合成第一废热锅炉抽芯焊接方案模板.docx
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合成第一废热锅炉抽芯焊接方案模板
云南云天化股份有限公司
合成车间第一废热锅炉（101CA/CB）
抽芯及内衬更换
施工方案
会签：
编制：
审核：
批准：
云南天鸿化工工程股份有限公司
2010年1月22日
一、概述
云天化股份有限公司合成车间的两台第一废热锅炉，是70年代从美国凯洛格公司引进的30万吨/年合成氨装置中重要设备。
设备为圆柱形立式设备，设备分内外夹层，属换热器类设备，设备安装在合成车间二段转化炉钢框架内，四周均有设备、平台等。
根据工艺检修周期需要以及前次检修时的情况（因前次检修时，发现内衬上段TP321材质已劣化气蚀，上部放陶瓷纤维垫处已经产生气蚀孔），所以，在此次检修时，需对两台设备抽出内芯管束进行更换回装和更换两台内衬上段TP321材料段。
即把上段TP321的材料更换为310S的材料。
两台第一废热锅炉总高约13.3米，内径为φ1.3米，管箱及充水后的管束总重约23吨，封头抽芯操作约重6吨。
第一废热锅炉主要由壳体和管束两大部份组成，壳体由水夹套、承压壳体、耐热层、衬板等组成。
管束由外管，刺刀管、大管板、小管板、管箱组成。
根据云天化股份有限公司的安排，在此次年度大修中需把两台第一废热锅炉旧的内芯管束抽出，并运到指定地点放置，把内衬的上段TP321的材料更换为310S的材料。
并检查耐火混凝土的情况，根据情况进行混凝土的修复，修复好后，再把新的内芯管束经水充洗和空气吹扫合格后，回装入壳体，然后把上封头起吊回装，最后打紧各法兰螺栓，工艺开车后对全部螺栓进行热紧。
此项工作的施工难度较大，其主要施工难点表现为：
1、拆除螺栓的工作量较大，设备各法兰、大盖螺栓规格较大且长期没有松动过，拆卸费时费力；第一废热锅炉总共要拆除M76×4的螺栓96颗，M39×3的螺栓120颗，M58×3的螺栓64颗，且拆卸时的温度较高，容易烫伤作业人员；
2、恢复工作量大，第一废热锅炉总共要恢复M76×4的螺栓96颗，M39×3的螺栓120颗，M58×3的螺栓64颗，且回装时要使用手拉葫芦进行各管口对中，保证各法兰密封面接合良好，达到绝无泄漏；
3、吊装工作量大，总共要用卷扬机进行8个频次的吊装；设备的吊装由于是在装置内进行，因此，吊装时必须精心操作，不但要确保设备的吊装安全，又要确保装置内其它设备的安全；
4、由于两台第一废热锅炉均为立式设备，位于合成氨装置二段炉主框架内，吊装时底部均必须超过操作平台或壳体的最顶部，然后才能吊离或插入壳体内。
因此，吊装高度较高；
5、由于设备在吊运过程中均要进行立式、卧式位置的相互转换，需要考虑重复利用吊车配合溜尾；
6、内衬安装组对质量要求高，施工难度大，特别是上部放陶瓷纤维垫处，需按图纸要求先进行制作加工后，才能进行安装焊接，且此处的施工作业面狭窄；
本方案的主旨是：
优先吊出101CB上封头、其次吊出101CA上封头、继而吊出101—CB及101—CA管束，然后进行混凝土的检查修复，内衬的上段更换和其它段的修理，最后吊入新101—CB及101—CA管束进行回装，以此创造更多的交叉作业，争取达到最短检修作业时间。
二、编制依据
1、《化学工业部设备维护检修规程》HG25704-93，HG25705-93；
2、业主提供的大修文件；
3、合成车间第一废热锅炉安装资料；
4、合成车间二段转化炉框架内及附近设备的布置情况；
5、长江液压起重机起重性能表（50T）；
6、《化工工程建设起重施工规范》（HGJ201-83）。
三、施工顺序
101—CA/CB停车前的工作：
1、对二段炉主框架顶部的横梁支承点、受力点进行检查，必要时进行无损检测，检验合格后方可设置吊装机、索具等。
2、向设备部大修仓库借用8吨卷扬机一台、5吨卷扬机二台支设到现场，用钢绳、绳卡、吊环把卷扬机与地锚可靠连接，搭设卷扬机遮雨棚，（见附图一）。
3、机索具（如：
滑轮组、钢绳及卷扬机等吊具）的准备，做好对卷扬机、钢绳、吊环等吊装部件的检查，做好对吊装受力支撑点、建筑物的保护措施；做好H50×5D主起吊滑轮组、H10×2D牵引滑轮组、20T导向滑轮和10T导向滑轮等的设置。
4、影响地面运输工作的各种设施，应在设备运输前作临时处理。
两台新管束提前运往现场摆放。
5、50T吊车、25T吊车和40T运输车辆在设备运输前联系好。
6、垫设备的枕木应预先准备好，并将其运往施工现场。
7、联系技术人员，熟悉新设备施工图纸，根据图纸把设备内衬上段新管卷制好，上部放陶瓷纤维垫处联系机械厂加工好备用。
8、从散装仓库拖运废锅专用工具箱（集装箱）到现场，并设置好起重吊装滑轮组件。
9、准备好拆除螺栓用的液压扳手或5吨葫芦、死扳手、18#大锤、各种型号粗细的钢丝绳及绳扣等。
10、拆除部分新101—CA及101—CB大管板与保护筒连接的螺栓，拆除保护上管箱的盲板及保护上水管口的盲板。
11、把抽101—CA及101—CB管束专用的支架立直，并在四周搭设操作钢管脚手架。
12、从仓库内领出δ=14MM及δ=6MM的310S钢板，用δ=14MM的钢板按下图制作两个带锥体的园环，（每个园环用两半进行组对，组对好后，请机修车间进行加工车平及钻孔开槽，）制作完工后待用。
13、每台设备按2000MM的长度进行内衬筒体的长度下料并卷制成园筒作为修补长度用料，外径可按φ1057MM用卷板机进行卷制，卷制好后用S310的焊条进行焊接，焊接时，在内衬的纵缝上打三块加强板，以防止焊接时产生变形，焊接完后，用手持电动砂轮机把焊缝打磨平，进行着色检查。
14、着色检查完后再进行一次效园，制作完工后待用。
停车后的施工顺序：
101—CA/CB停车后的工作：
1、搭设各管口处的脚手架。
拆除法兰口两侧保温层，支挂好各下降管和上升管，防止管下移变装形。
2、拆除101—CA/CB进水口法兰螺栓，上管箱法兰螺栓，打钢印编号。
3、将吊装小车移动至旧第一废热锅炉（101-CA/CB）的正上方。
4、管束采用平衡梁用螺栓与设备上部法兰盖相连接形成吊点。
5、吊出101—CA/CB上封头。
6、拆除101—CA/CB蒸汽出口法兰螺栓，大管板法兰螺栓，打钢印编号。
7、旧的101—CA/CB管束内芯吊出。
8、对不锈钢内衬和气体分布器进行检查，并对缺陷进行修复。
更换内衬上段，把材质为TP321的材料更换为310S的材料。
9、新的101—CA/CB管束吊入。
10、吊入新的101—CA/CB上封头。
11、新的101—CA/CB蒸汽出口螺栓，大管板法兰螺栓按编号复位。
12、新的101—CA/CB进水口法兰螺栓，上管箱法兰螺栓按编号复位。
13、所有螺栓全部按顺序对称打紧。
14、开车后热紧螺栓，清理现场起吊机具、工具。
四、施工内容及施工方法
（一）、运输、卸车方法
第一废热锅炉（101-CA/CB）管束拆装的运输采用40T拖车进行，装车和卸车采用一辆50T吊车和一辆25T吊车配合进行。
为快捷，经济地完成此次设备的检修工作，停车前，第一废热锅炉的两个新管束连同支架应先运往吊装现场的适当位置摆放。
（二）、吊装方法
主框架设备正上方有吊梁，主横梁上有轨道小车，停车前，先在轨道小车上设置一套H50×5D的吊装滑轮组为主起吊，小车与滑轮组之间采用50T吊环进行连接，8吨卷杨机为牵引动力。
小车的前进和后退仍采用5吨卷杨机为动力进行牵引，停车后，H50×5D的滑轮组为主起吊，50T吊车配合设备和管束进行空中翻身，依次完成两台设备的抽芯更换。
（三）、101—CA/CB管束更换
1、在101—CA/CB的进水管口和蒸汽出口处、上管箱法兰螺栓处，搭设脚手架。
办理好相关检修手续，拆除各法兰处保温层，支挂好与设备相连的下降管和上升管。
在各需要拆卸的螺栓上强力加注螺栓松动剂或煤油。
2、在每个螺母的顶端用记号笔对各螺杆螺母进行编号，用液压扳手或5吨葫芦与死扳手配合，用18#大锤将101—CA/CB的进水管口处的法兰螺栓和上管箱法兰处的螺栓全部打松，拆下螺栓，整齐堆放。
每组螺栓抽两颗进行磁粉探伤检测，并在抽取的螺栓端面打上“10”字样钢印。
拆卸时，如阻力太大，可适当用气焊进行螺母加热。
3、用三台卷扬机配合，将101—CB/CA的上封头吊出框架，并放到地面，然后用25吨吊车将其吊到靠近一段转化炉的地方，在不影响其它设备吊装的地方放下，放下时，在封头下面放2根枕木，以保护密封面。
4、仍在每个螺母的顶端用记号笔对各螺杆螺母进行编号，仍用液压扳手或5吨葫芦与呆扳手配合，用18#大锤将101—CA/CB的蒸汽管出口处的法兰螺栓和大管板法兰处的螺栓全部打松，拆下螺栓。
对各螺杆螺母进行编号整齐堆放，每组螺栓抽两颗进行磁粉探伤检测。
5、用50吨汽车吊把专用于支撑管束的钢架移置到卷扬机放下管束的地方，并在钢架四周提前搭好操作用的脚手架。
6、在旧的101—CB管束上拴挂起吊钢绳，3台卷扬机配合起吊管束出壳体并移置到钢框架边缘，慢慢放下管束，直到整个管束落在支撑管束的钢架内，脱开卷扬机吊钩，而后用50吨汽车吊把管束吊起来，转到空地上，再用25吨吊车配合，把设备放平，然后用拖车拉到指定的地方。
顺序如下：
a、用H50×5D主起吊滑轮组吊住平衡梁，把平衡梁与管束头部的法兰用螺栓连接，收紧主起吊滑轮组，用主起吊滑轮组将管束提升至一定高度后停机。
b、利用牵引滑轮组和后溜滑轮组配合将管束移向（A）轴线侧的吊梁顶端。
c、再用主起吊滑轮组将管束放到距离地面一定高度后停机。
d、利用预先停放好的50T吊车的主钩（吊装半径小于7米，吊臂选用18.0米，最大吊装重量20.0T,实际吊装重量不大于15.374T）与设备尾部相连（钢绳选用不小Φ32.5-6×37+1双股，并采用捆绑出绳形成吊点）。
e、主起吊滑轮组和50T吊车配合将旧管束吊装至水平状态，同时装上40T拖车并运往设备堆场卸车（卸车用一辆50T吊车和一辆25T吊车进行）。
7、在101CB内芯吊出后，将所有管口用塑料布封堵；对承压壳体不锈钢内衬和气体分布器进行检查，并对检查出的缺陷进行修复。
同时更换内衬的上段，更换程序如下：
a、更换时，用碳弧气刨把旧的内衬割小取下。
并吊出，然后检查耐火混凝土及拉筋有无损坏，如锥型拉筋有变形，断裂等缺陷时，进行修理。
b、在不更换段的上部旧内衬上点焊6块50*50的小直板（点在不更换的内衬上，作为安装更换上段的定位点），测量需更换内衬的长度，然后把预制好的上段内衬筒体按更换长度下料后吊入壳体内，（吊前在内衬筒体的浇注面上包纸板，具体厚度为9MM，纸板外面缠绕牛皮纸带，纸带之间要重叠百分之50，纸带外面涂一层虫胶）。
c、以上法兰为基准点，把新吊进的内衬上、下找同心，找好同心并固定好后，将下部与原有的旧内衬进行组对，然后用Nicrfe3的焊条进行焊接，焊接时，在内衬的上下打加强板，以防止焊接时产生变形，焊接完后，用手持电动砂轮机把焊缝打磨平，进行着色检查。
如果修补用的内衬与旧的内衬是搭接，则下部一边不焊，作为伸缩缝接口，
d、当新的内衬下部焊好（或固定好）后，然后进行耐火混凝土浇注。
8、耐火混凝土浇注修复程序如下：
a、耐火混凝土材料配比为：
纯铝酸钙水泥，15-20，锻烧氧化铝粉，10-25，氧化铝空心球，60，外加水量12-13，以上比利均为重量比。
b、耐火衬里保温层的搅拌采用机械搅拌，水质应符合饮用水标准，先加总水量的1/2与骨料搅拌湿润，再加其余的1/2水和全部水泥均匀搅拌。
c、耐火混凝土浇注前，先清除壳体或内衬表面的油污，锈蚀及杂物，并用空气将灰尘吹扫干净，内衬筒体浇注面包纸板，具体厚度为9MM，纸板外面缠绕牛皮纸带，纸带之间要重叠百分之50，纸带外面涂一层虫胶，将原混凝土表面用水喷湿润。
d、备足浇注用料，然后用桶把浇注料倒入浇注处，此时，要防止水泥与骨料分开，浇注时，速度要快，一次浇完，中途不能停浇中断。
e、振动采用插入式振动器轻轻振动，同时用木槌槌敲打内衬筒，使其紧密，浇灌时必须逐层加料，每次加料300~400mm，
f、耐热衬里表面凝结后（用手触摸其表面，以水泥不沾手为限度），即用水养护，养护温度控制在5~38℃之间。
9、混凝土浇好并保养好后，检查尺寸，当一切都合格后，把机械厂加工好的上平面段放在混凝土上，与新的上段内衬进行找同心及焊接，找同心同样要与大法兰为基准。
焊接时，同样要在内衬的上下打加强板，以防止焊接时产生变形，焊接完后，用手持电动砂轮机把焊缝打磨平，进行着色检查。
10、用吊出旧的101—CB管束的方法同样吊出101—CA管束，同样将所有管口用塑料布封堵；对承压壳体不锈钢内衬和气体分布器进行检查，并对检查出的缺陷进行修复。
同时检查各管口法兰、大盖法兰密封面，并对发现的缺陷进行处理修复，用同样的方法更换上段内衬。
11、内衬更换质量要求：
a、所有焊缝接口均需打坡口，坡口为60度。
b、衬里的中心线必须和承压壳体的中心线保持一致。
衬里组装直线度偏差不大于5毫米。
c、所有的焊缝进行无损检测，即着色检查，质量为JB/T4730-2005一级。
d、衬里内外表面不得有污物，
e、焊接前，检查坡口内外30mm内的表面，表面应去除氧化皮及污物，已打磨出金属光泽，
f、焊工施焊时，必须严格按焊接工艺指导书所规定的焊接规范，焊接顺序，焊接技术要求等进行，杜绝不按焊接工艺指导书施焊的情况发生。
焊缝焊好后，须认真自检，清除药渣、飞溅等，并给焊缝整形，作好焊缝表面工作。
杜绝焊后不自检、不清渣、不去除飞溅、不清理焊缝的现象。
焊工必须在焊缝以外200~300mm标上“焊工代号”。
内衬修复完后，把管子里的卫生打扫干净，即可把101—CA/CA吊起，进行回装。
11、新的101—CB吊入框架，同时找正管口，然后将设备放到壳体内，放管束前注意加好垫子，用螺栓连接固定好蒸汽出口处的法兰和大管板法兰，即时盖好上管板，直至装上封头时方可揭开，以防杂物落入管板孔内。
新第一废热锅炉（101-CB）管束的吊装顺序如下：
a、采用一辆50T吊车（吊装半径不大于7米，吊臂选用18.0米，最大吊装重量20.0T,实际吊装重量不大于15.6T）与管束头部相连（钢绳选用不小Φ32.5-6×37+1四股，并采用捆绑出绳形成吊点），将管束连同支架移向吊装现场（A）轴线侧正对顶部主吊梁正下方的位置。
b、用H50×5D主起吊滑轮组吊住平衡梁，平衡梁再与管束头部的法兰用螺栓连接，收紧主起吊滑轮组。
c、H50×5D主起吊滑轮组将管束从支架内吊出并起吊至一定高度后停机。
d、利用后溜滑轮组和牵引滑轮组配合将管束移向（B）轴线侧第一废热锅炉（101-C）壳体的正上方。
e、再用主起吊滑轮组将管束放到壳体内进行安装。
f、拆除与管束相连的主起螺栓。
12、用同样的方法吊入新的101—CA管束及新的101—CA上封头，然后将上封头放到上管箱上，放封头前注意加好垫子，用螺栓连接固定好进水口处的法兰和上管箱处法兰。
13、仍用液压扳手或用5吨葫芦与死扳手配合，用18#大锤对角打紧101—CA蒸汽出口处的法兰螺栓，然后再顺序打一圈。
然后用同样的方法打紧大管板法兰螺栓，进水口处的法兰螺栓和上管箱处法兰螺栓。
14、在管铆工对101CA紧固的同时，吊入新的101—CB上封头，然后将上封头放到上管箱上，放封头前注意加好垫子，用螺栓连接固定好进水口处的法兰和上管箱处法兰。
15、仍用液压扳手或用5吨葫芦与死扳手配合，用18#大锤对角打紧101—CB蒸汽出口处的法兰螺栓，然后再顺序打一圈。
然后用同样的方法打紧大管板法兰螺栓，进水口处的法兰螺栓和上管箱处法兰螺栓。
16、装置开车后，根据工艺车间提供的热紧温度表即时对各螺栓进行紧固，最后恢复外保温层。
17、装置开正常后，拆除各起吊索具、机具，索具、工具装入专用集装箱统一保管；卷扬机拉运到设备部仓库进行还借手续。
18、施工期间，认真做好施工检查记录，按工序控制表的要求及时签字验收，施工结束后，认真填写好检修任务书及有关的施工资料，经各有关单位签字验收后，统一交设备部进行归档。
五、主要吊装受力分析计算（以最大吊重30.748T进行核算）
1、计算载荷P
设备吊装重量Q=30.75T
取吊装机索具重q=0.3T，动载系数k1=1.1、不均衡系数k2=1.1
则计算载荷：
p=（30.75+0.3）×1.1×1.1=37.57T
2、上/下捆绑吊点为每侧两股共四股单根捆绑绳的破断拖力P1
P1={37.57T/（2×2）×6}/0.82=56.36T/0.82=68.7T
查表选：
Φ36-6×37+1钢绳，安全倍数大于6倍
Ψ=0.82（钢丝绳搓捻不均匀系数）
3、2号主起吊卷杨机的选择：
如采用H50×5D的滑轮组，则卷杨机所受的拉力P2
P2=37.57T/10=3.757T
考虑导向滑轮的摩擦阻力后,卷杨机选：
8T
4、2号卷杨机上跑绳的破断拖力P3
P3=（3.75T×5）/0.82=37.62T
查表选：
卷杨机上跑绳Φ21.5-6×37+1钢绳，安全系数大于5倍
六、指挥系统及安全责任人员安排
1、总指挥：
普红喜（胸牌：
安全监督）
2、副总指挥：
许光激（胸牌：
安全监督）
3、50T、25T吊车指挥：
朱逵
4、框架顶部指挥：
李伟
5、现场安全监护人：
杨洪富（胸牌：
安全检查）
6、现场安全监护人：
李伟（胸牌：
安全检查）
7、专职安全员：
黄翰林（胸牌：
安全监督）
七、质量技术要求；
1、按《化学工业部设备维护检修规程》HG25704-93，HG25705-93；进行质量验收，
2、施工工序控制按下表进行。
101CA/CB内芯更换质量控制表
序号
检查项目
等级
签名/日期
备注
施工单位
专技人员
生产车间
1
新设备出库检查
R
2
新设备内芯冲洗检查
W
3
吊装机具安全性能检查
R
4
螺栓磁粉检测
R
5
内衬检查
R
6
内衬安装同心度
H
7
内衬焊接前检查
W
8
上平面内衬安装检查
H
9
焊缝着色检查
W
10
耐火混凝土浇注前检查
W
11
耐火混凝土浇注检查
H
12
新芯子回装条件确认
H
13
回装前各法兰口洁净度检查
R
14
回装前各法兰口垫子检查
W
15
工艺开车各法兰口泄漏检查
H
16
螺栓热紧检查
W
17
完工现场清理检查
H
等级说明：
R：
施工单位自检、互检，
w：
施工单位和设备部专业技术人员联合检查，
H：
施工单位、设备部专业技术人员和生产车间联合检查。
八、施工机具及辅材用料
序
号
机具材料名称
规格、型号
单位
数量
备注
1
电焊机
400H
台
2
2
等离子切割机
台
1
3
空压机
V-0.6/7
台
1
4
电焊条保温筒
个
2
5
角向磨光机
Φ180
台
2
6
Φ100
台
2
7
气焊工具
套
1
8
砂轮切割片
Φ180
片
50
9
Φ100
片
100
10
乙炔
瓶
2
11
氧气
99.5%,40L
瓶
4
12
塑料布
0.14mm
公斤
10
13
棉纱
公斤
5
14
二硫化钼锂基润滑脂
3#
公斤
20
15
煤油
公斤
50
16
中压石棉橡胶板
4mm
m2
10
17
电焊条
J422φ4
公斤
20
18
松锈剂
天山1750,400ml/桶
瓶
80
19
编织袋
个
50
20
千斤顶
50T
个
2
21
千斤顶
32T
个
2
22
吊车
50T
辆
2
装/卸车/溜尾（五个台班）
23
吊车
25T
辆
1
配合50T/滑轮组（五个台班）
24
拖车
40T
辆
1
倒运设备（三个台班）
25
吊环
50T
个
4
主吊/主捆二废
26
吊环
20T
个
6
牵引/后溜
27
吊环
10T
个
4
28
吊环
5T
个
4
29
滑轮组
H50×5D
个
4
主起吊
30
滑轮组
H10×2D
个
4
后溜
31
手拖葫芦
5T
个
8
32
手拖葫芦
3T
个
8
33
手拖葫芦
2T
个
4
34
手拖葫芦
1T
个
3
35
钢丝绳
φ36-6×37+1
米
150
上、下捆绑
36
钢丝绳
φ32.5-6×37+1
米
150
装/卸车绳
37
钢丝绳
φ21.5-6×37+1
米
600
跑绳
38
钢丝绳
φ26-6×37+1
米
100
卷扬机溜绳
39
钢丝绳
φ15.5-6×37+1
米
200
捆绑运输/后溜
40
绳卡
Y10-32
个
40
41
绳卡
Y7-22
个
40
40
绳卡
Y8-25
个
40
43
绳卡
Y5-15
个
40
44
卷扬机
8T
台
1
45
卷扬机
5T
台
2
46
导向滑
20T
个
2
47
导向滑
10T
个
10
48
枕木
200×200×2000
根
70
49
木坂
50×200×2000
块
20
50
大锤
8kg
把
2
51
平衡梁
根
1
52
电焊条
Nicrfe3φ3.2
公斤
20
53
钢板
310Sδ=14MM
m2
3.6
54
钢板
310Sδ=6MM
m2
14
55
CLQ耐火材料
公斤
3400
九、劳动力需用计划
（二）其它施工人员如下
序号
工种
数量
备注
1
技术员：
1人
2
吊装总指挥：
1人
3
副总指挥：
1人
4
分指挥：
2人
5
管铆工
6人
6
电焊工
2人
7
气焊工
1人
8
无损检测
2人
9
电工
1人
10
管理人员
2人
11
起重工：
6人
12
其他工
15人
十、安全注意事项
1、进入施工现场，必须戴好安全帽，高空作业必须正确系好安全带。
正确使用个人劳动防护用品。
2、施工前必须办理好压力确认、动火等相关手续（注：
拆卸大盖螺栓时，要在大盖的十字对称点预留四颗螺栓暂时不要松卸，留待最后拆卸，且拆卸时要用石棉板进行遮挡，防止设备内残余热水喷溅烫伤）；在机具设置捆绑建（构）筑物时，须经得厂方有关部门及生产车间的同意。
3、三米以上的高空，悬空作业，必须带安全带，扣好保险钩。
进行高空作业时，施工人员所带的工具，应拴上保险绳，防止脱手坠落，高空作业区内严禁抛掷物件，只能用绳索栓系传递，带上高空
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