吊装方案

1编制说明1.1本方案仅使用于山西省高平市40-60工程尿素主框架内的四台高压设备的吊装。1.2本方案内容只包括设备吊装作业，不包括设备的卸车及倒运。2.工程概况山西省高平市40-60工程尿素主框架装置中共有高压设备八台，见下表：设备名称设备位号设备规格（mm）设备净重（Kg）设备标高（m）尿素合成塔CO2汽提塔高压洗涤器高压冷凝器为便于设备安全稳妥的吊装就位，八台设备均设计有吊耳。尿素合成塔在顶部90°和270°有两侧板式吊装吊耳；CO2汽提塔在距其顶部2322mm处焊有两个管轴式吊耳，方位为90°和270°，设备距底部7508mm有四个支架；高压冷凝器在距其顶部1528mm处焊有两个管轴式吊耳，方位为90°和270°，，设备距底部10963mm有四个支架；高压洗涤器设计有专用吊装吊盖，随设备一起到货。3.编制依据3.1尿素装置设备布置图3.2尿素合成塔装配图3.3CO2汽提塔装配图3.4高压冷凝器装配图3.5高压洗涤器装配图3.6《化工工程建设起重施工规范》HGJ201-83；3.7《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999；3.8《石油化工吊装工作手册》。4.吊装方法、吊装顺序及吊装应具备的条件4.1吊装方法因主框架内的八台设备重量大、安装标高高且吊装难度较大，特别是尿素合成塔较重，所以根据设计要求和我公司的吊装能力，决定采取在主框架顶部安装吊装工具梁并系挂索具、滑移法将其吊装就位，即吊装合成塔时在标高61.0m的混凝土结构梁上设置两根吊装工具梁，各悬挂一套200t吊装索具，利用四台20吨起重卷扬机和牵引、溜放卷扬机各一台将合成塔滑移吊装就位；吊装高压洗涤器时亦在标高61.0m混凝土结构梁上设置一根吊装工具梁（临时利用高压冷凝器支撑梁），悬挂一套50t吊装索具，利用一台起吊卷扬机和一台50t溜尾吊车将高压洗涤器吊装就位；在标高46.0m混凝土结构梁上设置两根吊装工具梁用与吊装尿素合成塔同样的方法将其吊装就位；吊装CO2汽提塔装时，可以在尿素合成塔的支撑钢梁上设置两根临时吊装梁，采用滑移法将其吊装就位。4.2吊装顺序首先吊装尿素合成塔装，然后吊装高压冷凝器，最后吊装CO2汽提塔。（注：在高压洗涤器吊装就位前将低压吸收塔吊挂到安装位置；高压冷凝器吊装前将两台低压蒸汽包吊挂到安装位置，待高压冷凝器就位后将其安装在就位）4.3吊装应具备的条件4.3.1必须具备设备图、设备平面布置图、技术要求、安装标准规范等必要的资料。4.3.2与设备安装有关的设备基础经检验合格，满足安装要求，并已办理基础中间交接手续。4.3.3施工场地平整坚实并按吊装要求回填土到±0.000标高，道路已经修好，设备进场道路已经修好，转弯处有足够的转弯半径。4.3.4影响设备进场、卸车摆放、吊装机具的布置、设备吊装就位的所有障碍物已清楚。4.3.5设备已到货并摆放到起吊位置，经检查符合设计图纸要求并具备起吊条件。4.3.6吊装索具已按施工方案要求配备好。4.3.7起重机的机械和安全装置，经检查符合安全操作要求。4.3.8框架内钢结构平台均应在设备安装就位后在施工。5.吊装受力计算由于尿素合成塔重量最大，故对其进行受力分析并以进行工具梁的效核及机索具的选用。5.1吊装荷重的计算Q=（p+g）K1×K2=（299.45+23）×104×1.1×1.1=390.16×104N式中：G---设备净重；g---机、索具重量K1---动力系数K2---不均匀系数5.2设备抬头时受力计算5.2.1起吊滑车组与重垂线夹角a1=arctg（B/2-D/2）/（H-h）=arctg（2800/2-2500/2）/（61000-2000）=0.15°式中：B---吊装工具梁安装中心距；D---两吊耳之间的中心距；H---滑车组系点高度；h---抬头时刻设备吊耳至地面的高度；5.2.2每套滑车组受力计算P1=QXC/2Cosa1=390.16×104×14000/2×26700×Cos0.15°=102.29×104N式中：XC---设备重心至其地面的距离，估算14000mm；n---设备吊点至设备底部距离；a1---滑车组与设备就位时垂直中心线的夹角5.2.3尾部钢拖排牵引力计算Pf=（N+G1）F=（G/2+G1）×F=（299.45×104/2+10）×0.2=31.95×104N式中：N---尾排所受正压力；G1---钢拖排及道木垫挡综合质量；F---综合滚动摩擦系数。5.3设备脱排瞬时受力计算5.3.1设备倾角计算θ=57.2×a0×（L+R1）/[n×（H1－0.17R1）+Xc×a0]=57.2×25840×（3500+1675）/{12700×[（61000－1200）-0.17×1675]+14000×25840}=6.84°式中：a0---吊点至设备支座的距离；L---设备支承点至滑车系挂点垂直线之间水平距离；R1---设备支座的最大半径；N0---设备吊点至重心所在横截面的距离；H1---滑车组系挂点至尾排垫挡顶面的高度Xc---设备重心至设备底面的距离。5.3.2提升滑车组与吊装梁侧偏交γ=n0/a0θ=12700/25840×6.84°=3.36°5.3.3起吊滑车组与其重垂线夹角a2=arctg（B/2－D/2）/H（h2－h3Cosθ）=arctg（2800/2－2500/2）/[61000－1200－（26700－860）/Cos6.84°]=0.25°h2---设备尾部垫挡高度；h3---设备吊点至设备支座的距离。5.3.4起吊滑车组受力计算P2=Q/2CosγCosa2=390.16×104/2Cos3.36°Cos0.25°=195.42104N5.3.5溜放力计算Pd=2P2Sina2=2×195.42×104Sin3.36°=22.91×104N5.3.6提升跑绳受力S=P2/2K=195.42×104/2×8.42=11.6×104N5.4设备就位时受力计算5.4.1起吊滑车组与其重垂线夹角a3=arctg（B/2－D/2）/（H－h4－n－h5）=arctg（2800/2－2500/2）/（61000－21150－26700－1000）=0.71°式中：h4---就位时刻设备底部至地面的距离；h5---为设备底部超越结构就位时，设备应多抬的高度；B---吊装工具梁安装中心距；D----两吊耳之间的中心距。5.4.2每套起吊滑车组受力P3=Q/2Cosa3=390.16×104/2Cos0.71°=195.1×104N5.5吊装工具梁的校核吊装工具梁的几何尺寸详见工具梁制作图。H=1300㎜L=6000㎜b=468㎜h=1220㎜B=500㎜E=2.0×106㎏/cm2截面积So=79040mm2材质Q235A5.5.1剪切强度校核τ=p3/So=195.42×104/79040=24.72MPa〈[τ]=95MPa剪切强度满足使用要求。5.5.2弯曲强度校核W=BH3-bh3/6H=500×13003-468×12203/6×1300=31882453.33mm3M=P3L/4=195.42×104×6000/4=2931300000N*mm最大弯曲应力：Δmax=M/W=2931300000/31882453.33=91.94MPa〈[δ]=150MPa工具梁弯曲强度满足使用要求。5.5.3工具梁的刚度校核Ix=BH3-bh3/12=500×13003-468×12203/12=20723594670mm4Y=P3L3/48EIx=195.42×104×60003/48×105×2.072359467×1010=2.12mm〈[Y]=L/500=6000/500=12mm工具梁的刚度满足使用要求。结论：自行设计的吊装工具梁是安全的。5.6卸扣的选用由于国产卸扣没有200t的规格，故应根据设备吊耳及提升滑车几何尺寸现场设计制作专用吊装卡具。6吊装机、索具的选用6.1提升机索具的选用提升滑车组最大受力为195.42×104N，故选用H200t×10D和H200t×11D滑车组成11-12滑车组作为提升滑车，双头抽线途径2个导向轮，查机械利益系数为K=8.42，则跑绳拉力为S=11.6×104N；提升滑车组串绕绳选用：φ39-6×37+1-160钢丝绳1300m，共需2根。其破断力为Pp=71.75×104N；则跑绳安全系数K为=P/S=71.75×104/11.6×104=6.2〉5倍。卷扬机的选用：选用20吨单筒慢动卷扬机4台做提升动力。捆绑绳的选用：选用φ65-6×37+1-155钢丝绳，其破断力为Pp=199.26×104N，取安全系数K=8倍，则需要根数N=KP3Pp=8×195.42×104/199.26×104=7.8选用φ65的钢丝绳做捆绑绳，30m4弯8股使用，每套滑车组1根。6.2牵引索具的选用由牵引滑车受力31.95×104N，选用H50t6-6滑轮组一套，途径两个导向轮，查机械利益系数为K=9.02，则卷扬机拉力为S=31.95×104/9.02=3.54×104N；牵引滑车跑绳的选用：选用φ21.5-6×37+1-160钢丝绳做串绕绳，绳长600m，一根；选用一台5t单筒慢动卷扬机做牵引动力。6.3溜放索具的选用由溜放滑车组最大受力22.91×104N，选用25t4-4滑轮组，φ17.5-6×37+1-160钢丝绳作串绕绳，绳长500m，一根；选用5t单筒慢动卷扬机一台作牵引动力。6.4钢排的选用选用200吨、外形尺寸为4500×3500×600mm钢排一个，详见钢排制作图。锚点选用见下表序号锚点用途吨位（T）数量备注1起吊卷扬机锚点1542起吊跑绳导向锚点208可利用柱子3牵引卷扬机锚点1014牵引跑绳导向锚点1025后溜卷扬机锚点516后溜跑绳导向锚点527设备牵引点锚点4018设备后溜锚点2017.施工技术要求7.1在框架顶端安装吊装用具前，应在标高61.0m处设置四块专用临时平台，在平台周边上焊接栏杆并用麻绳围系，以便高空作业安全。7.2安装吊装工具梁，需要现场设计制作一根专用吊装桅杆；专用吊装桅杆的安装借助上建塔吊提前配合完成。7.4八台高压设备吊装前，均匀对底座基础验收合格，并将支座梁进行预组装，合格后将其临时放置在基础两侧的梁上（或按吊装单位指定的位置摆放），待设备吊起超过安装高度后在将其就位，然后设备就位。7.5钢丝绳、滑车、卷扬机等机索具的规格、数量及使用部位必须按方案的要求配置。7.6钢丝绳、滑车、卷扬机等机索具均应有合格证，否则必须进行拉力实验，合格后方可使用。7.7卷扬机卷筒上钢丝绳的备用圈数不得少于四圈。7.8卷扬机迎面导向滑车至卷筒中心的距离应大于20倍的卷筒直径。7.9卷扬机在使用前应试运转2小时以上，视其是否正常制动器是否灵活可靠以防失灵。7.10卷扬机操作人员必须熟悉机械性能及操作规程，并切实按操作规程执行，上岗应持操作证。7.11各机、索具的连接固定，必须分工明确，专人负责，并做好自检记录和专人检查验收。7.12锚点的埋设，应按平面布置图及锚点施工图进行，各锚点绳在埋设前应加防锈油保护，并做好隐蔽工程记录。7.13在埋设的锚点、捆绑绳等处的钢丝绳，应预先对其进行张拉，使其呈受力状态，不允许在扭结受力不均衡的条件下使用。7.14吊装前应对设置的全部机索具按照方案和国家有关规定的要求进行全面维修检查和验收，提升跑绳要以最大受力的20%进行初步预紧。7.15吊装梁安装时应与框架顶部的预埋件焊接，两根大梁之间用H型钢连接牢固、稳定。7.16尿素合成塔吊装时，应在框架两个方向设置经纬仪，以便及时观测框架的位移量并向总指挥汇报，保证整个吊装过程中不超过设计允许范围。7.17尿素合成塔吊装时，为保证作用在框架上的水平力不超过设计要求，应尽量保证提升滑车始终处于垂直吊装状态，最大吊装侧偏角不大于5°。7.18施排走道应回填、平整、夯实，并铺设δ-25mm的钢板，以利设备吊装。7.19在施工中，如需机索具代用，必须经过研究并征得有关人员同意后方可使用，并做好记录。8.安全技术