湖南新澧设备吊装方案 第四版.docx

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湖南新澧设备吊装方案第四版

湖南新澧实业有限公司蒸发装置

主要设备吊装方案

批准：

审核：

编制：

中国化学工程第十六建设公司

二○○四年三月

目录

1．编制说明

2．编制依据

3．主要工作量

4．吊装方案确定原则

5．吊装方案的确定

6．Ⅴ效蒸发室吊装方案的设计

7．加热室吊装方案的设计

8．吊装平面布置图

9．安全技术措施

10．索具一览表

11．施工组织

12．附图

1．编制说明

本方案针对湖南常德澧县新澧实业有限责任公司35万吨/年制硝工程蒸发系统主要设备吊装而编制。

该系统主要设备具有体积大、重量重的特点，由于时间紧、任务重、施工难度大，为了保证工程质量，安全、顺利地完成吊装工作，特编制本方案，作为施工指导性技术文件。

据自贡市轻工业/井矿盐工业设计研究院提供的制硝设备一览表所述：

该工段大型设备共有10台，其技术参数为：

序号

设备名称

外形尺寸（m）

设备总重（吨）

安装标高

（m）

安装位置

主体

材质

1

Ⅰ效蒸发室

Φ6.0*8.0

53．49

+21

混凝土基础上

碳钢

2

加热室（Ⅰ效蒸发室所附）

Φ2.6*7.0

F=1100m2

47．1

+9.5

室内混凝土基础上

不锈钢321

3

Ⅱ效蒸发室

Φ6.0*8.0

53．21

+21

混凝土基础上

碳钢

4

加热室（Ⅱ效蒸发室所附）

Φ2.6*7.0

F=1100m2

55．03

+9.5

室内混凝土基础上

碳钢

5

Ⅲ效蒸发室

Φ7.6*8.0

81．43

+21

混凝土基础上

碳钢

6

加热室（Ⅲ效蒸发室所附）

Φ2.8*7.0

F=1100m2

58．36

+9.5

室内混凝土基础上

碳钢

7

Ⅳ效蒸发室

Φ7.6*8.0

110

+21

混凝土基础上

碳钢

8

加热室（Ⅳ效蒸发室所附）

Φ2.8*7.0

F=1100m2

59．09

+9.5

室内混凝土基础上

碳钢

9

Ⅴ效蒸发室

Φ9.044*21.124

122．04

+21

混凝土基础上

碳钢

10

加热室（Ⅴ效蒸发室所附）

Φ2.8*7.0

F=1100m2

59．73

+9.5

室内混凝土基础上

碳钢

2．编制依据

2、1《大型设备吊装工程施工工艺标准》SHJ515—90

2、2《化工工程建设起重规范》HGJ201—83

2、3设计院提供14.8M/+21M平面设备布置图等200320-3-3

2、4《起重吊装手册》张文渊编

2、5有关法规、标准和制度

2、6GB50017-2003钢结构设计规范的要求

2、7GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范

3．主要工作量

序号

设备名称

设备性质

设备总重（t）

台数

吊装最大

重量（t）

1

Ⅰ效蒸发室

碳钢容器

53.49

1

41.526

2

Ⅰ效加热室

不锈钢管壳式换热器

47.1

1

43.396

3

Ⅱ效蒸发室

碳钢容器

53.21

1

41.246

4

Ⅱ效加热室

碳钢管壳式换热器

55.03

1

51.326

5

Ⅲ效蒸发室

碳钢容器

81.43

1

61.336

6

Ⅲ效加热室

碳钢管壳式换热器

58.36

1

54.423

7

Ⅳ效蒸发室

碳钢容器

86.16

1

66.246

8

Ⅳ效加热室

碳钢管壳式换热器

59.09

1

55.031

9

Ⅴ效蒸发室

碳钢容器

122.04

1

95.584

10

Ⅴ效加热室

碳钢管壳式换热器

59.73

1

55.646

4．吊装方案确定原则

4、1吊装方案确定总的原则：

安全可靠、稳妥可行、技术先进、经济合理。

4、2确保设备制作及安装工程质量并吊装成功。

4、3对现场平面、建筑构造和设备安装工作影响最小的原则；因设备的长度较长（为21124mm），且设备位于+21m基础上，设备承重梁需要先期施工，故而建筑工程预留孔洞尺寸与设备外径相比余量小（设备直径9.044M,预留孔洞尺寸为9.3M），施工场地十分狭窄，在保证设备顺利吊装的前提下，不破坏和影响设备框架与其它设备基础。

5．吊装方案的确定

据建设单位提供设计院相关信息表明,主厂房的相应主框架均于事前考虑了设备的整体吊装承重.设备均位于混凝土框架基础上，根据现场周边情况及设备平面布置情况，采用在顶部设计双桅杆作为吊装承重梁，采用10T卷扬机为索引吊装方法，根据实际所需吊重考虑整体吊装，双桅杆并配套10T卷扬机及钢丝绳配置设计及负荷能力计算详见后述。

吊装难度最大的为Ⅴ效蒸发室。

故而，本方案重点仅针对此作述，其余设备吊装仅双桅杆和配套10T卷扬机及钢丝绳需要作位置改变，同时对双桅杆的立柱距离（跨度变小）作适当调整即可。

6．Ⅴ效蒸发室吊装方案的设计

6、1Ⅴ效蒸发室吊装方案的设计　经过反复研究、优化，最终选定的吊装方案为：

首先在主厂房顶部设置高6.8M、跨度7M的双桅杆；桅杆落在顶部框架4根次梁的设备支座预埋件上（单根次梁的设计负荷大于100吨），桅杆沿轴⑦与轴⑧方向设置，其横梁中部各加两根支撑，斜撑在两根主梁支座预埋件上（如下图所示）。

用双桅杆和2台10吨卷扬机主吊。

为防止设备吊装时滚动，以200T吊车溜尾，溜尾吊耳在下锥体沿径向方向90度角设置两处。

将设备整体吊至上部筒体露出+21M平台800mm，然后，以千斤顶将设备整体顶升就位。

双桅杆平面布置图

6.1.1顶部吊装双桅杆的设计

a.双桅杆的跨度：

据设计图200320-5-1J+21M层平面图，顶部框架4根次梁上设备支座预埋件的中心距，即桅杆的跨度，尺寸为7M。

b.双桅杆的主立杆和立杆支撑选用Φ377*12无缝钢管，顶部横梁选用Φ377*12无缝钢管，横梁中部支撑选用Φ377*12无缝钢管，双桅杆顶部沿A、C轴线方向设两根缆风以增加稳定性。

c.双桅杆的脚部设计:

主立杆和横梁中部支撑根部立于设备支座预埋件上，四周以筋板加固。

d.设备上主吊点的确定：

由于场地和设备安装位置的限制，如果设备上吊点的位置设在筒体上，一则由于C轴9.5M平台梁已经浇筑，而设备上部锥体太长，起吊时设备无法抬头，二则由于+21M平台预留的设备孔洞仅比设备直径大256mm，滑轮组无法通过预留的设备孔洞，无法将设备吊起。

因此设备上吊点的位置选定设在上部锥体上。

由于滑轮组宽度为561.5mm，吊点具体位置为从设备筒体上部焊缝沿锥体母线上移1000mm处。

e.双桅杆的高度确定：

五门双滑轮组总长2535mm，两端钢丝绳预留长度1000mm，两滑轮组中间最小拉紧距离取1200mm，主吊点离上部锥体底部866mm，加上上部筒体露出平台800mm，总高为6401mm。

因此选定双桅杆高度为6800mm。

此高度可以满足五门双滑轮组和两端钢丝绳预留最小长度的要求。

6．1．2吊装用构件及机索具选定

1）.计算荷载

W=1.25×[95.6/2+95.6/2×25]=62.16t=634.3KN

2）.起吊牵引绳拉力根据计算荷载，采用H80×5D滑轮组两套，起吊牵引绳至卷扬机通过一个导向滑轮。

S=Wα=634.3×0.124=78.654KN

式中S—起吊跑绳拉力，KN；

W—起吊载荷，KN；

α—滑轮组牵引绳拉力综合系数。

起吊牵引绳安全系数取5倍，所需破断拉力为5S=5×78.654KN

=393.27KN，钢丝绳极限强度取1400N/mm2，查表钢丝绳可选择6×37+1、Φ28mm的，其破断拉力为41200kgf>393.27KN。

10T卷扬机可选定使用。

3）.吊装物件重量和桅杆自重给桅杆的压力、桅杆拖拉绳的拉力

桅杆倾斜角β=tan-10.8m/7m=6.52°,吊装载荷是W=634.3kN，桅杆自重Q=30KN。

①.吊装物件重量和桅杆自重给桅杆的压力

N1=（634.3+30）×cosβ=660KN

②.桅杆拖拉绳的拉力

T=Wsinβ/cos（α+β）+Qsinβ/2cos（α+β）+（S+Wcosβ）e/hcos（α+β）

=634.3×0.1136/cos（30°+6.52°）+30×0.1136/2cos（30°+6.52°）

+（78.654+634.3×0.9935）×0.6/7×cos（30°+6.52°）=167.383KN

式中T——拖拉绳受到的拉力，kN；

W——计算载荷，kN；

Q——桅杆自重，kN；

S——起吊滑轮组牵引绳拉力，kN；

h——桅杆高度，rn；

e——吊点至桅杆轴心的偏心矩，m；

a——拖拉绳与地面的夹角；

β----桅杆倾斜角。

根据求出的拖拉绳拉力，并考虑拖拉绳的初张紧力的因素和安全

系数取3.5倍，钢丝绳极限强度取1400N／mm2，则钢丝绳选择6×37+1、Φ36.5mm的1根，拖拉绳的锚桩选择200kN。

4）.桅杆根部承受的总压力N

①吊装荷载和桅杆自重给桅杆根部的压力N1=660kN

②全部拖拉绳给桅杆根部的压力。

每根拖拉绳长度为90m，拖拉绳根部装置有200kN4-4滑轮组一对。

则拖拉绳重量为70kN，所以N2＝70kN。

③起吊牵引拉力给桅杆根部压力N3=78.654kN。

所以，桅杆根部承受的总压力为：

N＝N1＋N2＋N3

=660+70+78.654

=808.654kN

5）.桅杆根部承受的压力给梁面的垂直压力和水平推力根据桅杆倾斜6.52°给梁面垂直压力为：

N垂直=Ncosβ=808.654×0.9935=803.424kN

按地耐力1600kN／m2考虑，则桅杆底座受力面积应为：

803.424／1600＝0.502m2

在此面积上铺垫即可。

桅杆根部的水平推力为：

H=Nsinβ=808.654×0.1136=91.823kN

6）.桅杆能力核算根据采用Φ377×12无缝钢管两根，高度7m的桅杆，查表得其断面积为F=138×2=276cm2。

按简化公式计算，则桅杆能力为：

P=DFK/H

=37.7×138×900/7

=668906N=668.906KN

又根据有关规定，当桅杆倾斜时，则桅杆能力为：

P=668.906-668.906×0.08=615.394KN

实际吊装设备重487.755KN，可见采用此桅杆是安全可靠的。

F1

800

3100

NPP1N　　　P1

7000　P　　P　　　　　　　　　　P

根据以上计算数据，对吊装双桅杆各构件设计如下表：

单位：

㎜

序号

构件名称

截面尺寸（规格）

数量

长度

材质

备注

1

主立柱

Φ377×12

4根

28000

20＃

2

横梁

Φ325×12

2根

14000

20＃

3

横梁支撑

Φ377×12

4根

30000

20＃

4

立柱支撑

Φ377×12

4根

12000

20＃

5

筋板

64块

Q235B

板厚20、16、14

说明：

因时间紧，对各构件的节点详图本方案不作设计；在制作时，均采用焊接形式连接，焊条为J506，焊缝高度不小于母材厚度；各接点均使用连接板；各受力节点需加加强筋板；型钢接头必须符合钢结构规范GB50017-2003钢结构设计规范的要求；制作和安装符合GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范；

F1处捆绑绳取定为两弯四股，捆绑绳安全系数取定fA=5.5，则钢丝绳承力核算为：

F捆=F1/4*fA=519596N/4*5.5

=714444.5N

F1处捆绑绳取定为：

6*37+1，Φ34.5㎜。

其破断拉力：

758000N≮F捆。

同等级别选定设备吊耳处捆绑绳。

a.吊耳的设计

经过计算，现场按附图：

吊耳示意图加工制作。

b.拖排及其牵引设备的设计

经过计算，现场按附图：

拖排示意图加工制作。

c.设备脱离拖排的瞬间受力状况

脱排临界角：

θ=tg-1（15855/612）=87.8○

此时2P≈Q=95.6T

则：

提升力P=47.8T

7．加热室吊装方案的设计

由于加热室采用先安装后胀管的安装方法，因此，壳体吊装重量较轻，经计算，拟选用50T吊车直接将壳体吊装就位。

8．吊装平面布置图

8.1吊装平面布置原则

吊装平面布置原则是以方便吊装及设备运进为前提。

蒸发室及加热室组装完毕后，两台50t吊车配合现场倒运，并吊上现场制作的拖拍，参见附图：

吊装平面布置图

8.2地基处理

为满足吊车进出场及吊车站位、设备运输、设备排放、设备吊装的施工作业，必须对地基进行处理。

处理结果：

a.表面高度必须不低于地梁高度；

b.强度必须符合100t吊车及其配重行走、站位对地基的要求。

c.处理范围为厂房周边到厂区马路的全部地坪。

8.3对厂房的要求

土建工程构架浇筑施工完毕，必须保证进行充分养护，其实际强度须达到设计强度的75%以上。

厂房的墙壁砌筑须充分考虑设备进场、底层设备安装、吊车支腿站位等问题。

建议：

暂不砌筑。

9．安全技术措施

9、1设备吊装执行《起重吊装安全管理规定》，吊装前进行专项安全技术交底，并严格履行签字手续。

9、2吊装作业人员必须持证上岗。

吊装时划定警戒区域、设置警示标志并设专人监护。

9、3在进行设备吊装时，指挥信号应做到准确、清晰、用信号旗加哨声指挥，各岗位正确执行吊装指挥命令，并对自己工作负责。

9、4吊装作业前由起重责任工程师向参加起重吊装的全体人员进行技术交底。

9、5起重吊装人员应具有安全资格证书，熟悉起重方案、机具性能、操作规程、指挥信号和安全技术要求。

9、6吊装前的检查：

吊装前组织联合检查，确认措施的落实情况。

检查内容：

施工机具的选用和实际选用是否一致，不一致的地方应提出补充计算书；设备基础是否符合质量要求；施工现场是否平整；待安装的设备检查合格记录；人员分工与岗位责任制；施工用电必须保证整个吊装过程正常供给；天气预报情况；施工机具维修使用情况；施工人员的操作、指挥人员指挥熟练程度；其他方面的准备工作。

钢丝绳有无断丝、扭结、折弯、压扁、磨损、腐蚀或电弧作用引起的损坏现象，检验周期及报废标准应符合国家标准（GB5972-86）《起重用钢丝绳检验和报废实用规范》的规定。

9、7起重机械

各类起重机械司机必须经过专业学习，持证上岗，要了解所驾驶机械的构造性能，熟悉操作方法和保养规程以及各种指挥信号，操作时要精力集中。

卷扬机司机与指挥人员要密切配合，司机必须得到指挥人员的指挥信号后方能开始操作，操作前必须呜笛示意，司机应严格按照指挥人员发出的信号进行操作，如发现指挥信号不清或错误时，司机应停止操作，待弄清楚后方可继续操作，对指挥人员发出的有碍安全生产的危险信号，司机有权拒绝执行，以免发生事故。

指挥人员应熟悉所指挥卷扬机的性能。

9．8起吊重物脱离司机视线时，必须统一指挥，指挥者必须物、机兼顾，两者动作应安全、协调，吊装过程的速度尽可能保持平缓。

不经吊装指挥者许可或重物悬挂未放下前，司机不得离开工作岗位。

9、9正式吊装必须在试吊合格后进行。

10．机具、索具一览表

序号

名称

规格

单位

数量

备注

1.

卷扬机

10t

台

2

2.

卷扬机

5t

台

2

3.

钢丝绳

6×37-φ43-170-光-右

米

50

捆绑绳

4.

钢丝绳

Φ34.5-6×37+1

米

35

绳扣用

5.

钢丝绳

Φ24-6×37+1

米

800

跑绳

6.

钢丝绳

Φ17.5-6×37+1

米

500

牵引绳

7.

钢丝绳

Φ24-6×37+1

米

50

绳扣

8.

钢丝绳

Φ17.5-6×37+1

米

60

绳扣

9.

道木

160*220*2500

根

50

10.

钢板

δ30

m2

4

制吊耳

11.

钢板

δ8

m2

40

铺垫

12.

卸扣

10t

只

8

13.

卸扣

32t

只

4

14.

卸扣

85t

只

4

15.

木方

□60-100mm

m3

0.8

16.

经纬仪

台

2

17.

水平仪

台

1

18.

电焊机

ZX7-400

台

8

配套全

19.

铁丝

8#

千克

100

20.

吊车

50吨

台

1

21.

吊车

200吨

台

1

22.

钢板

δ20

平米

10

节点板、弧板

23.

钢板

δ25

平米

4

24.

滑轮组

H80×5D

个

4

25.

拖排

个

2

26.

滑轮

H10×1K

个

6

导向用

27.

滚杠

108×12

根

22

4m长

28.

无缝钢管

Φ325×12

米

14

双桅杆用材料

29.

无缝钢管

Φ273×10

米

70

30.

角钢

∠100×100×10

米

30

11．施工组织

11、1劳动力安排计划

工种

起重工

机械工

指挥

钳工

电工

其它

人数

16

4

2

4

2

20

11、2设备吊装作业计划

系统设备吊装基本程序：

总体技术交底→施工场地准备（基础验收交接）→钢架制作、安装→40T设备运输、组装→专项技术交底→设备吊装、定位、找正、稳固。

然后，拆除机索具和钢架，移位到下一台设备的吊装位置进行钢架和机索具的安装，进行设备的吊装，如此以54321顺序完成五台蒸发器的吊装。

估计每台7天完成吊装和安装全部工作。

12．附图：

附图1吊装平面布置图

附图2吊装结构示意图

附图3双桅杆示意图

附图4吊耳示意图

附图5拖排示意图

附图6钢丝绳穿绕示意图

钢丝绳穿绕示意图