空分装置冷箱安装方案王贤红.docx
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空分装置冷箱安装方案王贤红
中国化学工程第三建设有限公司
马钢比欧西空分项目
一号空分装置冷箱安装工程
施工方案（措施）
（建设单位签章）
批准：
会签：
审定：
审核：
编制：
中化三建马钢比欧西空分项目经理部
2005年12月23日
1、工程概述
2、编制依据
3、施工程序
4、施工方法及技术要求
5、施工进度计划
6、工程质量控制措施
7、安全技术措施
8、施工平面布置图
9、劳动力需用计划
10、施工机具、计量器具及施工手段用料计划
11、季节性施工技术措施
12、职业安全卫生与环境管理、文明环境措施
13、冷箱钢结构安装工程危害辩识、评价控制措施表
附：
一号空分装置冷箱结构安装平面布置示意图
一号空分装置冷箱结构安装进度计划
1、工程概述
1.1工程概况
本工程为马钢比欧西空分项目，装置规模为4万m3/h。
业主：
马鞍山马钢比欧西气体有限责任公司
设计单位：
北京中寰工程管理有限公司
监理单位：
马钢设计研究院有限责任公司
项目管理公司：
北京美盛沃利工程技术有限公司
施工单位：
中国化学工程第三建设公司
空分冷箱设备是该装置的关键设备之一，根据提供的设计图纸和资料，冷箱由NA-BOX和EA-BOX两部分组成，材质大部分为碳钢。
设计参数如下：
（1）NA-BOX，尺寸为9.11mx10.79m，高度为57.6m（局部为51.2m）,箱体由四面冷箱板、两块顶板和底部支撑桁架组成。
冷箱板每3米一层，共19层，采用螺栓及焊接两种连接形式。
在底部支撑桁架的顶部（15.2m标高），设有一层带低温防护的平台用于安装氩塔。
在冷箱内部，沿高度设有三道水平桁架拉接东西向箱体两侧墙板。
（2）EA-BOX：
EA冷箱钢结构外壳由侧墙、顶板、吊架和两个屋面桁架组成。
冷箱直接座在基础上。
EA冷箱的尺寸为7.2mx10.9m，高度约为15m。
为了指导现场施工，特编制此施工方案（脚手架搭设方案、防腐刷漆方案见相应方案）。
1.2工程特点
1.2.1冷箱结构高大，空中组对施工难度大，垂直度要求高。
1.2.2冷箱分片组装，吊车站位时间长。
1.2.3冷箱为四周封闭的钢结构框架，箱内塔、容器，管道密集布置，部分设备悬置在冷箱壁上，箱内施工作业狭窄，高空作业多。
1.2.4冷箱的安装应与冷箱内设备的安装交叉进行，施工中应做好工序安排，加强协调，并注意安全防护和施工成果保护，确保冷箱和设备的施工安全和质量。
2、编制依据
2.1冷箱施工图1376-1A02-CS-C1-
2.2《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001
2.3《化工工程建设起重施工规范》HGJ201-83
2.4《大型设备吊装工程施工工艺标准》SHJ515-90
2.5《石油化工施工安全技术规程》SH3505-2001
2.6《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82-91
2.7吊车性能表
3、施工程序
为了缩短工期充分发挥劳动力的有效性，合理利用大型吊车，此两个冷箱应按照施工程序进行组对安装。
3.1主冷箱NA-BOX施工程序
大吊车退场
3.2副冷箱EA-BOX施工程序
4、施工方法及技术要求
4.1施工方法
4.1.1主冷箱（NA-BOX）施工方法
主冷箱内部设备主要包括主塔、氩塔等，冷箱组装与设备安装应同步进行，冷箱最高平面为57.6米，因此施工难度大。
4.1.2总体施工方法为高空分片组装法，焊接采用手工电弧焊，安装质量必须符合施工图纸及有关规范规定。
4.2施工前准备
4.2.1施工前应仔细认真熟悉图纸，并对施工班组进行工程技术交底。
4.2.2施工前，所有参加施焊的焊工必须持证上岗。
4.2.3施工方案已批准。
4.3冷箱基础验收
4.3.1冷箱钢结构安装前，必须按土建基础设计文件及空分系统施工规范对基础表面尺寸进行检查，合格后方可安装，并及时办理中间交接验收记录。
4.3.2基础验收时，应认真检查下列各项应符合要求：
4.3.2.1基础周围回填夯实完毕。
4.3.2.2基础混凝土强度达到设计要求。
4.3.2.3基础支承面、地脚螺栓的验收技术要求如下表：
项目
允许偏差（mm）
基础支承面
标高
±3
水平度
L/1000（注：
L—基础长度）
预埋地脚螺栓
螺栓中心偏移
5
螺栓外露长度
+20
螺纹长度
+20
4.4材料验收
材料验收是保证工程质量的第一关，因此对进入现场的施工材料，应严格按照要求进行检查，不合格品退库或拒收，具体要求如下：
4.4.1进场的所有材料、冷箱板及高强螺栓等应具有符合要求的质量证明书。
4.4.2本工程中有少部分不锈钢板，碳钢与不锈钢要分类堆放。
4.4.3每块冷箱板的轮廓尺寸必须严格保证，允许误差不超过±3mm。
冷箱板的平整度允许误差不超过±2mm/m，且±5mm/3m。
4.5冷箱结构存放技术要求
钢结构存放场地应平整坚实、无积水。
钢构件应按层数、安装顺序分区存放，存放地面应垫枕木，应有足够的支承面，并应防止支点下沉。
相同型号的钢构件叠放时，各层钢构件的支点应在同一垂直直线上，并应防止钢构件被压坏变形。
4.6冷箱桁架组装要求
4.6.1冷箱桁架结构组装前应根据设计图纸进行，程序为先组对柱，然后组对横梁，最后组装斜支撑。
4.6.2组装前构件应检查合格，连接接触面的铁锈、毛刺、污垢等杂物清理干净。
4.6.3连接时，高强螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打，并不得气割扩孔，穿入方向宜一致并便于操作。
高强螺栓安装应按一定顺序施拧，宜由螺栓群中央顺序向外拧紧。
4.6.4结构分片组装尺寸的允许偏差应符合下表的规定：
测量项目
测量部位
允许偏差（mm）
两柱中心轴线
宽度AC、BD
±3
相邻梁与梁之间距离
AE、EG、GI、IK、CF、
FH、HJ、JL、LD
±3
对角线之差
AF-CE
AD-CB
≯5
≯8
整片框架水平度
±3
4.7组装及安装技术要求
考虑设备集中到货和冷箱到货顺序，先安装主冷箱①-②/A-C轴间的第1层冷箱板，进行初找正，严格控制其垂直度；接着吊装主冷箱②-③/A-C轴间5.6米以下桁架，安装并找正后，将3.2米以下部分作为一个整体进行找正。
然后，安装主冷箱①-②/A-C轴间冷箱板第2层~第5层，每层进行初找正，严格控制每层垂直度；主冷箱②-③/A-C轴间5.6米～15.2米桁架、15.2米层横梁及设备支座安装，与①-②/A-C轴连接成整体后整体找正，合格后进行灌浆；15.2米以上冷箱板依次安装至30.2米，北侧暂停安装，将东、南、西三面安装到39.2米暂停，依次将设备T3211、T4111、T4110、T3212等吊装入冷箱，安装北侧冷箱板至39.2米，再将冷箱板39.2米以上部分依次安装至57.6米。
4.7.1结构组装前应对成片的结构和钢构件再次进行检查。
如发现变形缺陷超过允许偏差时，应进行处理。
4.7.2组装时固定方式，第一和第二面各用四根缆风绳固定初找正。
钢框架找正采用仪器测量，垫铁调整。
先每片初找正再每层精找正，每一层钢结构都要进行经纬仪测量，严格控制其垂直度，下层合格后再安装上层。
4.7.3冷箱结构安装技术要求：
主要中心轴线位置允许偏差：
±3mm，框架垂直度允许偏差：
±20mm，框架水平度允许偏差：
±10mm；冷箱板的平整度允许误差不超过±2mm/m，且±5mm/3m。
4.7.4因钢结构安装与设备同时进行，在进行结构焊接时，为防止焊接飞溅迸到设备上，施工中对设备应采取保护措施。
4.8冷箱平台、栏杆、爬梯安装
冷箱的平台、栏杆、爬梯应随冷箱结构安装同时进行，冷箱板安装时，应将平台牛腿等一起连接上，以减少平台安装的高空作业量。
4.9高强度螺栓安装技术要求
4.9.1冷箱板的连接采用10.9级大六角头高强度螺栓。
4.9.2进库的高强螺栓应随机抽取部分螺栓进行螺栓预拉力值扭矩系数复验，每批复验8套，8套扭矩系数的平均值应在0.11～0.15范围内，其标准偏差值应小于等于0.01。
4.9.3大六角头高强度螺栓扭矩可按下式计算：
T=K×P×d
其中：
T——施工扭矩（N.m）；d——高强度螺栓螺杆直径（mm）。
K——高强度螺栓连接副扭矩系数的平均值，由试验得；
P——高强度螺栓施工预拉力（KN），如下表；
大六角头高强度螺栓施工预拉力（KN）表
螺栓
性能等级
螺栓公称直径（mm）
M12
M16
M20
（M22）
M24
（M27）
M30
10.9
60
110
170
210
250
320
390
4.9.4高强度螺栓安装时，应按当天高强度螺栓连接副需要使用的数量领取。
当天安装剩余的必须妥善保管，不得乱扔、乱放。
在螺栓安装过程中不得碰坏螺纹或沾染脏物，以防扭矩系数发生变化。
4.9.5安装高强螺栓时，螺栓应自由穿入孔内，严禁强行敲入，不得气割扩孔。
螺栓拧紧时应按一定的顺序进行，宜由螺栓群中央顺序向外拧紧，并应在当天终拧完毕。
4.9.6高强螺栓应进行初拧及终拧，初拧扭矩为施工扭矩的50%左右，复拧扭矩为初拧扭矩。
初拧或复拧后的高强度螺栓应用颜色在螺母上做上标记，然后按施工扭矩值做终拧，终拧后的螺栓应用另一种颜色在螺母上做上标记。
4.9.7安装高强螺栓时，构件摩擦面必须保持干燥，不得在雨中操作。
4.10焊接技术要求
4.10.1冷箱板钢结构材质为Q235-B，现场采用手工电弧焊，焊条为E43型，施焊的焊条应按要求进行烘烤并放在保温筒内随用随取。
冷箱板焊缝应作连续焊，焊接前，应清除坡口处的铁锈和毛刺，焊接完毕焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，并检查焊缝外观质量。
4.10.2因钢结构施工作业期间，正逢雨、雪季节，所以在雨天、雪天、大风天焊接时应采取保护措施，搭设防雨蓬，保证现场焊接条件及焊接质量。
4.10.3.焊接检查
4.10.3.1钢结构所有焊接工作结束后，应对所有的焊缝进行外观检查，不得有裂纹、夹渣、烧穿和针状气孔等缺陷，焊缝不得有飞溅物。
4.10.3.2焊缝咬边深度不得超过0.5mm，累计长度不得超过焊缝全长的10％。
4.10.3.3焊缝根部收缩允许偏差不得超过1mm。
4.10.3.4焊缝接头缺陷深度不得超过0.5mm，且每米焊缝不得超过1处。
4.11冷箱结构吊装
冷箱结构吊装，根据结构自身情况并结合设备吊装所用吊车情况，先用50t吊车安装，待50t吊车起吊能力达不到要求后，再采用150吨吊车。
5、施工进度计划
根据我公司的施工力量，工装设备，管理水平，施工经验，本着一切为用户服务的宗旨，对工程进行精心组织，安排合理的交叉作业，按照施工计划的控制节点的要求，完成冷箱结构的安装任务。
5.1施工进度计划
具体安装见施工进度计划表。
5.2工期保证措施
5.2.1实行工期目标管理，在工程开工前明确项目工期总目标、阶段目标，并把其分解到施工网络计划的节点控制目标上。
确定目标值，实行关键线路，关键节点跟踪管理，用节点的正点完成来保证总目标的实现。
5.2.2实行工期节点考核、奖罚制，节点的实现与个人的经济利益挂钩，提前工期有奖拖后工期罚款的经济手段来控制进度实现。
5.2.3组织精悍的技术水平高的施工力量，用集中精力打歼灭战的办法组织冷箱工程施工。
6、工程质量控制措施
6.1项目部成立总质保体系，并建立冷箱施工专业质保体系，确保质保体系正常运行，以控制质量的因素为手段，强化工序管理，实行质量的预控，切实加强质量的A、B、C三级管理。
6.2认真把好“五关”：
即图纸会审关、方案编制关、原材料及设备检验关、施工工序质量检查关和资料收集关，使质量在各个环节得到落实。
6.3实行质量目标控制，将质量目标按施工全过程的各个阶段进行逐层分解，将目标落实到班组和个人。
6.4施工前，认真向班组进行详细技术交底和安全交底，使施工人员理解规程和规范，熟悉图纸及方案，明确质量标准、操作方法，作好技术交底记录。
6.5施工前技术人员根据施工设计文件编制详细的施工方案，并报相关单位认可。
冷箱钢结构在组对、安装过程中，要严格执行方案，确保安装精度。
6.6施工中，确保计量器具配备齐全，按检定周期进行检定合格，并有检定有效合格标签，否则不得使用。
6.7施工人员资质控制，焊工应按现行国家标准《锅炉压力容器焊工考试规则》考试合格，持有合格证上岗；其它技术工种，如起重工、架子工、电工、气焊工等均应有特殊工种操作证。
6.8该结构的材质主要为碳钢，对该材质的各种焊接位置及相应焊条，焊接工艺评定公司均已做过，并有完整的工艺评定资料，在施焊前应根据施工现场的条件、焊接环境等实际情况，编制焊接工艺规程（WPS），指导现场的焊接工作。
6.9现场有专人对焊接材料（焊条）进行验收及保管，使用前按规定进行烘干，烘干后放在手携式保温筒内，随用随取。
6.10冷箱钢结构安装质量控制点
6.11马钢欧比西四万空分冷箱工程质量保证体系
7、安全技术措施
7.1凡参加施工的全体人员须经常进行安全教育，施工前，方案及安全措施必须向班组进行详细交底。
7.2高空作业时，要戴安全帽、穿防滑鞋、系安全带，作业前不得喝酒，登高作业人员须经身体检查合格。
7.3高空作业时，注意力应集中，上、下、左、右都要顾及，工种间配合好。
7.4现场配专职安全员一名，必须对施工的全过程进行监护。
7.5高空作业区，应划为禁区，有专人看管，非工作人员不得进入。
7.6吊装高空物件时，作业人员应服从命令，听指挥，动作协调统一。
7.7登高作业人员应有可靠的安全保护措施，且作业时间不可太长，应轮流换班。
7.8风雨天气不宜吊装和高空作业。
7.9安全员应配望远镜监视高空作业情况。
7.10高空作业时，高空与地面联系应采用对讲机。
8、施工平面布置图（见附图）
9、劳动力需用计划
序号
工种
人数
高峰期
备注
1
项目队长
1
1
2
技术员
2
4
3
材料员
1
2
4
保管员
1
2
5.
安全员
2
4
6
劳办员
1
1
7
电工
1
2
持证上岗
8
炊事员
1
2
9
铆工
8
12
10
电焊
4
8
持证上岗
11
气焊
1
2
持证上岗
12
起重
6
10
持证上岗
13
其他
16
24
14
合计
45
74
10、施工机具、计量器具及施工手段用料计划
10.1主要施工机索具一览表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
吊车
150t履带吊
台
1
2
吊车
50t汽车吊
台
1
3
吊车
25t汽车吊
台
1
4
载重汽车
10T
台
1
5
倒链
10t
只
2
6
倒链
5t
只
2
7
倒链
3t
只
2
8
倒链
2t
只
4
9
千斤顶
32t
台
3
10
千斤顶
16t
台
3
11
钢丝绳
φ24
m
100
12
钢丝绳
φ17.5
m
100
13
钢丝绳
φ13
m
500
做涨绳固定冷箱
14
钢板卡
付
4
15
硅整流焊机
GS-500SS
台
10
16
去湿机
台
1
焊材库干燥
17
保温桶
只
12
焊条存储、保温
18
吊带
10
条
2
19
吊带
5
条
2
20
吊带
3
条
2
21
吊带
2
条
2
22
吊带
1
条
4
23
烘箱
30Kg
台
2
焊材烘烤
24
角向磨光机
φ100
台
5
25
砂轮切割机
φ400
台
1
26
大锤
12镑
把
10
27
卡环
10t
只
4
吊装卡具
28
卡环
3t
只
4
吊装卡具
29
电动扳手
套
2
10.2计量器具一览表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
角尺
把
8
2
盘尺
30m
把
2
3
盘尺
50m
把
2
4
钢卷尺
3m
把
10
5
钢卷尺
5m
把
10
6
钢板尺
1m
把
10
7
经纬仪
台
1
8
水准仪
台
1
9
氧气表
块
2
10
乙炔表
块
2
11
扭矩扳手
套
2
10.3措施用料一览表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
钢板
20mm
m2
20
加工垫铁
2
钢板
18mm
m2
10
加工垫铁
3
钢板
12mm
m2
10
加工垫铁
4
钢板
10mm
m2
10
加工垫铁
5
钢板
6mm
m2
10
加工垫铁
6
螺纹元钢
24mm
m
20
撬棍用
7
元钢
20mm
m
50
临时爬梯
8
道木
250*250*2500
根
50
11、季节性施工技术措施
本次施工从12月开始，历经寒冬、雨雪季节，为保证施工进度和工人健康要采取一定措施。
11.1雨、雪（天）施工技术措施：
11.1.1在施工暂设附近及道路两侧（包括临时施工道路）设排水明沟，使雨水及时排出场外，并保持水沟畅通，防止积水、上冻。
11.1.2雨、雪（天）来临前对所有的施工用电系统进行全面检查，保证输电线路的绝缘良好。
11.1.3采用竹结构或钢管制小型活动防雨棚，作为小型机具防雨、雪用。
11.1.4雨、雪（天）进行焊接施工时要保证焊条的干燥程度，还要特别注意焊口的干燥状况，否则用氧、乙炔火焰烘干，以免产生气孔。
11.1.5大雨、雪（天）时，严禁吊装设备、攀登金属、焊接等工作，并应停止露天高处作业。
随时针对气象变化，对施工中不可受雨水冲刷的结构，应加以覆盖。
11.1.6焊接时应避风、雨、雪的影响，相对湿度不高于90%.
11.2雨、雪（天）施工安全措施
11.2.1防滑防坠落措施：
施工现场道路、排水系统应当畅通，坡道及脚手架马道应铺设炉渣灰或斜道钉板条防滑。
11.2.2应经常检查脚手架、跳板的使用状况。
如有松动、下沉、严重锈蚀、腐烂或变形等，应及时处理和更换。
11.2.3登高作业实行分级管理，认真办理登高作业许可证。
高处作业人员必须正确使用安全带，严禁穿高跟鞋或硬底皮鞋登高作业。
11.3防触电措施
11.3.1施工现场应使用的配电箱、配电柜内必须安装漏电保护器。
漏电保护的标准设定在小于60Ma的范围内，且要定期和不定期的由专业安全人员进行漏电检测试验，一旦发现漏电保护达不到上述要求，立即进行检查，排除故障隐患或更换漏电保护器，做到防患于未然。
11.3.2现场的所有配电箱、开关箱应安装在干燥、通风、不易碰撞和淋雨的地方，移动式配电箱应装在坚固的支架上，开关箱与地面的距离宜大于0.6m小于1.5m，确保雨水不浸入配电箱。
11.3.3开关箱、配电箱的引出线应在箱体下底面，接头处无破损漏电现象，箱内应保持清洁，箱外应有防雨措施，工作完毕应锁好箱门。
11.3.4阴雨天或者空气湿度较大的天气从事送电或停电操作时，工作现场应保持有两个人，一个人进行操作的同时另一个人进行监护。
操作人员应穿戴绝缘手套和绝缘胶鞋。
11.3.5雨天在露天工作环境下，尽可能的避免使用电动工具。
11.3.6每台用电设备应实行“一机一闸”，严禁“一闸多用”，一旦阴雨天气因电缆线路或是用电设备的绝缘情况不好的情况下，导致空开跳闸不会影响其他设备或电动工具的正常施工。
11.4防大风措施:
11.4.1注意收听大风预报及各种风暴预报，提前做好预防措施。
11.4.2严禁在风力六级和六级以上进行吊装作业。
钢结构和梁等吊装，不得在风力五级和五级以上时进行。
11.4.3现场的临时设施要加缆风绳固定，防止受大风破坏。
12、职业安全卫生与环境管理、文明环境措施
12.1施工现场应按施工平面图设置，严禁乱搭乱建。
12.2施工现场必须遵守国家有关环境保护的法律规定，采取有效措施，控制施工现场的各种尘毒、废物以及噪声、振动对环境的污染和危害，减轻对周围装置的正常生产。
12.3对于参加本项目施工的所有人员须反复进行安全教育，施工前应对施工班组进行安全技术交底。
进入现场必须正确佩戴安全帽，登高作业必须佩带安全带和悬挂安全网。
现场必须配一名专职安全员，时时对施工的全过程进行监控。
12.4施工现场应遵守国家有关环保法规，进入施工现场应主动与当地环保部门取得联系，遵守地方环保管理规定。
现场应设置连续通畅的排水设施，生产污水应设置排水沟排至当地正式的排水系统中。
12.5吊装作业时，作业人员应服从命令，听从指挥。
12.6风、雨天气应尽量避免吊装及搭设脚手架等高空作业。
12.7现场施工垃圾和生活垃圾及其它废弃物品应每天定时清理，分类堆放，保持现场文明、清洁。
现场不得乱扔垃圾，垃圾要放在垃圾桶里。
12.8电气设备必须接零或接地，夜间作业需有良好的照明，现场做到文明施工。
12.9搭设脚手架人员必须经过按国家标准GB5036考核合格的专业架子工，上岗人员应定期体检，合格后方可持证上岗。
12.10作业层上的施工荷载应符合要求，不得超载，并严禁在架体上悬挂起重设备。
12.11搭设脚手架时，地面应设围栏和警戒线，并派专人看管。
12.12氧气、乙炔气瓶应放置在背阳处，否则应搭设防晒遮阳棚，氧气瓶和乙炔瓶要分开10m以上存放
12.13严格现场文明施工标准化管理，做好创样板现场工作。
13、冷箱钢结构安装工程危害辩识、评价控制措施表
为保证冷箱钢结构安装工程零事故目标的实现，针对本工程的性质、特点对施工中的危害因素进行辩识，特制订控制措施以保证工程顺利施工。
危害辩识、评价、控制措施表
序号
危害来源
可能发生的事故
危险程度
控制措施
1
电器设备
触电、系统停电、电器火灾
大
1.施工现场必须采用TN-S系统；
2.采用两级保护及漏电保护措施；
3.严格专业人员操作及建立现场监督措施。
2
施工现场
人员伤害车辆损害
中
大
1.施工道路应平整、道路通畅
2材料堆放整齐、稳固；
3.做到工完料尽场地清。
3
施工机具
机械伤害
火灾爆炸
大
1.做到机械设备完好，安全保险装置齐全有效。
2.危害部位按规定进行防护。
施工现场设置防火器材。
4
登高作业
高处坠落
砸伤人员
砸坏设备
中
大
1.脚手架的搭设和防护要符合标准；
2.脚手架经安
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