042大件设备吊装方案A1解析.docx
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042大件设备吊装方案A1解析
大件设备吊装方案
本工程为泰州石化总厂3万吨/年甲乙酮装置安装工程，主要分为A和B两个标段，其中A标段包括三区（SBA精馏）、五区（SAB水合）、控制室、变电所，B标段包括一区（中间罐区）、二区（MEK合成与精制）、四区（丁烯提侬）、六区（公共部分）、七区（泵区）。
在A标段中，大件设备分布在三区和五区，主要包括SBE塔（C-151）、SBA塔（C-152）、水合反应器（R-101）、脱丁烯塔（C-101）四台塔器，以上设备均为SBA工段的关键设备，直接影响到投产后装置的正常运行，因此大件设备的吊装是本工程施工的重点，也是设备安装的难点。
在设备吊装过程中，应密切与设备制造厂家施工相互配合，做好设备吊装、组对和焊接工作，以保证工期及质量目标的顺利实现。
本方案主要针对于A标段所编制的。
1、大件设备简介
在本标段中，大件设备主要以塔器为主，而且设备本体高度都在30米以上，最高的为SBE塔（C-151），高度为52.6米，此外水合反应器（R-101）的本体重量最重，高达175吨，因此在A标段区域内的超限设备，重量大、高度高，吊装难度大。
在施工过程中，由于SBE塔（C-151）、SBA塔（C-152）、脱丁烯塔（C-101）三塔都安装在10米高的钢框架内，而水合反应器（R-101）安装在五区钢框架外的东侧，设备中心离框架边仅有3米的距离，其中SBA塔、脱丁烯塔和水合反应器为整体到货，SBE塔分两段到货。
为了保证施工顺利进行，考虑到三塔到货时间较为集中，故设备吊装之前，应预先焊接好悬臂梁和直爬梯等，而10米层土建钢结构框架暂不安装，待大件设备就位后再进行施工。
附1：
大件设备吊装参数表
设备名称
重量
规格及数量
安装标高
备注
水合反应器（R-101）
净重175.07T
（不包括填料和塔盘的重量）
直径：
2.6米
本体高度：
29.51米
基础高度：
0.2米
整体到货
塔体预焊件
重1.19吨
脱丁烯塔
（C-101）
净重23.53T
（不包括塔盘的重量）
直径：
2.2米
本体高度：
30.35米
基础高度：
0.2米
整体到货
塔体预焊件重1.12吨
SBA塔
（C-152）
净重10.06T
（不包括塔盘的重量）
直径：
1.4米
本体高度：
34.9米
基础高度：
0.2米
整体到货
塔体预焊件
重1.05吨
SBE塔
（C-151）
净重38.91T
（不包括塔盘的重量）
直径：
2.2米
本体高度：
52.6米
其中：
上段：
高度26.5米
重量16.27吨
下段：
高度26.1米
重量22.64吨
基础高度：
0.2米
分两段到货
塔体预焊件
总重6.95吨
其中：
上部：
3.86吨下部：
3.09吨
2、编制依据
2.1招标文件、补充说明文件
2.2提供的施工图纸及技术资料
2.3《大型设备吊装工程工艺标准》SHJ515-90
2.4《化工工程建设起重规范》HGJ201-83
3、设备吊装的工艺流程
附2：
吊车吊装设备吊装工艺流程图
4、吊车的选用
根据现场考察，周围环境条件不理想（包括道路、设备放置场地等），整个装置布局紧凑，吊装施工作业空间仅限于装置区外围道路，并结合被吊装设备的最大重量、设备吊装高度以及安装的位置、起重机械的技术参数、工人的技术水平等综合考虑，选用350T（LR5000）履带吊一台、150T（KH850-3）履带吊一台、50T（QUY50）履带吊一台。
5、超限设备的吊装顺序
5.1吊装顺序
根据招标文件提供的A标段平面布置图和工艺流程图，超限设备主要分布在SBA精制（三区）和SBA水合（五区）。
通过现场的勘察，土建基础基本都已经完成，装置区内布满设备基础和框架基础，无法预留出吊车站位和设备摆放空间，同时按照业主提供的A标段设备到货日期，三塔进场时间为2003年10月，水合反应器进场时间却为2003年12月份，因此初步考虑为设备到货后，摆放在装置区北面道路上，至东向西的方向依次吊装，但由于水合反应器进场较迟，需要大型吊车两次进退场。
根据以上分析，吊装顺序初步拟订如下：
在2003年10月底，首先150T履带吊进场，站位于基础的东北面，吊装脱丁烯塔（C-101），然后150T履带吊行走至SBA塔和SBE塔的北面，依次吊装SBA塔、SBE塔下段、SBE塔上段，吊装三塔的同时，采用50T履带吊进行溜尾，吊装完毕后，150T履带吊退场。
到2003年12月份，350T履带吊和150T履带吊进场，先利用150T履带吊组装350T履带吊，然后采用350T履带吊行走至基础的东北面进行主吊，150T履带吊溜尾，最后两台吊车退场。
5.2吊装工作对周围施工环境的要求
根据本标段设备的安装位置和到货时间、状态，现场吊装场地情况，以及采用的吊装机械的性能，主要作好以下几个方面的工作：
（1）生产装置区四周道路应填平压实，预留出足够的宽度，保证吊车和设备进场的需要。
（2）大件设备进场应按照施工单位指定地点卸车，并放置稳妥，并采取有效的保护措施。
（3）三台塔器吊装前，10米高钢结构框架暂不施工，以便留出吊车站位场地。
（4）为了方便水合反应器的吊装工作，反应器东面的设备和添加剂小框架暂不施工，保证吊车拥有足够的吊装和站位空间。
附3：
大件设备吊装顺序图
2003年10月底
三塔检验、吊装准备
脱丁烯塔（C-101）
吊装就位
150T履带吊进场
一次站位
50T
履
带
吊
溜
尾
SBA塔（C-152）
吊装就位
150T履带吊
二次站位
SBE塔（C-151）下段
吊装就位
150T履带吊
行走移位
150T履带吊
退场
SBE塔（C-151）上段吊装就位、组焊
水合反应器检验、吊装准备
2003年12月
350T履带吊
进场
350T履带吊
装配
水合反应器（R-101）
吊装就位
溜尾
两台履带吊
退场
150T履带吊
二次进场
附4：
大件设备进场时间及吊车使用表
序号
设备名称
设备形式
到货时间
主吊选用
1.
脱丁烯塔（C-101）
立式（整体）
2003.10
150T履带吊
2.
SBA塔（C-152）
立式（整体）
2003.10底
150T履带吊
3.
SBE塔（C-151）
立式（分两段）
2003.10底
150T履带吊
4.
水合反应器（R-101）
立式（整体）
2003.12
350T履带吊
6、施工方法
6.1吊装方法
本标段的主要设备为塔器，此类设备特点是本体高、直径大、部分设备重量大，因此吊装主要采用吊车滑移法进行吊装。
6.2吊装前的检查
6.2.1施工机具的规格和布置与已批准的施工方案是否一致并便利操作。
6.2.2机具的合格证以及各项记录是否完整。
6.2.3设备的检查、试验以及吊装前应进行的工作是否已完成。
6.2.4设备的基础、主要承重部位的质量、位置是否符合工程要求。
6.2.5施工场地是否平整坚实。
6.2.6设备运输和起重机所经道路是否已按要求整平压实。
6.2.7指挥者及施工人员是否已经熟悉其工作内容。
6.2.8辅助人员是否配备齐全。
6.2.9备用工具、材料是否齐备。
6.2.10一切妨碍吊装工作的障碍物是否已妥善处理。
6.3主吊吊车的站位
6.3.1主吊吊车的站位应与设备的吊装程序及顺序相接合，按要求进行相应的站位。
6.3.2吊车工作场地应平整、坚实、必要时可铺设钢板，以免产生沉陷。
6.3.3履带式吊车吊装设备前，如履带式吊车纵向使用时，可用道木打掩，以提高其稳定性。
7、大件设备的吊装
在A标段装置区中，大件设备主要包括三塔一器，其中SBE塔最高，本体高度达到52.6米，分两段进入现场，根据现场的施工场地的情况，在地面组对成整体后再吊装的方法实施难度较大，因此考虑分段吊装、空中组对的方法较为可行，也更加可靠、便于操作。
水合反应器为本装置中最重的设备，净重为175.07吨（不含塔盘和填料的重量），整体到货，因此，吊装难度较大，主辅吊都需要大型吊车，以满足吊装要求。
为了便于后期设备配管和附属结构的安装，塔体钢平台的悬臂梁和直爬梯等部分结构应预先与塔体焊接牢靠，减少高空作业的工作量。
7.1、水合反应器的吊装
水合反应器位于A标段五区内，设备为整体到货，安装在（16）～（17）轴与（F）～（2/F）轴之间，地面基础高度为0.2米，吊车站位于基础的东北面，设备摆放时，头部朝基础方向偏西北方向。
吊装时，利用设备本体焊好的吊耳进行吊装，并在吊耳处加设平衡梁。
水合反应器的吊装计算如下：
（1）水合反应器的吊装参数
设备直径：
φ2.6m设备高度：
29.51m
设备净量：
175.07T（不含塔盘和填料）
附属钢结构重量：
1.19T
吊车站位：
主吊车位于基础东北方向，溜尾吊车与主吊车同侧，吊点设在设备尾部。
（2）主吊车吊装计算
① 主吊车性能预选用为：
350t履带吊（LR5000）
回转半径：
10m臂杆长度：
42m
起吊能力：
188t起能配重：
178t
工况：
重型主臂作业
② 臂杆倾角计算：
α=arccos（S－F）L
=arccos（12-1.5）/42
水合反应器
=75.5°
式中：
S—吊车回转半径：
选S=12m
F—臂杆底铰至回转中心的距离，F=1.5m
L—吊车臂杆长度，选L=42m
③ 净空距离A的计算：
A=Lcosα－（H－E）ctgα－D/2
=42cos75.5°－（25.91－2.59）ctg75.5°－2.6/2=3.17m
式中：
H—设备吊装时距臂杆最近的最高点b至地面的高度，选H=25.91m
E—臂杆底铰至地面的高度，E=2.59m
D—设备直径：
D=2.6m
以上计算说明所选的吊车性能能满足吊装需求。
④ 设备吊装总荷重：
P=PQ+PF+Pg=175.07+6.4+1.19=182.66t
式中：
PQ—设备吊装净重，PQ=175.07t
PF—设备吊装吊索及平衡梁的附加重量，取PF=6.4t
Pg—设备外部附带钢结构重量，Pg=1.19t
⑤ 主吊车吊装能力选用校核：
吊装总荷重/起吊能力=P/Q=182.66/188=97%
能满足吊装要求。
（3）溜尾吊车的吊装计算
F/
Q
2.5M
4M
Q
14M
26M
29.51M
G
附6：
水合反应器溜尾吊车受力计算简图
①受力计算
=94.1t
②溜尾吊车的选择
辅助吊车选用为：
150T履带吊（KH850-3）
臂杆长度：
18m；
回转半径：
8m；
起吊能力：
102.5t；
吊装安全校核：
因：
94.1t〈102.5t，所以150T履带吊的吊车能够满足吊装要求。
7.2、脱丁烯塔的吊装
脱丁烯塔位于A标段五区内，在水合反应器的西面，设备为整体到货，安装位置在（10）～（11）轴与（F）～（2/F）轴之间，设备基础高度为0.2米。
设备安装时，利用塔体本身的吊耳，安装平衡梁进行吊装。
吊车位于塔基础的东北面，循环水分离器基础的北面。
脱丁烯塔的吊装计算
（1）脱丁烯塔的吊装参数
设备直径：
φ2.2m设备高度：
30.35m
设备净量：
23.53T（不含塔盘）
附属钢结构重量：
1.12T
吊车站位：
主吊车位于基础东北方向，溜尾吊车与主吊车同侧，吊点设在设备尾部。
（2）主吊车吊装计算
① 主吊车性能预选用为：
150T履带吊（KH850-3）
回转半径：
14m臂杆长度：
42m
起吊能力：
44.4t起能配重：
57.7t
工况：
主臂作业（不安装龙门架）
② 臂杆倾角计算：
α=arccos（S－F）L
=arccos（14-1.45）/42
=72.6°
式中：
S—吊车回转半径：
选S=14m
F—臂杆底铰至回转中心的距离，F=1.45m
L—吊车臂杆长度，选L=42m
③ 净空距离A的计算：
A=Lcosα－（H－E）ctgα－D/2
=42cos72.6°－（27.55－2.5）ctg72.6°－2.2/2=3.6m
式中：
H—设备吊装时距臂杆最近的最高点b至地面的高度，选H=27.55m
E—臂杆底铰至地面的高度，E=2.5m
D—设备直径：
D=2.2m
以上计算说明所选的吊车性能能满足吊装需求。
④ 设备吊装总荷重：
P=PQ+PF+Pg=23.53+2.2+1.12=26.85t
式中：
PQ—设备吊装净重，PQ=23.53t
PF—设备吊装吊索及平衡梁的附加重量，取PF=2.2t
Pg—设备外部附带钢结构重量，Pg=1.12t
⑤ 主吊车吊装能力选用校核：
吊装总荷重/起吊能力=P/Q=26.85/44.4=60%
能满足吊装要求。
（3）溜尾吊车的选择
辅助吊车选用为：
50T履带吊（QUY50）
臂杆长度：
19m；
回转半径：
8m；
起吊能力：
16t；
吊装安全校核：
50T履带吊的吊车能够满足吊装要求。
（计算略）
7.3、SBA塔的吊装（计算略）
SBA塔位于A标段的三区内，与B标段MEK装置的一区相邻，布置在钢结构框架的最西面，设备为整体到货，安装位置在（7）～（8）轴与（F）～（2/F）轴之间，本塔细长，吊装时利用设备本体自身的吊耳，采用加设平衡梁的方法进行吊装作业。
主吊车站位于基础的东北面，三区泵区的北面，由于周围其它设备基础的影响，因此，吊车回转半径相对选用较大的，以满足吊装要求。
（1）SBA塔的吊装参数
设备直径：
φ1.4m设备高度：
34.9m
设备净量：
10.06（不含塔盘）
附属钢结构重量：
1.05T
吊车站位：
主吊车位于基础东北方向，溜尾吊车与主吊车同侧，吊点设在设备尾部。
（2）主吊车的选用
主吊车性能：
150T履带吊（KH850-3）
回转半径：
18m臂杆长度：
48m
起吊能力：
31.2t起能配重：
57.7t
工况：
主臂作业（不安装龙门架）
以上选用经安全校核能满足吊装要求（计算过程略）。
（3）溜尾吊车的选择
辅助吊车选用为：
50T履带吊（QUY50）
臂杆长度：
22m；
回转半径：
10m；
起吊能力：
11.5t；
吊装安全校核：
50T履带吊的吊车能够满足吊装要求（计算过程略）。
7.4、SBE塔的吊装
下塔
SBE塔位于A标段三区，安装位置也在（7）～（8）轴与（F）～（2/F）轴之间，SBA塔的西侧，与SBA塔的中心距离为4米。
本塔总高度为52.6米，是A标段最高的设备，因此分两段到货，下段高26.1米，上段高26.5米。
SBE塔需要现场组焊，焊接工作由设备制造厂家负责，施工单位配合吊装就位。
吊车站位于基础的东北面、SBA塔的北面，上段吊装时利用设备本体吊耳，下段吊装前需焊接临时吊耳，焊接工艺和材料应与设备本体焊接相同。
塔组对时，应注意设备管口的方位与施工图纸相一致。
7.4.1、SBE下塔的吊装计算
（1）SBE下塔的吊装参数
设备直径：
φ2.2m
下塔高度：
26.1米
下塔重量：
22.64T
下塔附属钢结构重量：
3.09T。
吊车站位：
主吊车位于基础东北方向，溜尾吊车与主吊车同侧，吊点设在设备尾部。
（2）主吊车吊装计算
① 主吊车性能预选用为：
150T履带吊（KH850-3）
回转半径：
16m臂杆长度：
39m
起吊能力：
37.2t起能配重：
57.7t
工况：
主臂作业（不安装龙门架）
② 臂杆倾角计算：
α=arccos（S－F）L
=arccos（16-1.45）/39
=68.1°
式中：
S—吊车回转半径：
选S=16m
F—臂杆底铰至回转中心的距离，F=1.45m
L—吊车臂杆长度，选L=39m
③ 净空距离A的计算：
A=Lcosα－（H－E）ctgα－D/2
=39cos68.1°－（22.9－2.5）ctg68.1°－2.2/2=5.25m
式中：
H—设备吊装时距臂杆最近的最高点b至地面的高度，选H=22.9m
E—臂杆底铰至地面的高度，E=2.5m
D—设备直径：
D=2.2m
以上计算说明所选的吊车性能能满足吊装需求。
④ 设备吊装总荷重：
P=PQ+PF+Pg=22.64+2.2+3.09=27.93t
式中：
PQ—设备吊装净重，PQ=22.64t
PF—设备吊装吊索及平衡梁的附加重量，取PF=2.2t
Pg—设备外部附带钢结构重量，Pg=3.09t
⑤ 主吊车吊装能力选用校核：
吊装总荷重/起吊能力=P/Q=27.93/37.2=75%
能满足吊装要求。
（3）溜尾吊车的吊装计算
F/
Q
2M
3.5M
Q
12.5M
26M
26.1M
G
附8：
下塔溜尾吊车受力计算简图
1受力计算
=12.2t
②溜尾吊车的选择
辅助吊车选用为：
50T履带吊（QUY50）
臂杆长度：
16m；
回转半径：
7m；
起吊能力：
19t；
吊装安全校核：
因：
12.2t〈19t，所以50T履带吊的吊车能够满足吊装要求。
上塔
7.4.2、SBE上塔的吊装计算
（1）SBE上塔的吊装参数
设备直径：
φ2.2m
下塔高度：
26.5米
下塔重量：
16.27T
下塔附属钢结构重量：
3.86T。
吊车站位：
主吊车位于基础东北方向，溜尾吊车与主吊车同侧，吊点设在设备尾部。
（2）主吊车吊装计算
① 主吊车性能预选用为：
150T履带吊（KH850-3）
回转半径：
16m臂杆长度：
63m
起吊能力：
36t起能配重：
57.7t
工况：
主臂作业（不安装龙门架）
② 臂杆倾角计算：
α=arccos（S－F）L
=arccos（16-1.45）/63
=76.6°
式中：
S—吊车回转半径：
选S=16m
F—臂杆底铰至回转中心的距离，F=1.45m
L—吊车臂杆长度，选L=63m
③ 净空距离A的计算：
A=Lcosα－（H－E）ctgα－D/2
=63cos76.6°－（49.8－2.5）ctg76.6°－2.2/2=2.16m
式中：
H—设备吊装时距臂杆最近的最高点b至地面的高度，选H=49.8m
E—臂杆底铰至地面的高度，E=2.5m
D—设备直径：
D=2.2m
以上计算说明所选的吊车性能能满足吊装需求。
④ 设备吊装总荷重：
P=PQ+PF+Pg=16.27+2.2+3.86=22.33t
式中：
PQ—设备吊装净重，PQ=16.27t
PF—设备吊装吊索及平衡梁的附加重量，取PF=2.2t
Pg—设备外部附带钢结构重量，Pg=3.86t
⑤ 主吊车吊装能力选用校核：
吊装总荷重/起吊能力=P/Q=22.33/36=62%
能满足吊装要求。
（3）溜尾吊车的吊装计算
F/
Q
2M
2.8M
Q
13M
26M
26.5M
G
附10：
上塔溜尾吊车受力计算简图
①受力计算
=10.5t
②溜尾吊车的选择
辅助吊车选用为：
50T履带吊（QUY50）
臂杆长度：
16m；
回转半径：
8m；
起吊能力：
15.5t；
吊装安全校核：
因：
10.5t〈15.5t，所以50T履带吊的吊车能够满足吊装要求。
8、起重吊装的指挥和吊装工艺岗位的分工
8.1起重吊装的指挥协调工作
（1）凡参加吊装的施工人员，必须坚守岗位，并根据指挥者的命令进行工作。
（2）指挥者应把信号向全体工作人员交代清楚，明确各人的岗位职责。
哨音必须准确、响亮，旗语应清楚，工作人员如对信号不明确时，应立即询问，严禁凭估计、猜测进行操作。
（3）在吊装作业中，为了保证正确、及时地下达信号，可在指挥者领导下，设副指挥，分管辅助吊车各吊装岗位的指挥工作，但须分工明确，紧密配合。
（4）指挥者应站在能看到吊装全过程并被所有施工人员全能看到的位置上，以利直接指挥各工作岗位，否则应通过助手及时传递信号。
（5）指挥者及操作人员应使自己的视觉、听觉不受阻碍。
（6）吊装过程中，任何岗位出现故障，必须立即向指挥者报告，没有指挥者的命令，任何人不得擅自离开岗位。
8.2吊装工艺岗位的分工
序号
岗位号
岗位名称
职责
1
1-0
吊装指挥
具体指挥吊装全过程的工艺操作，包括主吊车提升，辅助吊车抬送作业的协调。
1-1
主吊车司机
执行吊装指挥命令，准确、平稳操作。
吊车动作，主辅吊车力求同步作业。
1-2
设备就位
负责设备的就位找平，做好安装记录
1-3
监测组
正确使用仪器，监测主吊车吊装净空及两台吊车运转情况，做好记录并及时向吊装指挥报告。
1-4
预备队
执行吊装指挥命令，排除吊装故障。
2
2-0
吊装副指挥
指挥辅助吊车的工艺操作。
2-1
辅助吊车司机
执行吊装副指挥命令，准确、平稳操作。
吊车动作，主辅吊车力求同步作业。
9.吊装工作应注意的安全事项
9.1吊装施工准备和实施过程中安全质量保证体系必须要保证正常运转，以确保吊装工程达到安全优质的要求。
吊装前必须进行安全质量检查，并要符合《化工工程建设起重施工规范》（HGJ201—83）以及其他规程、规范的规定。
9.2吊车性能应满足吊装工艺要求，警报和液压系统必须可靠。
9.3应严格执行吊车随机技术文件的规定。
9.4辅助吊车吊装进度宜与主吊车相匹配。
9.5吊钩偏角不应大于3°。
9.6禁止用吊车在地面上直接拖拉设备。
9.7设备吊装前应进行试吊，应观测吊装净距及吊车支腿处地基变化情况，发现问题应先将设备放回地面，故障排除后重新试吊，确认一切正常，方可正式吊装。
9.8吊装过程中，应保持吊装动作平稳。
待设备就位后应及时找正找平，设备未固定前不得解开吊装索具。
9.9吊装时，施工人员不得在被吊装设备下面、受力索具附近及其它有危险的地方停留。
9.10吊装时，任何人不得随同设备或吊装索具上下。
9.11开始松辅助吊车吊钩时，设备的仰角不宜大于75°。
9.12多台吊车抬吊设备时，各吊车间的动作必须协调一致。
指挥信号要准确、可靠。
a、b、c的尺寸
根据吊装而定
附11：
平衡梁制作示意图
附12：
设备吊装一览表
序号
设备名称
吊装方法
设备吊装重量
（含吊索具）
（t）
设备顶部距地面的高度（m）
吊车
（主、辅）
吊车性能
回转半径
（m）
臂杆长度
（m）
额定起重量（T）
1.
水合反应器
采用单台350t履带吊（LR5000）主吊，并用150t履带吊（KH850-3）溜尾
182.66
30.51
主
10
42
188
辅
8
18
102.5
3.
脱丁烯塔
采用单台150t履带吊（KH850-3）主吊，并用50t履带吊（QUY50）溜尾
26.85
31.35
主
14
42
44.4
辅
8
19
16
5.
SBE塔
下段
采用单台150t履带吊（KH850-3）主吊，并用50t履带吊（QUY50）溜尾
27.93
27.1
主
16
39
37.2
辅
7
16
19
上段
采
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