烟囱钢内筒施工方案.docx

1、烟囱钢内筒施工方案液压提升就位倒装法安装烟囱钢内筒段友才1.前言本工法主要介绍套筒式烟囱钢内筒的安装方法-水平滑移就位，倒装分段组焊，液压提升就位法。结合我公司已经施工的四川普光天然气净化厂的钢内筒的施工，介绍了液压提升倒装法的工艺原理、施工工艺流程、施工质量措施和安全措施，为以后我公司再进行该类工程施工提供一定的技术措施和经验。2.适用范围本工法介绍了套筒式烟囱钢内筒安装工艺和质量标准。适用于石油化工建设工程混凝土烟囱内部梯子、平台及分段到货的套筒式烟囱钢内筒的安装。3.规范性引用文件一般钢内筒安装主要参考以下规范石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准石油化工静设备安装工程施工技术规程石油

2、化工钢结构工程施工及验收规范大型设备吊装工程施工工艺标准石油化工施工安全技术规程石油化工工程起重施工规范钢制压力容器焊接规程液压缸出厂试验标准钢制焊接常压容器锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则设计单位提供的烟囱施工图SH3524-99SH3542-2007 SH3507-2005SH/T35152003SH3505-1999SH/T35362002JB/T4709-2000JB/JQ0302-88JB/T4735-19974.工艺特点4.1 工程概况套筒式烟囱外筒为钢筋砼烟囱，烟囱内设有一个或多个钢制烟筒。钢筋砼烟73囱底部设有检修出入门洞和穿管洞口。烟囱内部一般各层标高处设有多层钢结构检

3、修平台；沿钢筋砼烟囱的筒体内壁全高一般设置有斜钢梯；混凝土烟囱施工完毕后，分为多段到货的钢内筒通过检修门洞逐段运输至烟囱内进行组焊。 4.2 施工特点 我公司以前施工的分多节到货的设备进行分段组装时（例如火炬施工等），一般都是利用大型吊车进行逐段组装，而套筒式钢内筒由于高度较高（一般均在100m 以上），钢内筒位于混凝土烟囱内，且混凝土施工完毕方进行钢内筒安装，所以无法通过大型吊车进行安装。根据此特点并结合工期和效益双赢的要求，采用液压提升倒装法进行该种设备的安装。 4.3 工艺原理 由于套筒式烟囱内部施工的局限性，钢内筒安装无法采用常规的大型吊车吊装方法，综合工期和效益因素，采用液压提升倒装

4、法进行该种设备的安装。即采用设计提供的混凝土烟囱内平台横梁（顶部平台横梁一般为设计提供的吊装横梁）作为吊点，采用液压油缸配合卷扬机进行逐段组装，并最终利用液压油缸整体吊装就位。吊装过程中，液压油缸负责提升组对完毕的钢内筒，卷扬机负责提升单节钢内筒，并与已经组对完毕的钢内筒进行组对。5.施工工艺5.1 施工工序施工准备下一个钢内筒分段吊装基础验收钢内筒到货验收分段组焊、无损检测第一个钢内筒分段吊装梯子平台预制安装整体组焊完毕后安装就位，整体找正分段组焊、无损检测钢内筒整体组焊完毕就位，找正预留的梯子平台完善交工验收止晃装置、避雷设施、保温等完善二次灌浆5.2 施工准备5.2.1 施工单位应参加设

5、计交底和图纸会审。5.2.2 施工单位应熟悉设计文件的技术要求，核查要点为：1.土建基础地脚螺栓各个尺寸与钢内筒裙座螺栓孔尺寸一致；742.钢内筒标定的安装方位与配管专业图的一致；3.钢内筒施工图中的烟囱内平台标高与土建专业图纸中的平台预埋板标高的一致；4.钢内筒止晃装置标高与烟囱平台标高的一致；5.依据平台横梁的吊装能力复核烟囱分段长度。5.2.3 施工前应组织有关人员进行施工技术交底，使作业人员掌握施工工艺、关键工序、质量标准及安全防护要求。5.3 施工机具准备电焊机、卷扬机、钢丝绳、倒运钢内筒的钢轨、液压油缸入场调试、组对工装、滑轮、吊笼、施工机具报检等。5.4 施工措施准备-施工要点5

6、.4.1 顶首吊装梁设置：顶首提升钢架是烟囱各层平台搁置梁安装提升物料和作业人员上下的提升机构，是主要承重钢架，搭设在混凝土外筒的顶端，固定在混凝土外筒顶首的预埋件上。5.4.2 卷扬机地锚设置：因为安装过程中需要多个卷扬机，所以根据现场实际情况，合理设置卷扬机的地锚。以川气东送项目钢内筒安装为例介绍卷扬机地锚的设置：1.两台 5T 卷扬机地锚埋设布置图 则：p=46.81.043-1(1.04-1)/(1.043-1)1.052=17.82 kN 由于卷扬机的拉力为水平拉力，本工程中卷扬机流动很少，不需要预埋锚固法施工，可浇注混凝土预留孔后浇地脚螺栓的方法施工为好。C20 混凝土，M2050

7、0 预埋螺栓 8 根 2.现场地锚的布置755 吨卷扬机的主地锚布置在烟囱北侧 50m 处,因施工场地位置所限施工吊笼双筒卷扬机设置在烟囱西侧钢丝绳从西面门导出。5 吨卷扬机的主地锚支撑于设备基础旁,暂时连接,待吊装完后割除。地锚布置如下图所示:北卷扬机构件存放场地最大工吊笼位置件卷扬机烟道中心线钢内筒安装 米平面布置图5.4.3 场地平整：为保证钢结构平台预制，需要在设备基础上垫型钢（型钢高度高于地脚螺栓）作为预制平台。5.4.4 施工现场应配备消防、救护设备。5.4.5 施工人员必须进行超高作业体检。5.5 筒节到货检验5.5.1 开箱检验应在有关人员参加下，按照装箱单清点与检查下列项目，

8、并填写开箱检验记录。1.到货筒节标识情况：方位、中心线、筒节节数、壁厚；2.到货筒节坡口是否与图纸一致；3.筒节无表面损伤、无变形，不锈钢筒节无返锈情况；4.组对筒节上下接口处的上下口周长偏差（要严格验收）；5.产品质量证明文件。5.6 基础复测及表面处理5.6.1 基础交付安装时，基础施工单位应提交测量记录及技术资料，安装单位应按相关静设备安装规范中基础验收的要求进行相关数据的复测，并办理交接验收手续。套筒式烟囱基础交接分钢内筒基础交接和烟囱内平台基础交接两步进76行。5.6.2 钢内筒基础应符合相关静设备安装规范中基础验收的规定。5.6.3 烟囱平台基础交接由于该类烟囱的外筒浇筑完成后，各

9、层混凝土平台支撑处于高空无依托的部位，实际尺寸无法测量，所以设备专业只能根据土建专业在其工序交接记录中的数值进行钢结构预制。所以在土建施工过程中，严格检查并追踪各层检修平台处各个预埋板的实际跨距，然后根据实际数据预制钢结构。5.6.4 钢内筒基础表面应进行处理，并符合相关静设备安装规范中的基础处理的规定。5.7 施工方法国内目前在此类工程上对于钢筒的组装常用的方法是卷扬机提升倒装法和液压提升倒装法。这两种方法各有其优缺点，但目前在套筒式烟囱钢内筒的施工中，就施工安全性、施工工艺成熟性和施工效益等方面来说，液压提升倒装法较卷扬机提升法更为优异。且该种方法同样适用于高度较高钢结构或水泥框架内的设备

10、、大型管道等的安装和组焊。下面介绍一下在国内多个类似大型项目中成功应用的液压提升倒装法。5.7.1 液压提升倒装法与卷扬机提升法相比较，施工工艺优点：1.液压提升装置体积小，起重量大，重量轻，易安装和拆除；2.采用集中控制系统，操作简单，自动化水平高，液压提升系统可以控制各个提升点同步进行，吊装过程中运行平稳，冲击小。卡紧装置为机械具有逆向运动自锁性，使提升过程十分安全，并且构件可在提升过程中的任意位置长期可靠锁定，安全系数高；3.液压提升系统具有毫米级的微调功能，能实现空中垂直精确定位;4.减少了高空作业，加快了施工进度。5.7.2 液压提升系统的工作原理：液压系统安装和调试必须按照厂家的液

11、压提升系统的安装使用说明书进行操作，下面简单介绍该系统的结构和原理及安装方法。1.系统组成：计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群（承重部件）、液压泵站（驱动部件）、传感检测及计算机控制（控制部件）和远程监视系统等几个部分组成。钢绞线及提升油缸是系统的承重部件，用来承受提升构件的重量。用户可以根据提升重量（提升载荷）的大小来配置提升油缸的数量，每个提升吊点中油缸可以并联使用。液压泵是提升系统的动力驱动部分，它的性能及可靠性对整个提升系统稳定可靠工作影响最大。在液压系统中，采用比例同步技术，这样可以有效地提高整个系统的同步调节性能。传感检测主要用来获得提升油缸的位置信息、载荷信息和整个

12、被提升构件空中姿态信息，并将这些信息通过现场实时网络传输给主控计算机。这样主控计算77机可以根据当前网络传来的油缸位置信息决定提升油缸的下一步动作，同时，主控计算机也可以根据网络传来的提升载荷信息和构件姿态信息决定整个系统的同步调节量。 2.同步提升控制原理及动作原理 （1）同步提升控制原理 主控计算机除了控制所有提升油缸的统一动作之外，还必须保证各个提升吊点的位置同步。在提升体系中，设定主令提升吊点，其它提升吊点均以主令吊点的位置作为参考来进行调节，因而，都是跟随提升吊点。主令提升吊点决定整个提升系统的提升速度，操作人员可以根据泵站的流量分配和其它因素来设定提升速度。主令提升速度的设定是通过

13、比例液压系统中的比例阀来实现的。 在提升系统中，每个提升吊点下面均布置一台激光测距仪，这样，在提升过程中这些激光测距仪可以随时测量当前的构件高度，并通过现场实时网络传送给主控计算机。每个跟随提升吊点与主令提升吊点的跟随情况可以用激光测距仪测量的高度差反映出来。主控计算机可以根据跟随提升吊点当前的高度差，依照一定的控制算法，来决定相应比例阀的控制量大小，从而实现每一跟随提升吊点与主令提升吊点的位置同步。 为了提高构件的安全性，在每个提升吊点都布置了油压传感器，主控计算机可以通过现场实时网络监测每个提升吊点的载荷变化情况。如果提升吊点的载荷有异常的突变，则计算机会自动停机，并报警示意。 （2）提升

14、动作原理 提升油缸数量确定之后，每台提升油缸上安装一套位置传感器，传感器可以反映主油缸的位置情况、上下锚具的松紧情况。通过现场实时网络，主控计算机可以获取所有提升油缸的当前状态。根据提升油缸的当前状态，主控计算机综合用户的控制要求（例如，手动、顺控、自动）可以决定提升油缸的下一步动作。 3.液压提升装置的安装 （1）提升油缸布置 在提升载荷确定之后，根据结构空间位置来确定提升油缸的数量，布置提升油缸的位置。提升油缸的支撑平台采用设计提供的吊装平台，根据现场吊装平台情况，可以考虑增加附加吊装斜梁安装在吊装平台上，正装使用。 （2）提升油缸布置点数 油缸集群效率为总负荷与额定提升能力的比值，其倒数

15、即安全系数。在江苏镇江电厂三期工程 600MW 机组 240m 烟囱钢内筒（单个钢内筒重约为 980 吨）液压提升倒装法施工中，4 只 350 吨的液压油缸，总提升能力为 1400 吨，液压缸效率=950/1400=67.8%（安全系数 1.4），油缸位于自行设计的吊装斜梁上。川气东送项目中，采用 4 只 LSD1000B 型液压油缸，单只额定提升能力为 100 吨，总提 升 能 力 400 吨 ， 油 缸 的 效 率 为 = 实 际 提 升 重 量 / 额 定 提 升 重 量=120/400100%=30%(安全系数 3.3)。 （3）液压泵站和控制柜的布置78根据提升油缸数量和位置，以及要

16、求的提升速度来布置液压泵站和控制柜。液压泵站的布置应遵循以下的原则： 泵站提供的动力应能保证足够的提升速度； 就近布置，缩短油管管路，提高泵站的利用效率。（4）钢绞线安装根据各点的提升高度，考虑提升结构的状况，切割相应长度的钢绞线；钢绞线左、右旋各一半，要求钢绞线两头倒角、不松股，将其间隔平放地面，理顺；将钢绞线穿在油缸中，上下锚一致，不能交错或缠绕，每个油缸中的钢绞线左右旋相间；钢绞线露出油缸上端 30 厘米。4.提升调试阶段实施（1）试提升认真检查整体提升系统的工作情况(结构地锚、钢绞线、安全锚、液压泵站、计算机控制系统、传感检测系统等)。运用前述的控制策略，采用顺控方式完成油缸的第一个行

17、程；行程结束后，认真检查提升油缸的承重梁及承重梁支座点、烟囱筒壁、钢结构、提升平台、提升地锚的情况；确认一切正常后，再完成第二、第三行程，此即试提升阶段；试提升结束，经指挥部确认后，提升至预定高度。空中停滞 24 小时以上，观察钢结构和整个系统的情况。（2）正式提升 在正式提升过程中，控制系统运行在自动方式； 整体提升过程中，认真做好记录工作； 按照安装的要求，整体提升至预定高度；若某些吊点与支座高度不符，可进调整； 调整完毕后，锁定提升油缸下锚，完成油缸安全行程。5.7.3 烟囱平台、梯子安装-施工要点由于各层平台支撑处于高空无依托部位，且烟囱高度一般较高，从较少成本和加快施工进度的角度来讲

18、，通过搭设架设安装检修平台的可能性很小。如果各层平台的横梁逐根安装，实际操作难度很大，风险性很大，且横梁之间的尺寸亦不易控制。所以根据土建专业施工时各层平台的各个预埋板之间的实际距离，在烟囱内的地面上将每层平台分两片预制，预制完毕通过卷扬机吊装就位。安装时，平台按照从上到下的顺序安装。安装示意图如下：79 5.7.4 钢内筒安装 烟囱钢内筒安装采用 4 点液压提升倒装法施工工艺。在设计给出的承重平台安装，4 只液压系统中 2 只并联串通，以保证油缸同步提升，（高差控制在 10mm内）提升过程中为防止偏载，装有自动控制系统和手工操作系统，超过限载会自动停机以保证提升过程中的安全性。 1.液压油缸

19、布置-施工要点 为保证液压油缸的受力和吊装时的安全性，要求吊装夹角不超过 3。液压油缸需要设置在距离钢内筒较近的地方。所以需要核实吊装夹角，如需要增加吊装斜梁，并核算该处吊装斜梁的强度。以四川普光天然气净化厂的钢内筒施工为例： 原设计给出的吊装钢内筒的 4 个吊点在主梁上，距离钢内筒较远，所以我公司根据此情况自行设计了 4 个吊装斜梁，将液压油缸设置于该吊装斜梁上，如下图：80自行设计的油缸布置点钢内筒设计给出的原吊点主吊装梁2.钢轨制作钢内筒由厂家制作，分多节运到施工现场，然后通过烟囱混凝土外筒门洞水平导入烟囱内。为加快运输速度，采取专用水平轨道车托入烟囱内部。3.吊点设置-施工要点根据提升

20、不同的重量和安装位置的不同设计，钢内筒主吊耳采用板式吊耳。因为钢内筒的高度一般高出吊装平台，所以需要设置两个主吊点。第一、二主吊点吊耳分别设在第一段和筒体约 1/3 处（具体位置视吊装平台位置另行定位）。第一、二主吊耳 4 个对称安装；除第一、二主吊点外，其他单节筒体起吊、直立、组对过程中采用统一的 2 个板式吊耳主吊，直径两端对称布置；抬尾吊耳 1 个安装在筒节距尾部 0.5m 的位置。4.吊装组对平台设置-施工要点根据各节筒节的长度，设置吊装组对平台，靠近运输轨道的一侧设置为活动平台，另一侧设置为固定平台。活动平台在筒节导入烟囱内直立时需要移开，吊装竖起后将活动平台与固定平台连接固定。5.

21、7.5 组装过程1.钢筒采取倒装法施工，为保证二次拖运不变形和加快运输速度，采取专用轨道车水平托入烟囱内部，在烟囱内第一层平台梁上固定两个卷扬机吊点。首先将第一段筒节托入焊接第一主吊点并将第一节放到轨道车上推入安装工位，用第一层平台梁上固定两个卷扬机的吊点将其竖直，穿插液压油缸提升钢绞线并夹持牢固。利用液压油缸试吊后提升，高度达到下一节能推入的位置。然后将第二节钢内筒运入烟囱内，用两台卷扬机竖起后，用四个手拉葫芦调整与上一节组对。以如下图所示：81 2.由于钢内筒位于烟囱内，无法使用经纬仪进行找正，所以在组装时可以使用紧线器已经找正。第一二节组焊完毕后，用轨道车将第三节水平托入烟囱内部，重复上

22、述方法完成下面分段筒体的安装。 3.钢内筒吊装点的改变 由于液压提升系统安装在吊装平台，一般吊装平台要比钢内筒要低，所以需要更换主吊点。例如：四川普光天然气净化厂钢内筒（共 19 节，总高 120m）的组焊：当第 12 段吊装组对焊完后，使用液压提升装置将已组对部分，“载负荷下降”工况将钢内筒缓缓落到地面（必须对与地面接触的筒边采取保护措施）。降82落至基础上，基础与钢烟囱之间用型钢支撑隔离，利用相关检修平台固定烟囱，将下锚头由 1 号吊点移至 2 号吊点,切除 1 号吊点。如下图：4.组对完成进行焊接，焊接时其内部使用吊笼进行焊接，吊笼使用卷扬机吊装。如图：835.7.6 钢内筒其他构件安装

23、和检测 1.烟道与钢内筒的连接 烟道和钢内筒接口部位先将该处的所有加固部件（特别是环向加强、竖向加强），全部安装完成，钢内筒底座灌浆结束、达到一定强度后，才可以开洞安装。 2.结构预留 为了不影响吊装作业，在吊装过程中，需要部分横梁进行预留。在钢内筒安装完毕后，再将其安装。 3.保温施工 因为钢内筒较高，为减少高空作业，建议保温与钢内筒同步施工。6.质量保证措施6.1 管理人员，特殊工种作业人员应持有相应上岗证书。6.2 施工中各工序交接时，严格控制实行报检制，必须认真检查验收设备到货情况，各项技术资料必须与工程同步，必须齐全，做到有据可查，上道工序未经检验合格，不得进行下道工序的施工。6.2

24、.1 联合检查，严格基础验收，验收合格后办理中间交接。6.2.2 组对焊接过程严格按照规范和技术方案施工，严格工艺纪律。6.2.3 设备安装垂直度等指标应符合规范要求，安装找正完应及时进行二次灌浆工作，并有专业质检员进行连续监控，灌浆前应检查基层处理质量，灌浆过84程中要注意放气、捣实，灌浆完毕后对设备基座和本体进行清洁；并及时办理隐蔽工程手续。6.3 钢结构预制构件组装、施焊完经专业施工员、质检员检查合格后按检试验计划确定的控制点报检，主要检查内容为梁水平度、焊缝外观及组对几何尺寸，合格后方可交付安装。6.4 钢内筒筒节在运输过程中使用道木、钢丝绳等防护措施进行加固，防止在运输过程中变形。安

25、装后立即进行找正，控制各构件的轴线、标高、水平度、框架对角线等技术要求符合规范。6.5 烟囱基础沉降观测：在烟囱基础 4 个方向设 4 个沉降观测点，用水准仪观测施工过程各点的沉降量，分析累积沉降和基础倾斜情况，若发现异常应停止施工并分析原因。6.6 提升支撑平台变形观测及节点检查钢内筒吊装过程中，在油缸支撑平台的梁的跨中设置 3 个变形观测点，用水平仪每提升 30m 观测一次，在第 1、2 吊点转换前各增加一次观测，验证钢梁挠度弹性恢复情况，并经常对梁的连接焊缝进行检查，并做记录。6.7 组织具有施工经验丰富的施工人员为主体施工队伍，施工前，编制详细的、具有可操作性的单体方案报甲方审批，并对

26、施工人员进行详细交底，使施工管理人员、作业人员均明确本工程施工工艺、施工流程及安全注意事项。6.8 组对过程中不得在设备上随意焊接临时件，组对用的卡具需要焊接时和正式焊接工艺要求相同，不得在设备上随意打火印弧；组对过程中做好坡口的保护工作，焊接过程中作好防风防雨措施。7.HSE 管理措施 7.1 一般要求 所有进入现场的施工人员严格遵守国家法律法规及业主/地方政府的有关安全管理制度，并接受监督检查，入场前需进行安全教育，施工持证上岗，进入现场必须戴好安全帽，作业时按规定穿戴防护用品；进入施工现场不乱丢弃废物。 7.2 施工用电安全措施 电线、电缆、电焊把线和砂轮线等不许与钢丝绳绞在一起，严禁乱

27、拉乱拽电线，不许用金属丝绑扎电线和电缆，架线要采取安全可靠的绝缘措施。 7.3 高空作业安全措施 7.3.1 高空作业时要有安全可靠的人行通道、上下梯子，并采取一定的防滑措施。 7.3.2 高空作业时必须有安全可靠的作业面，必要时可加挂安全网等防护措施。 7.3.3 高空作业人员必须佩带安全带，高挂低用；应使用工具袋，禁止所用工具、材料上下投掷，同时作业时妥善放置工具和零件物料等，以免其坠落，施85工暂停或结束时把所有工具、配件和零散材料收集起来放在安全稳妥的位置。7.4 临边防护7.4.1 施工过程中的楼梯口、通道口、各种平台边缘及其它一切有坠落可能的临边采取防护施必要处采用加盖板的方式防护

28、，并设有明显的标志。7.4.2 各层平台所有予留孔洞，必须并设有防漏措施，即挂安全网及警绳等，有专人定期检查。7.5 吊装 HSE 管理7.5.1 对参加吊装作业进行高处作业的人员进行职业病体检,严禁有职业禁忌症(高血压、心脏病、贫血病、癫痫病等)者进行高处作业。7.5.2 吊装前由技术人员向参加起重吊装的全体人员进行技术交底。起重吊装人员应具有安全资格证书，熟悉起重方案、起重机具性能、操作规程、指挥信号和安全技术要求。使液压系统控制人员、施工人员，特别是班组长、指挥者对方案思路、意图、实施要求有清晰的了解，并把各项工作落实到人，专门向液压系统操作人员及吊车司机明确交代指挥信号。7.5.3 液

29、压控制系统操作人员、吊车司机或起重人员在操作前必须吹哨提示。对紧急停车信号不论任何人发出，都应立即执行。7.5.4 吊装前和吊装过程中应时常对吊绳、锁具、溜尾绳等进行专门检查，符合要求后方可使用，发现隐患应立即停止，待隐患消除后方可施工。7.5.5 卷扬机操作人员与指挥人员要密切配合，操作人员必须得到指挥人员的指挥信号后方能开始操作，操作前必须鸣笛示意，操作人员应严格按照指挥人员发出的信号进行操作，如发现指挥信号不清或错误时，应停止操作，待弄清楚后方可继续操作，对指挥人员发出的有碍安全生产的危险信号，操作人员有权拒绝执行，以免发生事故。7.5.6 制定周密的 HSE 组织机构，进行层层监督。7

30、.6 吊笼施工安全措施7.6.1 组对焊接施工所使用的吊笼需已经经安全、质量部门和总承包商进行检查验收，并贴上标签。7.6.2 吊笼的需用承载重量为 0.5 吨、可承载的人数为 3 人，在使用时必需保证吊笼的承重量和承载人数不超过吊笼的许用数。7.6.3 载人吊笼用22-637+FC-1670、 米/根的钢丝绳和 4 个 5 吨卸扣与6卷扬机连接，每根钢丝绳一弯两股使用。7.6.4 钢丝绳须没有断丝、磨损等缺陷，钢丝绳最好使用胶皮套管进行保护；与吊笼连接的卷扬机要时常检查。7.6.5 卸扣表面没有磨损、裂纹等缺陷，并在规定的额载内工作。7.6.6 使用吊笼进行高空作业的人员要先进行身体检查，合格后方可作业。7.6.7 在使用吊笼作业时要在作业区域范围用警戒绳围起，禁止无关人员出入。7.6.8 吊笼上要系 2 根溜放麻绳，防止吊篮在高空时发生旋转。867.6.9 须给在吊笼内作业的人员配备对