气化装置关键设备吊装方案修改版.doc
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1、洛阳乙二醇项目煤气化装置 关键设备吊装方案 煤气化装置设备吊装方案一、工程概况 洛阳乙二醇项目煤气化装置设备安装有以下特点:框架内静设备数量多、单台设备质量较重、安装标高较高等。特别是装置内气化炉组件是整个装置内的关键性设备,也是整个装置设备安装的重点,该设备组件包括4部分:气化炉、气体返向室、输气管弯管、激冷罐,单个设备质量都在百吨以上,安装标高都在35米以上,在安装过程中大型机械、吊装及组对作业人员的安全尤为突出(吊装及组对位置见下图)。为保证整个吊装作业过程安全,故编制此吊装专项方案以指导煤气化装置吊装作业施工。设备吊装及组装位置图二、编制依据1、五环设计院施工图纸及相关技术要求;设备初
2、步设计资料;10月30日设备布置图2、SH3515/T-2003大型设备吊装工程施工工艺标准3、SH3536/T-2011石油化工工程起重施工规范4、HGT 21574-2008 化工设备吊耳及工程技术要求5、有关吊车及运输车辆的性能资料三、总体吊装方案3.1吊装工作原则设备吊装方案确定的原则为:安全可靠、稳妥可行、技术先进、经济合理。根据本工程的特点和进度的要求,制定了以下吊装工作原则。3.1.1本工程立式设备吊装均需两台吊车,主吊车抬头,辅助吊车抬尾;3.1.2卧式设备采用单台吊车直接吊装就位;尤其是位于框架内的设备的吊装工作应最先进行。3.1.3要求土建专业尽量先施工超限设备基础;影响吊
3、车站位和设备吊装的设备基础及钢结构暂不施工。3.1.4相同吊装条件设备同时吊装,避免吊车经常装拆吊杆及装卸配重,提高吊装效率。3.2大中型设备吊装,采用大型吊车进行吊装,所使用的大型吊车包括:1、M18000型 750吨履带吊2、LR1400型 350吨履带吊3、CKE2500-型250t履带吊3.3编制设备安装计划时强调科学、合理使用这些大型吊车。3.4本方案只计算30t以上和特殊位置的设备吊装。四、设备吊装工艺4.1.立式设备吊装立式设备吊装,设备由卧变为立姿,一般采用双车抬吊竖立法,即设备上部由主吊车提升,设备尾部由辅助吊车抬送,直至设备呈直立状态。上部吊点应采用吊耳,在封头上时应采用板
4、式吊耳,在封头中心人孔处采用盖板式吊耳,在封头环缝隙处采用侧壁板式吊耳,在上部筒体上时可采用管轴式吊耳或管板式吊耳。下部吊点,对大型设备应采用板式吊耳,对小型设备可采用捆绑式吊装,但应有防止绳扣滑动的有效措施。主吊车的站位应遵守以下准则:履带式起重机,利用其能移动的特性,可在吊装过程中不断变换位置,但在辅助吊车脱钩前,尽可能站到最终位置。在设备吊装过程中,随着主吊车将设备上部的提升,使设备水平投影距离变小,辅助吊车应不断将尾端向前抬送,随着设备轴线与地面夹角的不断变大,尾部辅助吊车的受力会不断减小,直至设备直立时,可摘去辅助吊车吊钩。为此在辅助吊车摘钩前,主吊车必须调整好最佳位置,以便承受设备
5、吊装最大负荷和待设备直立后,能将设备直接送至安装位置。辅助吊车采用履带式起重机。当设备尾部吊点位置在设备上侧面时,辅助吊车可将设备一直送到直立状态,此时对主吊车受力最有利。如果辅助吊车不能将设备送至直立状态,应将主吊车、设备和辅助吊车调整至一个垂直投影轴线上,以利主吊车承受一个附加的水平力。立式设备吊装示意图如下:4.2.卧式设备吊装工艺换热器类、容器等卧式设备,安装位置在框架外的可以直接吊装就位,对于框架内卧式设备吊装,根据设备安装方位,先将设备放在框架边,然后前后端各用一台吊车吊起,到达安装高度后,将设备前端引入框架放在准备好的拖排上,待设备固定在拖排之后拉紧排子牵引滑车组,摘去前端吊车吊
6、钩。滑车组牵引设备向框架内移动,同时后端吊车配合将设备送入框架直至装上后端排子,吊装才告结束。卧式设备吊装工艺见下图:4.3.吊装施工工艺流程吊装施工工艺流程如下:五、主要设备吊装5.1.主要设备吊装一览表以下所列为煤气化装置设备吊装一览表:位号设备名称规格单台重量(t)数量支撑标高(m)主吊车辅助吊车备注V03301 V13301气化炉组件3900/2750247503421+35.00750t履带吊SLL超起工况;超起配重350170KG;L=79.4m,R=18m,Q=371.1t350t履带吊设备由35米层进入,、/B轴线钢结构预留输气管加返回室39002450180.61+55.62
7、5750t履带吊SLL超起工况;超起配重350.000KG;L=91.4m,R=18m,Q=226.7t350t履带吊V03305 V13305激冷罐3900149202371+47.00750t履带吊SLL超起工况;超起配重350.000KG;L=79.4m,R=24m,Q=371.1t350t履带吊设备由35米层进入,、/B轴线钢结构预留V3901超高压氮气/CO2缓冲罐40002430017310350t履带吊SLL超起工况;超起配重200.000KG;L=66m,R=10m,Q=177tCKE2500-250t履带吊V03304中压蒸汽汽包200012500约40t1+75.00350
8、t履带吊C03601 洗涤塔320012500约126t135350t履带吊SLL超起工况;超起配重200.000KG;L=66m,R=18m,Q=167tCKE2500-250t履带吊V03205A/B给料仓42001320077.52+10.60350t履带吊50t汽车吊V03204A/B煤粉锁斗320011230约38t2+30.860350t履带吊50t汽车吊V03403 渣锁斗28006800约30t1+13.002套H326滑车组50t汽车吊V03402 渣收集槽32007100约37t1+26.002套H326滑车组50t汽车吊5.2吊装顺序为了降低吊装费用,合理利用吊车资源,吊
9、装顺序如下:5.2.1.气化炉三大件的吊装顺序:气化炉 激冷罐 返回室加输气管5.2.2.其它设备吊装顺序先框架内后框架外,先下后上的原则(使用滑轮组吊装除外)。基本顺序如下:澄洗塔给料仓锁斗常压仓中压汽包超高压氮气/CO2缓冲罐5.2.3.对于气化炉底部的排渣设备安装顺序是先上后下原则:破渣机 渣收集槽 渣锁斗 5.2.4.混凝土框架内设备(35m层面以下)的设备尽量在安装钢结构之前安装吊装完毕;钢结构框架内设备(35m层面以上)的每层设备尽量应随每层钢结构安装完后进行吊装。5.2.5.现场实际设备到货时间变化非常大,选择优化的吊装顺序,合理利用吊车资源,尽量做到降低吊装成本和提高吊装效率。
10、设备吊装顺序,将根据现场实际设备到货时间进行方案调整。六、气化炉三大件吊装6.1大型吊车具体安排如下:750吨履带吊车站位第一次站位: 吊装V03301气化炉第二次站位: 吊装V03305激冷罐第三次站位: 吊装气体返向室、输气管弯管组合件溜尾吊车为: 350吨履带吊车6.2地基及场地处理(具体见附图1)6.2.1 750吨吊车地基处理主吊车750吨站车区域,挖深0.5米;底层素土夯实,用毛石、碎石填满铺平,要求与地面齐平。用压路机将基础碾实。6.2.2 350吨吊车溜尾路线地基处理挖深0.3米,底层素土夯实,其上铺毛石、碎石填满;最上面用100厚碎石铺平,要求与地面齐平。用压路机将基础碾实。
11、6.3施工工艺6.3.1 V03301、V03305吊装采用提升抬送法V03301气化炉、V03305激冷罐吊装采用提升抬送法,M18000型750t履带吊作为主吊车提升,LR1400 350t履带吊做为溜尾吊车前送,将设备直立,通过转杆、落钩等一系列动作完成吊装。6.3.2设备吊装过程描述a、设备经检验合格后,吊移至吊装指定位置;b、750t履带吊进场组车;c、350t履带吊进场组车;d、750t履带吊按要求站位于起吊位置;e、350t履带吊按要求站位于起吊位置;f、350t履带吊溜尾工作半径不变,前送;750t履带吊车通过抬升、变幅、转杆,直至将设备直立;g、塔架直立后,拆除抬尾卸扣,35
12、0t履带吊吊车退场;h、750t履带吊提升、转杆,将设备底部提升到设备安装高度,750t履带吊趴杆、落钩,将设备就位。6.3.3气体返向室、输气管弯管组合件吊装气体返向室、输气管弯管组合件运至现场组焊,外形象h型,质量为180.56t.组合件与冷凝器在51.05米处组焊,组合件与气化炉在60.375米处组焊,两处焊缝被称为黄金焊缝。采用M18000型750t履带吊作为主吊车提升,LR1400 350t汽车吊做为溜尾吊车组件翻身、提升,利用滑车组调节组合件垂直度,待组对焊缝水平后M18000型350t履带吊提升将组件送至组装标高,组焊后摘钩。4.2设备吊装过程描述a、设备经检验合格后,吊移至组装
13、指定位置;b、气体返向室、输气管弯管按设计要求组焊c、组合件750t吊装返气室头部;350t履带吊吊装输气管,输气管水平周向0180翻身组装;d、组合件750t吊装返气室头部;350t履带吊吊装输气管,输气管径平方向0180翻转;e、地面直立后采用滑车组找正,索具调整好组合件垂直度f、750t履带吊车通过抬升、变幅、转杆,将设备吊至安装组对位置,组焊合格后750t吊车落钩,将设备就位。6.3.4施工程序技术准备现场准备及场地处理设备运输就位主吊车接杆达到作业条件(抬尾吊车达到作业条件)吊装索具拴挂试吊检查及处理设备直立抬尾吊车摘钩、退场正式吊装就位主吊车摘钩 吊装完成6.3.5气化炉吊装1)、
14、受力分析气化炉组件吊装重量G1=342t,其中筒体吊装重量295t(包括筒体质量和筑炉重量,筑炉应在壳体吊装前完成),内件重量约47t; 气化炉为整体吊装。气化炉组件重心计算及吊耳位置确定:吊耳位置确定:根据设计意见,气化炉底部在裙座位置为板式(270)吊耳,上部为管轴吊耳,距离黄金焊缝下方1400mm(0-180)位置。因设备入场时间等条件不明,建议保留51.1米设备吊耳,以提供多一种吊装方案选择气化炉组件吊装重量约342吨,气化炉组件上的各筒节质量为按均匀分布计算,则可以求出其求其重心位置,具体步骤如下:气化炉组件受力分析图如图,取裙座中轴线与底面交点O为研究对象,气化炉各筒节相对于O点的
15、力矩之和等于气化炉组件重心对O点的力矩,经计算重心位置OM =11500mm.起吊时,用一台主吊车(750t履带吊)与一辅助吊车(350t履带吊)同时吊起设备,其中主吊车受力为F1,,辅助吊车受力为F2,吊点位置如图一所示;刚刚起吊时F2最大,为: 由Mo=0知,F1*23975 - G气*11500=0, F1=164t, F2=G气- F1=178t.气化炉组件吊装过程及布置图:气化炉是气化装置内的关键设备,设备吊装重量342t,规格3900/275024750,安装在气化框架内钢筋砼+35.000m平面上;气化炉由五环设计院设计,采用移动式履带式吊车吊装,用M18000型750t吊车分别
16、在气化框架南位置进行吊装。配合吊车选用LR1350- 350t履带吊;主吊车工况:L=79.2m,R=18m,吊装允许载荷Q=380t。气化炉组件到货后,卸车时卸到下图位置,然后用350t履带吊辅助主吊车(750t履带吊)使气化炉组件竖起,气化炉组件竖起平面图如下:V03301气化炉组件吊装平面图1当气化炉筒体竖起时,辅助吊车脱钩,由主吊车(750t履带吊)将气化炉组件筒体吊至下图(V03301气化炉组件吊装平面图 )中所示位置,然后750t履带吊继续起升,使气化炉组件底部超过气化炉组件安装标高(35m)500mm时,停止起升;此时,750t履带吊向气化框架移动,把气化炉组件送至气化炉组件基础
17、正上方,调整气化炉组件方位,回钩。当气化炉组件回落至基础上时,主吊车逐步卸力,同时观察主吊车钩头是否与地面垂直,若不垂直,主吊车应趴杆,直至其钩头与地面垂直,然后再继续卸力,在卸力过程中,主吊车钩头要与地面始终保持垂直状态。V03301气化炉组件吊装平面图V03301台气化炉吊装立面图气化炉组件吊装平衡梁结构及其校核:气化炉吊装平衡梁 气化炉组件重约342吨,按350t平衡梁计算。吊装时取不均匀系数K=1.1,则计算载荷为:F=350t*1.1=385t.平衡梁每端受力为:F2=F/2=192.5t. F1=F2/sin75=199.3t.气化炉受力分析图a)气化炉吊装绳扣选择:气化炉吊装使用
18、一对绳扣共八股,所以单股受力为: F单= F1/4=49.818*103 kgf,若取绳扣安全系数K=6,则所需绳扣直径为:Sp=k* F单=6*49.818*103 kgfd=(SP/(0.3))1/2=(6F单/(0.3))1/2=70.6mm,71mm其中钢丝抗拉强度200Kgf/mm2,故钢丝绳选用71mm-637+1、=200Kgf/mm2,绳扣长40m,共2根,8股使用。b)平衡梁校核 :平衡梁选用426*30的无缝钢管,材质为20#。平衡梁截面图平衡梁所受压力为: F3= F2/tan75=51.6*104N平衡梁所受最大弯矩为: Mmax=F3*2/3=1.47*105Nm平衡
19、梁的惯性矩为: Ix=(d24-d14)/64=4.1*10-4m4平衡梁的横截面积为: S=(d22-d12)/4=1.937*10-2m2平衡梁所受最大正应力为:max=F3/S+ Mmax y/Ix =26.7MPa+76.4 MPa =103.1 MPa其中d2=0.426m, d1=0.39m, y=0.426/2=0.213m. max=160 MPa,所以平衡梁满足强度要求。气化炉吊装的条件及对钢结构要求:a、气化炉安装标高平面的钢筋砼楼板已经施工完毕,且砼强度达到设计条件;b、35m以上钢结构如果到货比气化炉早,则钢结构安装时应提前将影响气化炉吊装部分预装。预装内容如下:应将D
20、轴上的+41.6m、+47.0m、+52.8m、+59.4m、+68.5m、+77.00m、+84.00m层主钢梁预组装,在气化炉吊装前进行拆除,待气化炉吊装完毕后,将以上拆除的钢梁进行二次安装。c、气化炉主吊耳管式吊耳,上部为管轴吊耳,距离黄金焊缝下方1400mm(00-1800)位置,气化炉底部吊耳为板式吊耳(2700)。d、气化炉整体吊装前,要验收合格。e、气化炉整体吊装方案己批准。f、设备就位时设备管口应与管道布置图管口方位一致。6.3.6激冷罐(V03305)吊装激冷罐是气化炉通过高温产生的温度较高的CO气体,通过输气管加返回室直接进入到激冷罐进行冷却的设备,因此在安装气化炉输气管加
21、返回室时,必须先安装激冷罐;激冷罐重237t,规格380015120,安装标高在+47.000m层面上,通过恒力弹簧,吊在47m层钢梁下。该设备在+48m处一个人孔和一个对称管口N1、N10兼作主吊耳,吊耳距离顶部3.05m处;底部采用大捆作吊耳。(注:人孔和管口强度校核略。)V03305台激冷罐吊装受力分析图激冷罐重心计算: 激冷罐质量为G3=237t,经计算重心位置在b点(因无设备装配图,该点为以往吊装经验估算),ab=8500mm起吊时,用一台主吊车与一辅助吊车同时吊起设备,其中主吊车受力为F4,辅助吊车受力为F3,经计算为:F4*(4500+3570)- G3*4500=0 , F3+
22、F4=G3 F3=105t, F4=132t.当辅助吊车脱钩后,主吊车受力最大,为: F3=G3=237t V13305台激冷罐吊装平面图激冷罐吊装时吊车选用M18000-750吨履带吊,工况为SSL加350吨超起配重,主吊车主臂L=79.2m,作业半径R=18m,允许载荷Q=380吨;配合吊车选用LRE1400-350吨履带吊,吊车主臂L=28m,作业半径R=9m,允许载荷Q=188吨;激冷罐吊装与气化炉吊装及吊车站位方法基本相同;激冷罐(V03305)吊装主吊车站位在框架南侧的、轴线间内。具体布置见上图:V03305台激冷罐吊装立面图 激冷罐吊装条件:因激冷罐是采用恒力吊安装在47m层钢梁
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