福州耀隆吸收塔设备吊装方案1.docx
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福州耀隆吸收塔设备吊装方案1
福州耀隆化工集团公司搬迁改造项目
稀硝酸装置吸收塔吊装方案
批准：
审核：
编制：
福州耀隆化工工程项目部
2011-12-01
目录
1.工程概况
2.编制依据
3.施工程序
4.施工方法及技术措施
5.筒体组对焊接
6.施工安全及环境保证措施
7、劳动力组织
8、施工机具、计量器具及施工手段用料计划
9、附图
1.工程概况
1.1工程简介
福州耀隆化工集团公司搬迁改造项目第Ⅵ标段稀硝酸装置吸收塔是由赛鼎工程有限公司所设计的，并由福建雷凯诺石化装备有限公司制造。
该设备为第Ⅰ类压力容器，其外径Φ3400，高57.583m,设备净重165.3t，分上、中、下三段到货，然后分三段吊装。
为有效利用大型吊车，提高工作效率，科学有序的进行设备安装，特制定本方案。
1.2主要技术参数
序号
设备名称、位号
设备规格（mm）
数量
设备重量（T）
安装形式
安装标高（m）
1
吸收塔（E31001）
φ3400*57583
1
立式
POSEL0.5
2
上段
L=24203
1
53
3
中段
L=18800
1
51
4
下段
L=14500
1
57
2.编制依据
1建筑安装合同文件
2设备平面布置图及相关设计技术资料
3《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2003
4《石油化工工程起重施工规范》SH/T3516-2002
5《起重吊装作业技术管理规定》C/TE1707-2005
6《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999
7《石油化工吊装手册》SH3505-1999
8《化工塔类设备施工及验收规范》HGJ-211-85
9QUY260履带起重机吊车起起工况重型主臂起重性能表;50吨汽车吊性能表.
3.施工程序
3.1设备吊装的施工顺序
施工准备组杆及吊装区域地基处理吊车进场及现场组对设备进场设备预焊件安装设备吊装设备分段组焊设备找平，找正。
吸收塔分三段到现场，先到场下段和中段，后到是上段。
根据设备到货时间，及对施工现场踏勘情况，计划在硝酸装置区的东侧修设一条吊车行走通道，通道宽10米（详见地基处理附图）。
吊车行走区域内的场地需进行地基处理，处理后的耐力要达到吊装要求。
地基处理完毕后，吊车进场并进行组杆，组杆完毕并检查合格后行走至指定位置，进行设备试吊，检查各个部位的受力情况，无问题后进行正式吊装，溜尾吊车配合主吊车将设备直立后，溜尾吊车松钩，主吊车260T履带吊车（500T汽车吊）将设备下段吊装至指定位置。
调整设备方位并初步找正。
下段吊装就位后，重复上述吊装工序，从而进行设备中，下段的安装。
3.2施工任务划分
根据协议，我方负责设备的吊装工作，设备组对，焊接工作由设备制造商委托我方负责完成。
3.3吊装的关键工序控制
关键工序控制一览表
序号
关键工序名称
工序特点、难点、主要实物量及主要技术参数
（材质、规格等）
备注
1
吊装前联合检查
1、方案要经过审批
2、地基处理是否满足要求
3、是否进行了吊装及安全技术交底
4、设备基础已经处理完毕，调整垫铁准备完毕
5、检查吊装机、索具是否完好，
6、检查平衡梁及吊耳，保证焊缝质量
2
吊装过程控制
进行试吊检查各个部位的受力情况
根据吊车的称重仪观察吊装过程中的受力情况
检查设备是否与吊车及其他物体产生影响
4.施工方法及技术措施
4.1施工准备
4.1.1技术资料应具备下列条件：
1.起重机额定起重能力性能表、使用说明书齐全。
2.机械设备出厂合格证明书。
3.机械与设备安装有关图纸及安装使用说明书。
4.设计及其他技术文件齐全,施工图纸已经会审,施工方案已经批准,技术交底已经完成。
4.1.2施工现场准备工作
4.1.2.1安装施工前,设备基础（包括其他预制构件）须办理土建与安装的交接验收。
土建施工队应向安装施工队提交施工技术资料；基础上应画出标高基准线、横中心线,相应的建筑（构筑）物上应标有坐标轴线。
4.1.2.2设备调平用的垫铁已加工完毕。
4.1.2.3设备摆放用的道木已经准备齐全。
4.1.2.4吊车行走区域地基已进行了处理。
4.1.2.5吊装所用的吊车以及其它机索具已准备妥当。
4.1.2.6安装塔需用的2台经纬仪和1台水平仪已准备齐全。
4.1.2.7施工所需的水、电以及其它工具齐全，能保证连续施工。
4.1.2.8设备吊装时要对筒体采取保护措施，必须用吊装带进行卸车，并且要将筒体上下口进行十字撑加固，防止筒体变形。
4.2设备安装前的基础验收处理：
1.基础各部分尺寸及位置的偏差数值符合有关规定。
2.基础外观不得有裂纹、蜂窝、空洞及露筋等缺陷。
3.基础混凝土强度应达到设计要求，地脚螺栓的螺纹部分应无损坏。
4.3、设备吊装前的检查验收：
1.检查吊装机索具的外观，确认没缺陷满足使用要求。
2.设备基础已经进行验收合格，且调正用垫铁都已经准备完毕，满足吊装前要求。
3.吊装区域场地,地基处理完毕，地耐力达到要求。
4.螺栓丝扣进行清理检查，并且抹黄油。
螺帽试装配保证合格。
4.4、施工方法及技术要求
4.4.1设备吊装方法选择
由于设备重量较重，本体高度较高，结合设备安装布置图及相关文件、资料，拟采用2种吊装方法：
1.QUY260履带吊作为主吊车，溜尾吊车选择50t汽车吊，采用主臂工况：
69m主杆。
2.QAY500T汽车吊作为主吊车，溜尾吊车选择50t汽车吊，采用主臂工况：
68.2m主杆。
4.4.2吊车组对场地及地基处理
4.4.2.1吊车的组对场地
根据现场实际情况，拟计划在硝酸装置区东侧进行吊车组对，260t履带吊车（中心距离设备基础中心东侧14m，具体见附件中的吊装示意图。
4.4.2.2地基处理
●260吨履带吊车（500T汽车吊车）对场地的要求：
1.260吨履带吊空载状态下重262t，履带踏面宽1.2m，接地长度8.4m，吊件重量为57吨（以最重构件的重量计算）。
2.根据吊车性能表中显示：
260t空载行走时对地面的地耐力为14t/m2。
3.260吊车吊装时对地面的地耐力要求：
P=（299+57）/（2*8.4*1.2）=17.66t/m2。
因此，260t吊车吊装时,地耐力需大于17.66t/m2才能使用要求。
●吊装作业场地处理要求：
设备吊装范围内可采用如下方法处理：
在附图所示地基处理范围内素土夯实，然后用300mm厚毛石密排分层回填，表面用100mm左右厚碎石找平并用压路机压平整，地耐力应≥17.66t/m2。
4.4.2.3吊装工艺
●设备下段吊装工艺：
第一步设备起吊
260t吊车在吸收塔设备正东侧进行组杆，吊车中心距离设备基础中心南侧14m，然后准备吊装。
主吊车的绳扣挂设备吊耳,中间加平衡梁，溜尾绳扣挂设备尾部，索具系挂好后，对各受力部位进行检查，确认没有问题后，主吊车起钩，溜尾吊车根据主吊车的起钩情况而起钩，当设备脱离地面后，停止起钩，检查设备各个部位的受力情况。
第二步设备直立、旋转。
检查各个部位的受力情况没有问题后，进行正式吊装，260t履带吊车（500T汽车吊车）继续起钩。
溜尾吊车配合将设备直立，设备直立后，溜尾吊车松钩，去掉溜尾绳扣。
第三步设备下段吊装
调整吊车主臂角度。
将设备置于基础正上方，调整设备的方位后，缓慢落钩，设备就位。
第四步设备中、上段吊装。
下段就位后，摘钩，吊车返回原如位置，进行中段吊装。
工序同上。
4.4.3受力分析计算
一、260T履带吊车起吊下段设备时受力计算
吊机受力如右图所示
F1=G*L/L1=66.55*14.5/2/（14.5-2）=38.6t
F2=G-F1=66.55-38.6=27.95t
F1由260t吊车来承担，F2由50t吊车来承担。
G=K*（Q+q）=1.1*（57+3.5）=66.55t
其中：
G：
吊装计算重量，Q：
设备重量，q：
钩头及绳扣重量，K=1.1：
安全动载系数。
吊车负载校核
260t履带吊车负载计算：
吊装过程260t受力最大为66.55t，（260t吊车作业半径14m,主臂长57m,吊装负荷为73t）
其最大负荷率为：
η=66.55/73=0.91
50t溜尾吊车负载计算：
吊装过程50t汽车吊受力最大为27.9t，其最大负荷率为：
（50t吊车作业半径5.5m,主臂长15m,吊装负荷为30t）
η=27.9/30=0.93以上满足要求
260T履带吊车起吊上段设备时受力计算（中段按此吊装）
吊机受力如右图所示
F1=G*L/L1=62.15*24.2/2/（24.2-2）=33.87t
F2=G-F1=62.15-33.87=28.28t
F1由260t吊车来承担，F2由50t吊车来承担。
G=K*（Q+q）=1.1*（53+3.5）=62.15t
其中：
G：
吊装计算重量，Q：
设备重量，q：
钩头及绳扣重量，K=1.1：
安全动载系数。
吊车负载校核。
260t履带吊车负载计算：
吊装过程260t受力最大为68.2t，（260t吊车作业半径14m,主臂长69m,吊装负荷为66.3t）
其最大负荷率为：
η=62.15/66.3=0.937
50t溜尾吊车负载计算：
吊装过程50t汽车吊受力最大为28.644t，其最大负荷率为：
（50t吊车作业半径5.5m,主臂长15m,吊装负荷为30t）
η=28.28/30=0.94以上满足要求
吊装安全距离校核：
（以上段吊装时计算）
--------臂杆中心至滑轮组中心距离：
选C=1.266m
--------吊车回转半径：
选R=14m
--------臂杆底铰至回转中心的距离，F=1.5m
--------吊车臂杆长度，选L=69m
--------设备安装标高,h=0.5m
h1--------地角螺栓高,h1=0.6m
--------臂杆底铰至地面的高度，E=2.50m
-------设备的高度57583mm（按三段组对完成后计算）
--------设备直径,d=3400mm
（1）臂杆倾角计算:
α=arccos（R-F-C）/L=arccos（14-1.5-1.266）/69=80.63°<82.6°
（2）净空距离A的计算:
A=R-F-d/2-tgα（h1+H1-E）=14-1.5-1.7-（1.01+57.583-2.5）/tg80.63°=1.54m
（3）高度H的计算
H=Lsinα+E=69*sin80.63°+2.5=70.603m
基础标高1.01m+设备高度57.583m+钩头到设备的距离6m+吊车限位高度5.3m=69.893
<70.603m
由以上计算结果可知,可以满足要求。
二、500T汽车吊车起吊设备时受力计算（以最重的下段计算）
吊机受力如右图所示
F1=G*L/L1=66.55*14.5/2/（14.5-2）=38.6t
F2=G-F1=66.55-38.6=28t
F1由500t吊车来承担，F2由50t吊车来承担。
G=K*（Q+q）=1.1*（57+3.5）=66.55t
其中：
G：
吊装计算重量，Q：
设备重量，q：
钩头及绳扣重量，K=1.1：
安全动载系数。
吊车负载校核。
500t汽车吊车负载计算：
吊装过程500t受力最大为66.55t，（500t吊车作业半径14m,主臂长68.2m,吊装负荷为70.4t）
其最大负荷率为：
η=66.55/70.4=0.95
50t溜尾吊车负载计算：
吊装过程50t汽车吊受力最大为27.9t，其最大负荷率为：
（50t吊车作业半径5.5m,主臂长15m,吊装负荷为30t）
η=27.9/30=0.93以上满足要求
吊装安全距离校核：
（以上段吊装时计算）
--------臂杆中心至滑轮组中心距离：
选C=1.266m
--------吊车回转半径：
选R=14m
--------臂杆底铰至回转中心的距离，F=1.5m
--------吊车臂杆长度，选L=69m
--------设备安装标高,h=0.5m
h1--------地角螺栓高,h1=0.6m
--------臂杆底铰至地面的高度，E=2.50m
-------设备的高度57583mm（按三段组对完成后计算）
--------设备直径,d=3400mm
（1）臂杆倾角计算:
α=arccos（R-F-C）/L=arccos（14-1.5-1.266）/69=80.63°<82.6°
（2）净空距离A的计算:
A=R-F-d/2-tgα（h1+H1-E）=14-1.5-1.7-（1.01+57.583-2.5）/tg80.63°=1.54m
（3）高度H的计算
H=Lsinα+E=69*sin80.63°+2.5=70.603m
基础标高1.01m+设备高度57.583m+钩头到设备的距离6m+吊车限位高度5.3m=69.893
<70.603m
由以上计算结果可知,可以满足要求。
●吊装钢丝绳扣选择与计算：
主吊钢丝绳每侧采用一弯两股，钢丝绳与水平方向成60°角
根据受力分析：
4Tsin60°=G得T=G/4sin60°=19.21
K:
表示安全系数，K取8
T表示单股钢丝
钢丝绳破断力P破=10*K*T=10*19.21*8=1537KN
查五金手册选择主吊钢丝绳：
圆股钢芯钢丝绳φ47-6*37+1抗拉强度≥1700KN/平方毫米。
溜尾钢丝绳选择
钢丝绳采用每侧一弯两股，钢丝绳与水平方向成60°角
根据受力分析：
2T=F2得T=F2/2=14.322t
K:
表示安全系数，K取8
钢丝绳破断力P=10*K*T=10*14.322*8=1146KN
查五金手册选择溜尾钢丝绳：
圆股钢芯钢丝φ43-6*37+1抗拉强度≥1700KN/平方毫米。
●吊耳选择与计算
原设备吊耳的设计是整体吊装所用，现由于分段吊装原设备吊耳取消，分段吊耳可重新由赛鼎工程有限公司确认完成，吊耳的安装、焊接由雷凯诺制造厂负责完成，如再有改动，则会以书面形式通知相关单位。
吊耳具体尺寸见图纸。
材质Q235B
吊耳强度校核计算如下：
（取最重的下段计算）
竖向载荷：
Fv=30*680*9.81*1.65=330204.6N（30的板厚，680查表得出的数据）
横向载荷：
Fh=Fv*tan15°=330204.6*tan15°=88494.83N
径向弯矩：
M=Fv*L=330204.6*180=59436828N.mm
吊耳强度校核：
吊耳横截面积：
A=π（D0-S）S=π（377-18）*18=20290.68mm²
吊耳抗弯断面模数（保守处理，只计算管轴，不计内部筋板）
α=（D0-2S）/D0=（377-2*18）/377=0.9045
J=πD04*（1-α4）/64=π*3774*（1-0.90454）/64=3.27*108mm4
W=J/0.5（D0）=3.27*108/0.5*377=1.73*106mm3
吊耳拉应力：
БLt=Fh/A=88494.83/20290.68=4.361MPa
吊耳最大弯曲应力：
БLb=M/W=59436828/1.73*106=34.19MPa
组合应力：
БL=БLt+БLb=4.361+34.19=38.551Mpa
БL<【Б】L=140.6，满足要求。
●设备吊装用平衡梁的受力计算
平衡梁选用Φ219*10无缝钢管,材质20#,平衡梁长度3.5米，其力学特性为截面积F=65.62cm2，回转半径r=7.4cm，
强度校核：
a．平衡梁受力计算
T=P/4sin60°=14.77t
P1=p2=68.2/2*ctg60°=19.675t
式中：
K=1.1---------安全系数
------------平衡梁所受正压力
平衡梁长细比:
λ=μl/r=360/7.4=48.64kgl/cm2
上式中
-----长度系数、两端铰支
-----支撑梁长
=360cm
查表得稳定系数
φ=0.89
平衡梁应力为σ=
/ΦF=19675/（0.89*65.62）=336.89kgf/cm2
钢管的屈服极限为:
σs=2450kgf/cm2取安全系数
[σ]s=σs/n=2450/1.8=1361kgf/cm2.>σ满足要求
b.吊耳板钢板计算
钢板所受应力
σ=P1/A=19675/2/400=24.59kgf/cm2
σ-----钢板所受压应力kgf/cm2
P1----吊装梁一端吊耳所受正拉力kg
A------受拉面积cm2
钢板δ=30Q235的屈服极限为:
取安全系数
[σ]s=σs/n=2250/1.8=1250kgf/cm2.>σ=24.59kgf/cm2钢板满足要求.
通过以上抗杆计算、吊装起升高度以及吊装能力校核，吊车性能能满足吊装需求
5.筒体组对焊接
1、吸收塔找正找平
①利用垫铁调整设备标高和设备垂直度，塔设备的中心位置、标高、垂直度、方位应符合图纸和规范要求。
②找塔的垂直度采用经纬仪测量法，在塔上成90度的两个方位上引出上、中、下三个测点件，每个测点必须通过塔中心轴线，具有测量标记，吊线检查时风力不得大于4级，测点应选在避太阳照射的一侧。
③找塔的水平度时，要求用垫铁进行调整，不得采用紧固或放松地脚螺栓及局部加压等方法进行调整，螺栓紧固后，复测塔的水平度和垂直度，其值应符合规范要求。
2、组装设备的对口错边量应小于等于1/4δn，且不大于2mm，圆筒对接环向焊接接头形成的棱角E，用长度不小于300mm的钢直尺检查，其E值不得大于（0.1δn+2）mm，且不大于5mm；壳体同一断面上最大内直径与最小内直之差，应不大于该断面设计内直径D的1%，且不得大于30mm。
3、设备组对焊接完成后，应对焊缝及几何尺寸进行检查，焊接接头应进行外观检查，检查前应将溶渣、飞溅清理干净。
焊接接头的表面热影响区，不得有裂纹、气孔、夹渣和弧坑等缺陷。
对接焊头的咬边深度不得大于0.5㎜；的连续长度不得大于100㎜；焊接接头两侧咬边的总长度，不得超过该焊接接头长度的10﹪。
③在焊接筒外壁过程中，首先要在筒壁上焊接临时平台，并且临时平台外设置栏杆1.5米高，在栏杆外用彩条布包起来正好挡住焊缝，保护好焊接质量。
④设备组装临时用的卡具等的焊接，所用焊材和工艺同正式施焊相同。
⑤设备的施焊应对称施焊，以防止因焊接应力引起的变形。
4、筒体组装焊接后，几何形状和尺寸应符合下列规定：
筒体高度的允许偏差，不应大于设计高度的0.5﹪；
筒体铅垂的允许偏差不应大于筒体高度的0.4﹪；且不得大于50㎜；
筒体的局部凹凸变形应符合；
④筒体上的工卡具焊迹应清除干净，焊疤应打磨平整；
⑤壳体对接焊缝进行100﹪的射线探伤检测，执行GB4703-94中的
级合格。
⑥组对筒体前先用石棉布将塔内冷却盘管包好，防止电弧击穿盘管、集箱。
⑦焊接时所用焊线为全部为新的，严禁用破损的焊线，严禁起弧伤害其设备本体和冷却盘管。
6.施工安全及环境保证措施
6.1安全保证体系
6.2设备吊装现场主要危害因素辩识、评价及控制措施
序号
危害源
危害
可能发生
事故
危害程度
控制措施
1
吊装
吊车
吊车损伤
Ⅱ
进场前要检查是否有合格证，符合安全操作規定。
吊车操作和指挥人员
违章操作
Ⅱ
要有特殊工种操作合格证，经过培训合格，身体健康
钢丝绳保护
设备表面损伤
Ⅱ
对于表面易损伤的设备，用绳布包扎钢丝
设备挤压
人员受伤
Ⅲ
禁止违章操作，违章指挥
设备倾倒
设备损坏人员伤亡
Ⅱ
设备的放置及就位要形成稳定的保护体系
设备碰撞
设备损伤
Ⅲ
使用揽风绳
2
起重机具
无安全保险装置或装置失效
高处坠落、物体打击
Ⅱ
1安装与使用按照JGJ33-86《建筑机械使用安全技术规范》执行。
2、按照JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》进行检查、验收。
未按规定设置警戒区域
物体打击
Ⅱ
基础不符合要求
坍塌
Ⅱ
钢丝绳破损、锈蚀等
高处坠落、物体打击
Ⅱ
起重机无稳固措施或不符合要求
坍塌
Ⅱ
起重机无避雷装置
触电
Ⅲ
吊钩裂纹、变形等
高处坠落、物体打击
Ⅱ
卡环裂纹、毛刺夹层等
高处坠落、物体打击
Ⅱ
3
施工机具
吊车、叉车、卷扬机等带病
运行、在运行中检修
机械伤害、机械损坏
Ⅱ
设备完好、安全保险装置齐全有效、起重机械定期派人维护
用电设备及线路绝缘不良、无保
护零线、无漏电保护
触电
危险部位按规定进行防护
４
高处作业
未正确使用安全保护
高处坠落
Ⅱ
1.正确使用安全保护
2.作业平台四周设防护栏杆，挂设安全网
3.人员上下必须设有通道
4.操作平面脚手架板铺设牢固
无可靠立足点
高处坠落
Ⅱ
物体放置不符合要求
高处坠落
Ⅱ
未按规定搭设操作平台
和设置防护措施
高处坠落
Ⅱ
５
现场
砂轮切割机、角向磨光机
使用不符合要求
人员伤害
Ⅱ
戴好防护镜检查砂轮片是否受潮、有无接地线
氧气瓶、氩气瓶、乙炔瓶、煤油
使用存放不符合要求
火灾爆炸
易燃易爆分类摆放按规范检查验收
动火无防火措施、设施
火灾
配备防火器材派监护人监火
照明不足、地面不平整、不通畅
人员伤害、车辆损坏
Ⅲ
设置照明灯、清场保证路面通畅，并硬化处理
孔洞未封堵
人员伤害
Ⅱ
跳板封堵
６
人为因素
违章作业、违章指挥
各类事故
Ⅱ
加强安全教育加强安全监督
特殊工种无证上岗或证件过期
各类事故
持有效证件上岗
不戴安全帽、安全带
人员伤害
加强安全教育加强安全监督
行为失误
各类事故
加强安全教育加强安全监督
6.3安全保证措施
6.3.1施工前应进行详尽的技术交底，对大型吊车的结构、性能、所选工况、平面布置、地基处理以及行车梁的规格、质量、平面摆放位置都要交底清楚。
6.3.2进入现场的所有人员必须戴好安全帽，登高系好安全带，高处作业挂好安全网，特殊工种作业必须持证上岗；
6.3.3吊装现场严禁吸烟、严禁酒后作业；
6.3.4吊车支车组杆结束后应组织相关人员检查，合格方可进行吊装作业
6.3.5起重机械、吊耳及机索具使用前必须严格检查装设情况，确认符合要求后方可使用，吊装作业要服从安排，听从指挥。
6.3.6吊物吊装过程中，由专职指挥员统一指挥协调，分工明确。
参加吊装的施工人员，必须坚守岗位，并根据指挥者的命令，任何人不得擅离岗位
6.3.7吊装应缓慢、平稳进行，指挥信号准确无误；臂杆下方严禁行走和站人，风速过
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