P）
Q吊装物重力此处等于153000公斤力2800
n吊装钢丝绳股数2800
钢丝绳破断拉力
Sb=PK=19125×6=114750公斤力
Sb钢丝绳破断拉力
P钢丝绳许用拉力（这里取S下）
K安全系数此处取K=6
钢丝绳选择，经查经查《起重机吊装常用数据手册》6*37钢丝绳抗拉强度1700Mpa，钢丝绳数据表标准钢丝绳直径Φ47.5mm：
规格47.5mm-6*37+1抗拉强度1700Mpa，破断拉力143000公斤力大于114750公斤力，满足要求。
长度为16m/根。
5.4.4留尾车用钢丝绳，采用2根1弯2股使用时每股钢丝绳受力
S尾=Q/2/COS10°/n=153000/2/0.9848/4=19420.2公斤力
S尾每股钢丝绳受力（应等于或小于钢丝绳许用拉力P）
Q吊装物重力此处等于153000公斤力
n吊装绳根数。
钢丝绳破断拉力
Sb=PK=19420.2×6=116521.12公斤力
Sb钢丝绳破断拉力
P钢丝绳许用拉力（这里取S尾）
K安全系数此处取K=6
钢丝绳选择，经查经查《起重机吊装常用数据手册》6*37钢丝绳抗拉强度1700Mpa，钢丝绳数据表标准钢丝绳直径Φ47.5mm：
规格47.5mm-6*37+1抗拉强度1700Mpa，破断拉力为143000公斤力大于116521.12公斤力，满足要求。
长度为16m/根，需2根。
5.4.5吊装支撑梁选择
为避免设备吊装立起过程中钢丝绳卡在设备上，以及避免损伤设备，出现力系剧烈变动,所以增设吊装支撑梁。
验算如下：
（1）、钢丝绳吊装时对支撑梁产生的压力
由于钢丝绳与垂直线之间的夹角为30º
支撑梁轴向受力Fh为：
Fh=Q/2/tan60°=153/2/1.732=44.17（吨）=44170*9.8=432866N
（2）、由于支撑梁钢管只受轴力作用，根据强度条件确定钢管的横截面积为《起重机手册》：
A≥Fh/[σ]=44.46*1000/1400=31.75cm2
[σ]钢材许用应力，[σ]=140MPa
（3）、根据现场现有材料，即采用Φ406*17，材质为20#钢的管，作为本次吊装气化炉的平衡梁。
其截面积为：
A=Л（d2-d12）/4=3.14*（4062-3722）/4=20775.3mm2=207.753cm2
（4）、选用管为Φ406*17，截面积为207.8cm2满足要求。
验算临界应力计算，《钢结构吊装工程》
根据欧拉公式
σlj=∏2EI/L02*A=9.8696*208000N/mm2*393729583.3mm4/9000000mm2*20775.3mm2
=4322.9N/mm2
σlj压杆临界应力
∏圆周率
E物质弹性模量20号钢管208000N/mm2
I惯性矩∏（D4-d4）/64=393729583.3mm43400
L0压杆长度3300mm1500
A压杆面积mm2计算得20775.3mm2
钢管用Φ406*17实际使用中承受的应力：
2645
σ实=44.46*104N/20775.3mm2=21.4N/mm2
σ实小于压杆临界压应力4322.9/21.4=202倍，确认选用安全。
（5）、压杆的整体稳定性计算：
为保证压杆在轴向压力Fh作用下不致失稳，必须满足下述条件：
N/фxA+βmxMx/W1x（1-φx*N/NEX）+βtyMy/W1y≤f
N吊重对横吊梁的轴向压力；
Mx、My分别为横吊梁自重产生的跨中弯矩和侧向弯矩；
W1x、W1y分别为横吊梁在水平和垂直方向的截面抵抗矩；
фx在弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；
A吊梁横截面积;
βmx弯矩作用平面内的等效弯矩系数；
βty弯矩作用平面外的等效弯矩系数；
NEX欧拉临界力，NEX=л2EA/λ2x；
E钢材的弹性模量;
f横吊梁受弯强度设计值，查《钢结构设计规范》得f=215N/mm2;
λx横吊梁于x方向的长细比。
1）、N吊重对横吊梁的轴向压力
N=Fh=432866N
2）фx在弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数
截面回转半径ix=1/4（d2+d21）1/2=1/4（4062+3722）1/2=13.77cm（d、d1分别为管子外、内径）。
横梁的长细比λx=l0/λx=330/13.77=23.97（<[λ]=120）
因λx=21.78，查《钢结构设计规范》得фx=0.973βmx、βty=1
NEX欧拉临界力，NEX=л2EA/λ2x=л2*208*103*20775.3/21.782=89907233.28N
钢管自重力为g=（372+17）л/1000*17*7.85=163.087Kg/m
由横吊梁自重产生的跨中弯矩为：
（考虑附加动力系数1.2）
Mx=1/8*g总*l02=1/8*163.087*9.8/1000*1.2*33002=2.61*106N.mm
侧向弯矩My=1/10MY=2.61*105N.mm
W1x、W1y横吊梁在水平和垂直方向的截面抵抗矩为：
W1x=W1y=л/32（d3-d14/d）=1939.5cm3
将上面数据代入整体稳定性计算公式得（轴向压力考虑动载系数为1.5）：
432866*1.5/（0.973*20775.3）+1*2.61*106/｛1939500*（1-0.973*435708/89907233.28）｝+1*2.61*105/1939500=32.12+1.36+0.14=33.62<=215N/mm2（安全）
弯矩计算:
根据平衡梁的结构形式,是等截面直梁，最大弯矩发生在平衡梁跨中的截面上，因此只算此截面抗弯强度即可，此截面弯矩为Mx=2.61*106N.mm
根据《工程力学》钢材抗弯强度公式，有最大允许弯矩为
Max/Wx<[σ]=140Max=140*1939.5*1000=2.72*108N.mm
2.61*106<2.72*108（安全）
剪应力计算：
根据《工程力学》剪应力计算公式，考虑动载系数1.5，有：
τ=1.5*Fs/A=1.5*（120+7）/2*1000/207.753=459Kg/cm2<[τ]=850Kg/cm2（安全）
[τ]=850Kg/cm2查《重型设备吊装工艺与计算》
为增大抗剪力。
支撑梁端面焊制挡板,并在管内设置井字支撑。
挡板和井子用20厚钢板拼制，井字长400mm，与管壁满焊固定。
支撑梁钢管选择Ф406*17碳钢管。
如下图：
3003000300
406*17
六、质量控制要求
6.1吊装前检查，应组织有关人员进行全面检查，包括机具、索具、站位、路面、设备基础、地脚螺栓及准备使用的吊车等。
是否正常。
6.2工件的检查、试验、设备中心线的标志以及吊装前的准备工作是否准备完毕。
6.3供电部门必须保证供电，要对当天气情况进行了解（注意当天的天气预报）。
6.4指挥者及有关施工人员要熟悉其工作内容。
6.5凡参加吊装的人员，必须坚守岗位，并根据指挥者的命令进行工作。
6.6指挥者应把信号向有关施工人员交代清除，必要时可进行预演。
6.7吊装前，仔细核对设备装配图、设备管口方位、工艺配管图，确定设备的管口方向，以便设备顺利就位。
6.8在吊装过程中，任何岗位出现故障，必须立即向指挥者报告，没有指挥者的命令，任何人不得随意离开岗位。
七、施工技术要求
7.1根据设备的重量、体积、安装标高、现场条件及施工进度，起重机的规格、型号，及时向起重施工的作业人员进行技术交底，使参加施工的全体人员均熟悉吊装全过程。
7.2施工负责人按吊装工艺要求，指挥设备的摆放及吊车的准确站位。
7.3设备吊装前，施工负责人应与技术人员及有关部门的人员核实设备重量、方位。
基础经检验合格具备安装条件后方可组织指挥吊装。
7.4起重机站位及行走范围内的地面耐压力不小于300Kpa，当达不到要求时，应铺设钢板。
7.5起重机在吊装作业时，臂杆的起落及车体的回转不得同时操作，应分开进行。
在吊装的全过程中，臂杆与设备的空间距离不得小于0.2m。
7.6采用起重机递送设备尾部时，吊离地面距离不宜过高，一般情况下控制在200mm以内。
7.7吊装时，要平稳，工作时启、停动作要协调一致，避免工件振动和摆动，就位后及时找正和找平。
工件未固定前不得解开吊装索具。
7.8吊装时，施工人员不得在工件下面、受力索具附近及其他有危险的地方停留。
八.劳动组织及岗位责任制
8.1总指挥一人，全面负责工程质量、安全、进度和作业岗位人员、工具、材料的调配，保证安全稳妥完成吊装任务。
8.2执行指挥2人，分别负责指挥主机和副机的站位操作，做到指挥准确无误。
8.3起重机司机2人，在执行指挥的指挥下，保证起重机站位达到技术要求，操作准确无误，做到令行禁止。
8.4起重作业岗位8—12人，负责配合起重机站位，支腿和索具的悬挂及摘钩。
8.5技术岗位1人，负责施工技术交底，现场技术指挥。
8.6质量安全岗位1人，负责施工过程的质量检查及安全监督并参加吊装前的安全联合大检查。
8.7凡参加吊装的施工人员必须坚守岗位，并听从指挥，统一行动，确保设备吊装的安全可靠。
8.8设备吊升时应平稳，避免振动和摆动，在设备就位前，设备底座离地脚螺栓顶200～300mm时，应暂停，待设备螺栓孔与基础地脚螺栓对正后，缓慢落下设备，保证设备平缓地落在基础上。
九.安全技术规定
9.1吊装作业前，参加施工的全体人员，包括吊车司机，必须接受安全技术交底，明确各岗位职责和协调配合要求。
9.2施工前凡参加登高作业的人员必须经过身体检查合格。
登高作业者应衣着利落，头戴安全帽，脚穿防滑鞋，腰挂安全带。
9.3高处作业人员不得站在不坚固的结构物上作业，在没有安全防护设施的条件下，严禁在钢结构桁架的上弦，支撑、檩条、挑梁、砌体、未固定的构件上行走或作业。
9.4高处作业人员，应使用工具袋。
小型工具应放在工具袋内，较大的工具应用绳子挂在固定的构件上，严禁上下抛掷任何工具和材料。
9.5设备进入现场前，检查并清除作业场地的障碍物，以利安全操作。
9.6设备吊装前，应检查绑扎点是否牢固，不得在被吊物上挂零散物品。
9.7吊装前执行指挥应与起重司机统一信号，指挥时必须做到旗语准确、哨声清脆、旗语与哨声协调动作。
9.8在起重吊运作业中，必须做到“五不吊”，严禁超载作业。
9.9起重臂最大仰角不得超过原制造厂家的规定，一般最大仰角不得超过78°。
9.10吊装时，划定作业区域，采用彩条旗围挂，以示警戒线，无关人员严禁进入；所有人员不得在起重臂及被吊物下停留或通过。
9.11吊装前应组织有关人员进行安全联合大检查，并签发吊装许可证。
9.12被吊物就位后，未经指挥人员许可不得摘钩。
进行摘钩时，下方严禁其它人员作业。
9.13如遇6级以上风时，必须停止作业，并要卸下载荷，把起重臂放在托架上。
十.HSE管理
10.1一般规定
10.1.1设备构件吊装应按规范要求选用合适的机、索具，钢丝绳的选用应有足够的安全系数，所选安全系数必须符合国家有关规定，并必须有公司规定的检查合格标识。
10.1.2.吊装指挥作业做到信号规范、统一，布置吊车前，应查清地下工程的隐患情况，防止地面塌陷。
10.1.3使用脚手架应搭设规范，牢固绑扎跳板，并应在专业安全人员检查合格后使用。
10.1.4吊装区域设置警戒线，非有关人员不得入内；
10.1.5吊装作业必须稳定操作，不得有较大震动及摇摆，风力大于六级和雨天不得吊装；
10.2HSE危害与分析及控制措施
10.3HSE危害与分析及控制措施见下表
危害分析及控制措施
序号
施工内容
危害分析
预防及处理措施
1
吊车站位
1.地基不实或有窨井，容易造成吊车倾翻，
2.吊车站位不准确，造成设备卡杆
实地查看，对地基不实或有窨井处，铺设钢板
吊车站位时，应实地测量，严格执行方案。
2
吊装作业
因增加其他吊物产生超重
按方案内容检查吊物，吊装前，按规定进行试吊，检查钢丝绳的受力松紧度和吊车的受力吨位是否与方案相符。
3
吊车工作区域
吊物下方或吊臂下落物伤人
设立警戒区，无关人员严禁入内；
设专职安全员，进行监督。
4
吊具检查
起重设备带病或超载作业，造成事故
吊装前严格检查各种机械和绳索具，吊装前必须试吊。
5
吊装环境
雨、雪或四级以上风时，容易发生坠落或设备吊装失稳
停止作业
6
吊装指挥
误指挥发生事故
专人指挥，行动一致
十一.施工劳动组织和分工
劳动组织一览表
序号
岗位名称
人数
岗位职责
岗位资质
责任人
1
施工负责人
1
负责劳动组织、进度计划、质量安全等全面工作。
项目经理
姜振堂
2
技术负责人
2
由项目经理部所属的质安部、工程管理部及总工程师等有关人员参加。
负责施工方案的编制及审批，解决施工技术和施工生产问题，指出施工中的隐患及改正措施，协调施工中出现的问题，参加质量安全大检查，签发吊装许可证。
工程师
孟德政
张绍雷
3
安全员
1
监督检查施工现场的安全工作。
专职安全员
陈子彬
4
吊装总指挥
1
执行总指挥命令，具体指挥吊装全过程的工艺操作，指挥预备队处理意外故障，直至设备顺利就位，确保安全。
项目经理
姜振堂
5
吊装副指挥
2
执行吊装指挥命令，主吊车指挥一人，辅助吊车指挥一人。
负责吊装指挥。
并及时向吊装指挥汇报情况。
宋兆敏
高建国
孟德政
6
系统操作
12
及时摆放道木、索具捆绑，移位等
特种作业
何波等
7
保运组
4
检查、测试、排除机械与电气故障，保证正常用电
路长强等
8
监测组
4
正确使用监测仪器，及时测量吊装数据，控制吊装工艺参数，作好记录并及时向吊装指挥报告
技术
张绍雷
马小猛
9
预备队
4
执行命令，排除吊装故障，协助设备就位
安吉波
10
配合就位
3
（电、气焊等配合工种）执行命令，配合设备就位
师恩林
11
保卫组
4
负责整个吊装过程中的警戒工作。
刘德军
指挥程序
十二.施工计划
施工计划按照项目经理部的总体计划执行。
十三.主要施工机索具一览表
主要施工机索具一览表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
钢丝绳扣
∮61—6×61+1—185
米/根
24/2
主吊装绳
2
钢丝绳扣
∮61—6×61+1—185
米/根
16/2
主吊装绳
3
钢丝绳扣
∮47—6×37+1—185
米/根
16/2
辅吊装绳
4
钢丝绳夹
Ф61Y-60
个
36
GB5976-86
5
棕绳
∮26
米/根
70/2
7
道木
200×150×2500
块
100
8
吊车
450t履带吊CC2500
台
1
主吊
170t汽车吊LTM1300/1
台
1
辅吊
25t汽车吊
台
1
支腿、铺路
9
无缝钢管
φ406×17
m
4
20＃钢
10
钢板
δ=20
m2
120
11
双头螺柱
M20*5
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