火炬设备筒体塔架吊装及组装方案.docx
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火炬设备筒体塔架吊装及组装方案
1.工程概况
1.160万吨/年甲醇装置火炬系统概况
新建80万吨/年甲醇项目主装置布置在60万吨/年甲醇装置火炬系统内，为给新建80万吨/年甲醇项目提供建设条件，需将60万吨/年甲醇项目火炬系统拆除，再新建一座火炬系统替代。
60万吨/年甲醇装置火炬系统塔架为正三角形塔架，净高80.20m，根开16.00m。
平台共设2个，航空照明灯安装平台位置在标高EL77.000m处，火炬头操作平台在标高EL80.500m处。
三角形塔架形心位置处设置直径为Dia.=1300mm的火炬筒体，火炬筒底部有水封罐，旁边有分渡罐，火炬塔架及水封罐设计标高EL0.300m，塔架具体位置详见装置设备布置图。
1.280万吨/年甲醇装置火炬系统概况
新建80万吨/年甲醇项目主装置火炬系统位于罐区的东南面。
60万吨/年甲醇装置火炬的南面；80万吨甲醇装置火炬系统塔架为正三角形塔架，净高80.20m，根开16.00m。
平台共设2个，航空照明灯安装平台位置在标高EL77.000m处，火炬头操作平台在标高EL80.500m处。
三角形塔架形心位置处设置直径为Dia.=1400mm的火炬筒体，火炬筒底部有水封罐，旁边有分渡罐，火炬塔架及水封罐设计标高EL0.300m，塔架具体位置详见装置设备布置图。
1.3火炬系统平面布置情况
新建60万吨/年甲醇项目火炬系统位于罐区的东面、80万吨/年甲醇项目火炬系统的北面，2套火炬塔架中心相距66米，具体位置详见附图一：
60万吨/年、80万吨/年甲醇装置火炬系统平面布置图。
1.4火炬系统设备参数
60万吨/年甲醇项目火炬系统主要设备参数表
序号
设备名称
位号
重量（公斤）
1
火炬筒体
S-10001
31846
2
塔架
T-10001
70001.2
3
分液罐
F-10001A
42355
4
水封罐
V-10002
24753
5
火炬头
1856
6
平台
7
爬梯
80万吨/年甲醇项目火炬系统主要设备参数表
序号
设备名称
位号
重量（公斤）
1
火炬筒体
01FL0701a
34465
2
塔架
01X0706a
70067.6
3
分液罐
01V0701a
50751
4
水封罐
01V0702a
25200
5
火炬头
2201
6
平台
7
爬梯
1.5火炬塔架系统组装后立面图
详见附件零：
60万吨/年、80万吨/年甲醇装置火炬组装后立面图
2.编制依据
2.1火炬拼装方案编制依据
●已收到的设计施工图（北京石油化工设计院有限公司设计）清单见2.2
●钢结构设计规范（GB50017-2003）
●石油化工企业排气筒和火炬塔架设计规范（SHJ29-91）
●碳素结构钢（GB/T700-2006）
●合金结构钢（GB/T3077-1999）
●碳钢焊条（GB/T5117-1995）
●结构用无缝钢管（GB/T8162-1999）
●钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件（GB/T1231-1991）
●六角头螺栓C级（GB/T5780-2000）
●管法兰用连接紧固件（GB/T9125-2003）
●《塔桅钢结构工程施工及验收规范》（CECS80:
2006）
●《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
●《石油化工钢结构工程施工及验收规范》SH/T3507-2005
●工业金属管道施工及验收规范（GB50235-97）
●现场设备及工业管道验收规范（GB50236-98）
2.2火炬吊装方案编制依据
●已收到的设计施工图（北京石油化工设计院有限公司设计）
3.630万吨火炬塔架及排气筒施工图号、名称
塔架安装示意图（T-10001）LM-0903-06-结-29
分液罐装配图（F-10001）LM-0903-06-设-01
塔架安装图（各节段重量）LM-0903-06-结-29-1
事故水封罐（V-10002）LM-0708-07-05
火炬筒（S-10001）LM-0903-06-设-02
塔架总图（T-10001）LM-0903-06-结-02
80万吨火炬塔架及排气筒施工图号、名称
火炬筒（01FL0701a）LM-0903-07-设-02
塔架总图（01X0703.63a）LM-0903-07-结-02
事故水封罐（01V0702a）LM-0908-07-04
分液罐装配图（01V0701a）LM-0903-07-设-01
塔架安装图（各节段重量）LM-0903-07-结-29-1
塔架安装示意图（01X0703.63a）LM-0903-07-结-29
●《石油化工起重施工规范》SH/T3536-2002
●《大型设备吊装施工工艺》SH/T3515-2003
●《起重吊运指挥信号》GB5082-85
●《石油化工施工安全技术规程》SH3503-1999
●我公司类似工程的施工经验
●我公司目前的资源状况
●300T液压吊车（LTM1300）吊车性能表
●100T液压吊车（QY50）吊车性能表
●50T液压吊车（QY50）吊车性能表。
3.火炬筒的预制与组装
3.1火炬筒规格、材质、制作方式
60万吨火炬排气筒总长度（含上下法兰）：
69.650米
直径：
φ1321*14
材质：
Q345R
制作方式：
卷制成有缝管
80万吨火炬排气筒总长度（含上下法兰）：
69.650米
直径：
φ1420*14
材质：
Q345R
制作方式：
卷制成有缝管
3.2火炬筒制作施工程序
筒节纵焊
材料采购检验
防腐吊装准备
按吊装长度拼接接装
喷砂防腐
筒节拼装检验
按排版图下料
筒节卷制点焊
按排版图下料
3.3火炬筒的排版及坡口尺寸
3.3.1单节筒体下料尺寸及坡口要求
60万吨火炬排气筒排版及坡口尺寸详见附件二：
60万吨/年火炬筒体卷板管下料图
80万吨火炬排气筒排版及坡口尺寸详见附件三：
80万吨/年火炬筒体卷板管下料图
下料尺寸误差需按如下图示检验和控制：
3.3.2火炬筒体分段拼装
火炬筒的分段长度主要依据吊装重量要求，同时考虑拼装的位置方便碰口和焊接工作，拟将接口位置设定在塔架法兰连接面以上1米处，60万吨火炬排气筒与80万吨火炬排气筒分段尺寸相同，按吊装要求分六段进行拼装，拼装完成后依据吊装顺序分别编号和排版。
60万吨火炬排气筒分段尺寸及排版图详见附件四：
60万吨/年火炬筒体卷板管分段尺寸及排版图
80万吨火炬排气筒分段尺寸及排版图详见附件五：
80万吨/年火炬筒体卷板管分段尺寸及排版图
3.4火炬排气筒卷管制作
3.4.1火炬排气筒卷管制作施工程序
上卷板机卷制
按排版图划线
喷砂防腐
焊接和无损检测
点焊牢固卷圆
半自动切割坡口口口
砂轮机打磨坡口
按排版图下料
尺寸及不圆度
检查
按分段尺寸拼接
3.4.2筒节制作组对要求
●同一筒节上的纵向焊缝不得大于2道，且2道纵缝之间的距离不得小于200mm。
●筒节之间组对时两纵缝之间的距离应大于200mm。
●卷管对接焊缝内壁错边量不得大于2mm。
●卷管的周长偏差允许值为9mm。
●卷管的不圆度允许偏差为6mm。
●卷管时所用校圆样板弧长应为圆周长的1/5。
●校圆样板与管内壁不贴合间隙：
对接纵缝处不得大小壁厚的10%加2mm，且不得大于3mm。
离管端200mm对接纵缝处不得大于2mm，其它部位不得大于1mm。
●卷管内壁纵缝或环缝均需用砂轮机清根后进行封底焊。
●卷管加工时坡口方向必须正确。
●卷管加工时应防止表面损伤，对有严重损伤的部位必须进行修磨，使其圆滑过度，修磨后的壁厚不得小于设计值。
3.4.3筒节制作焊接
3.4.3.1焊接方法
火炬排气筒卷管的焊接施工采用手工电弧焊的施焊方法，根据卷管的材质、板厚、接头形式、坡口形式、焊接设备和焊接材料，选择确定相应最佳的焊接工艺参数。
对焊接电流、电压和焊接速度加以控制，达到良好的焊接质量。
3.4.3.2焊接工艺评定
评定标准按JB4708-2000执行，拟采用甲醇成品罐焊接工艺评定。
3.4.3.3焊工培训及考试
焊工应按特种技能作业工人及特殊环境作业工人进行培训、考核、管理，火炬筒卷管计划使用甲醇成品罐施工经过培训后的焊工从事焊接工作，
3.4.3.4焊工合格证
凡参加本工程焊接的焊工，必须持有质量监督部门颁发的锅炉压力容器焊工考试合格证书，施焊的钢材种类、焊接方法和焊接位置均应与焊工本人考核合格项目相符。
3.4.3.5焊接材料的采购、检验
3.4.3.6焊条的烘烤、发放与回收
●
3.4.3.7坡口加工与处理方法（按设计图纸要求）
3.4.3.8焊接检验
3.4.4筒节制作安装无损检测要求
渗透探伤按国家现行标准<承压设备无损检测>JB/T4730.1—4730.6“表面检测”规定的缺陷等级评定，其中缺陷显示累计长度按Ⅰ级合格。
Ⅰ3.5火炬排气筒的防腐要求
3.5.1火炬筒体喷砂除锈要求
3.5.2火炬筒体底漆涂刷要求
3.5.3火炬筒体面漆涂刷要求
60万吨/年、80万吨/年甲醇装置火炬组装后立面图3.6火炬排气筒的预组装
3.6.1预组装的目的和时间
3.6.2组装范围和地点
3.6.3组装施工方法
在已完成基层施工的罐区北面道路上按火炬筒的长度分布20条180*200*2000的枕木，用水准仪和垫铁将枕木找平，其误差控制在6mm范围内，在与筒体接触部位再用薄钢板找平垫实、用450斜垫木塞紧防转。
将各段筒节吊放在枕木上进行组对点焊，并测量其平直度。
组装时各段火炬筒接口处点焊牢回，不进行焊接工作。
火炬筒整体预组装各节点位置详见附件七：
60吨/年及80吨/年火炬筒体预组装分段焊口布置图。
整体组装完成，平直度检查合格，按设计要求涂刷面漆（红白相间），在分段处做好标识工作，用机械方法进行切除打磨，用可焊性油漆涂刷坡口及周边未刷油漆部位，防止生锈，再吊装运输到起吊位置。
应当提醒的是：
在筒体分段时，为方便空中组对，应在下段筒体上焊好预先准备好的角钢肩码，沿圆周均布不得少于6个，空中组对环焊缝错边量等组对及焊接质量要求与地面相同；焊接质量用超声波代替X射线抽检，详见3.4.4。
火炬筒体整体预组装需用材料如下：
（2台）
枕木200*200*180024条
斜垫木120*200*40048块
4火炬塔架预组装
60吨/年及80吨/年甲醇装置火炬塔架完全相同，组装方法也相同，组装地点不同，考虑第一段塔架与其它塔架截面尺寸相差较大，第一段塔架不参加预组装，直接分片散装，其它火炬塔架整体预组装后按吊装要求分段。
具体布置详见附件八：
60吨/年、80吨/年甲醇装置火炬塔架组装平面布置图
4.1火炬塔架预组装的目的及检查内容
目的：
检查塔架3根主杆中心线的直线度
检查塔架各连接件在制造、运输过程中的变形情况
检查各连接螺栓与孔的配合情况
检查塔架各杆件是否有存在应力
检查各段塔架截面正三角形的边长是否相等
4.2对火炬塔架拼装场地要求
依据附件八：
60吨/年、80吨/年甲醇装置火炬塔架组装平面布置图，塔架预组装场地范围内的地面需平整后铺上200mm厚三合土，再用压路机压实找平。
60吨/年甲醇装置火炬塔架组装场地平整面积：
30米*70米=2100平方米
80吨/年甲醇装置火炬塔架组装场地平整面积：
30米*70米=2100平方米
4.3火炬塔架按吊装分段与图纸分节对应情况
详见附件九：
60吨/年、80吨/年甲醇装置火炬塔架分段布置图。
4.4火炬塔架的预组装程序和方法
第一步：
在预先平整好的场地上铺上准备好的枕木，并将枕木按各节立柱的直径差用木板或钢板调整，使立柱放置后中心在同一水平线上。
第二步：
将火炬塔架（图纸编号）第8节段的B、C两立柱按图纸方位平放在找平的枕木上测量对角线后用钢垫、斜木垫调平调正，再按塔架组件编号把横梁、斜梁接入B、C立柱组装成单片平铺在枕木上。
第三步：
在第8节段单片立柱上连接（图纸编号）第7节段的B、C立柱，再按编号把横梁、斜梁接上，形成7、8节段单片，再次调平。
第四步：
在第8、7单片节段连接上（图纸编号）第6节段的B、C立柱，再按编号把横梁、斜梁接上，形成6、7、8节段单片，再次调平。
（注意：
火炬塔架横卧于地上必须垫牢固，防止塔架变形）
第五步：
依次类推，将第5、4、3节段立柱、横梁、斜梁接入，形成一片长52米的第3、4、5、6、7、8火炬塔架节段单片。
第六步：
从第3节段开始，在第五步单片基础上，依次把连接A、B和A、C立柱的各节段正三角形截面横梁及斜梁按编号连接上。
第七步：
从第3节段到第8节段，依次把A立柱组装上，组装时需用2台吊车配合工作，其中1台吊车吊A立柱，另1台吊车用制作的吊篮（经业主、监理检查合格）加安全带将施工人员运送到连接点进行螺栓的连接工作；在螺栓紧固前需测量各截面正三角形的边长、各节段A立柱中心线，边长、中心线等各项检查控制指标满足设计图纸要求后再进行高强螺栓紧固。
第八步：
按塔架（图纸编号）第1、2节段尺寸和位置，开挖塔架形状的基坑，开挖形状及尺寸要求详见附件十：
60吨/年、80吨/年甲醇装置火炬塔架1-8节段预组装图。
第九步：
按按上述步骤将第1、2节段接入组装成整体，并检查、调整塔架弯曲度和螺栓的松紧。
第十步：
将塔架爬梯、休息平台组装在塔架固定位置（因吊装重量受到限制，第1节平台不安装）。
第十一步：
塔架楼梯、平台按图纸要求刷红白相间面漆。
第十二步：
塔架、楼梯平台组装成整体及面漆完成后，按吊装要求分段，分段处无正三角形连接杆的截面需用与上部正三角形横梁相近的结构钢管加固，每节段加固位置及加固材料、固定方式详见附件十一：
60吨/年、80吨/年甲醇装置火炬塔架加固图。
火炬塔架整体预组装需用材料如下：
（以2台火炬塔架同时组装考虑）
枕木200*200*150076条
斜垫木120*200*400152块
注：
由于塔架立柱长、截面大，为防止塔架变形，塔架组装由两台25T吊车组装，因工期紧计划2台火炬同步组装。
4.5火炬塔架中的高强螺栓连接
60吨/年、80吨/年甲醇装置火炬塔架连接采用8.8级镀锌高强螺栓，平台楼梯采用4.8级镀锌高强螺栓，火炬筒体与水封罐、火炬头的连接为耐高温合金钢螺栓，火炬系统所用螺栓由生产厂家提供，其重量、材质、等级见下表：
（因图纸不全无法确定具体数量）
火炬塔架用高强螺栓规格
材质/等级
规格
80万吨
60万吨
备注
单位
数量
单位
数量
4.8级
M10*35
kg
13.8
kg
13.8
楼梯平台用
M10*75
kg
11.6
kg
11.6
楼梯平台用
M12*35
kg
26.0
kg
26.0
楼梯平台用
M16*40
kg
31.5
kg
31.5
楼梯平台用
M16*50
kg
61.5
kg
61.5
楼梯平台用
M20*55
kg
30.1
kg
30.1
楼梯平台用
小计
kg
1765
kg
1765
8.8级
M24*65
kg
17.9
kg
17.9
塔架连接用
M20*85
kg
123.2
kg
123.2
塔架连接用
M22*70
kg
42.9
kg
42.9
塔架连接用
M22*80
kg
696.7
kg
696.7
塔架连接用
M24*80
kg
178.0
kg
178.0
塔架连接用
M24*90
kg
48.2
kg
48.2
塔架连接用
M24*110
kg
31.0
kg
31.0
塔架连接用
M36*150
kg
670.4
kg
670.4
塔架连接用
小计
kg
1808.3
kg
1808.3
35CrMoA
M39*3*185
个
28
火炬筒体用
35CrMoA
M45*3*205
个
32
火炬筒体用
4.5.1对高强度螺栓的要求：
高强螺栓连接
●准备好重型套筒扳手和、临时连接螺栓、钢丝刷等工具，在塔架组装调整好之前用临时螺栓固定。
●塔架法兰连接处及连接筋板应平整，板边孔边无毛刺：
接头处有翘曲、变形必须进行校正，防止损伤摩擦面，保证摩擦面紧贴。
装配前，浮锈用钢丝刷除掉，油污、油漆清除干净。
接触面间应平整，当接触有间隙时，应按规定处理，见下表：
间隙大小处理方法
≤1mm
不做处理
1-3mm
将高出一侧磨成1：
10斜面，打磨方向应与受力方向垂直
＞3mm
加垫板，垫板两面摩擦面处理方法与构件相同
●不准用高强螺栓兼做临时螺栓，以防止螺纹损伤。
安装高强螺栓
安装时高强螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打。
扭剪型高强螺栓的垫圈安在螺母一侧，垫圈孔有倒角一侧应和螺母接触，不得装反（大六角头的垫圈应安装在螺栓头一侧和螺母一侧，垫圈有倒角一侧应和螺栓头接触，不得装反）
螺栓不能自由穿入时，不得用气割扩孔，要用铰刀修孔，修孔时要使板层紧贴，防止铁屑进入板缝，修孔后要用砂轮清除孔边毛刺，并清除铁屑。
螺栓穿入方向应一致，不得在雨天安装高强螺栓，且摩擦面处于干燥状态。
高强螺栓的紧固：
必须分两次进行，第一次为初拧，初拧紧固到螺栓标准轴力（即设计预先拉力，由厂家提供）的60-80%，初拧的扭矩值不得小于终拧的30%。
第二次紧固为终拧，复拧扭矩值应符合设计要求。
为使受力均匀，两次紧固都应按规定顺序进行。
为防止漏拧，当天安装的螺栓当天终拧完，终拧完毕检查外露丝扣不得少于2扣。
高强螺栓安装完毕后，用0.25-0.5Kg小锤敲击法对高强螺栓逐个进行检查，以防漏拧。
4.6组装技术要求
塔架组装完成后测量各截面正三角形的平行度，其允许误差应控制在20mm范围内。
可以用测量相邻两截面正三角形边与边之间的距离来计算。
塔架主立柱（A、B、C）中心直线度最大误差不得超过20mm。
5.火炬塔架及火炬筒的吊装
5.1吊装参数
5.1.160吨/年、80吨/年甲醇装置火炬塔架吊装参数
塔架高度：
80.2m（标高80.5m）
塔架重量：
70.067T
塔架截面：
正三角形变截面
塔架底部边长：
16m
塔架顶部边长：
6m
5.1.280万吨火炬筒及附属设备吊装参数
火炬筒：
φ1420×69.65m；筒壁厚度：
14mm；重量34.465T。
事故水封罐：
φ3600×11050mm；重量25.2T。
甲醇分液罐（就位在火炬塔架外，卧式）：
φ4000×24200mm；重量50.751T。
火炬头：
φ1220×4000mm；重量2.201T。
5.1.360万吨火炬筒及附属设备吊装参数
火炬筒：
φ1321×69500mm；筒壁厚度：
14mm；重量31.846T。
事故水封罐：
φ3600×11050mm；重量24.753T。
甲醇分液罐（就位在火炬塔架外，卧式）：
φ4000×20200mm；重量42.355T。
火炬头：
φ1020×4000mm；重量1.856T。
5.2吊装方法
根据火炬塔架的高度及火炬头就位的高度，拟采用300T液压吊车（LTM1300德国造）分段吊装塔架和火炬筒体在空中组对的吊装方法。
5.2.1火炬塔架的吊装
火炬塔架高80.2m，重70.067T，根据300T吊车（LTM-1300）的性能表，按照塔架分段的重量，拟将火炬塔架分成6段进行吊装对接。
塔架的第一段采用散装的方法。
塔架的第二段采100T吊车吊装，第三段、第四段、第五段、第六段、采用300T吊车吊装，塔架分段吊装重量见下表：
60吨/年、80吨/年甲醇装置火炬塔架（含爬梯、平台）分段吊装重量表
序号
吊装长度
（米）
就位标高
（米）
塔架重量
（千克）
平台重量
（千克）
楼梯重量
（千克）
吊装总重量
（千克）
备注
第一段
12.00
0.30
15941.2
255.7
490.6
16687.5
散装
第二段
12.00
12.30
12976.5
255.7
432.6
13664.8
第三段
16.00
24.30
12734.6
255.7
584.1
13574.4
第四段
16.00
40.30
9863.1
252
581.6
10696.7
第五段
14.35
56.30
6218.2
292.6
511.2
7022
第六段
9.85
70.65
4350.6
3713.8
357.8
8422.2
平台另吊
60吨/年、80吨/年甲醇装置火炬塔架（含爬梯、平台）分段吊装方法见下表
塔架分段吊装方法一览表
序
号
段位
编号
段位高度（m）
段位就位
标高（m）
段位重量（Kg）
临时平台重量（Kg）
吊钩及索具（Kg）
吊装总重量（Kg）
采用吊车
规格
吊车臂杆
长度（m）
工作半径（m）
吊车额定
荷载（T）
递送吊车
备注
1
第一段
12
+0.300
16687.5
200
800
17687.5
50T吊车
主杆32.7
10
10.3
25T吊车
分单片吊装
单片重量小于8T
2
第二段
12
+12.300
13664.8
600
1100
15364.8
100T吊车
主杆36.7
14
18.5
25T吊车
3
第三段
16
+24.300
13574.4
500
1800
15874.4
300T吊车
主杆60
20
23,5
50T吊车
4
第四段
16
+40.300
10696.7
400
530
11626,7
300T吊车
主杆56.4、付杆12.1
20
14.1
50T吊车
主杆加付杆
5
第五段
14.35
+56.300
7022
350
530
7902
300T吊车
主杆56.4、付杆21
20
9.8
25T吊车
主杆加付杆
6
第六段
9.85
+70.650
4708.4
300
530
5538.4
300T吊车
主杆56.4、付杆35
20
8.2
25T吊车
主杆加付杆
7
第二层平台
1.2
+77.000
1811.5
530
2341.5
300T吊车
主杆56.4、付杆35
20
8.2
平台分片吊
8
第一层平台
1.2
+80.5
1902
530
2432
300T吊车
主杆56.4、付杆35
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