中美铝业设备吊装施工方案.docx
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中美铝业设备吊装施工方案
河南省中美铝业有限公司母液蒸发
设备吊装方案
编制:
审核:
批准:
中国十一化学工程建设有限公司
二OO七年三月十六日
目 录
一、编制依据……………………………………………………………………2
二、工程概况……………………………………………………………………2
三、吊装方法……………………………………………………………………3
四、吊装工艺……………………………………………………………………6
五、有关Ⅴ效、Ⅵ效管式降膜蒸发器吊装的力学计算………………………7
六、安全技术措施………………………………………………………………13
七、主要设备重量一览表………………………………………………………16
八、设备Ⅴ效、Ⅵ效管式降膜蒸发器吊装示意图……………………………17
九、吊车性能附表………………………………………………………………19
中美铝业母液蒸发设备吊装方案
一、编制依据
1.1中美铝业有限公司提供的施工图等设计文件。
1.2大型设备吊装施工工艺标准SHJ515-90
1.3河南省及行业有关工程建设起重施工的相关条例、文件等。
1.4化工部建设起重施工规范HGJ201-83
1.5300T吊车性能表
1.6160t吊车性能表
1.750t吊车性能表
1.825t吊车性能表
二、工程概况
2.1本公司承建的是中美铝业有限公司40万吨/年的母液蒸发工程。
该单元需安装的设备主要有23台(套)(不含泵类)。
目体情况介绍见附表1。
设备由张家港化工机械有限公司供货。
最大设备顶标高+34.20m,Ⅰ~Ⅵ效管式降膜蒸发器的设备较庞大、长而重,其中单件最重为加热室部分,重达159.820t,主要分三段到货,其上段加热室重量为159.820t,吊装顶高度为+34.20m;分离室重85.695t,支座重7.543t,安装在标高8.8m平台处。
由于现场施工条件较差,场地狭小,北侧约20m处为碱液调配贮罐,东侧为碱晶分离土建施工场地,这样狭小的施工场地给吊装作业带来较大的难度,特别是大件的吊装更是困难重重。
经过详细的实地测量和周密、细致的计算,我们制定本吊装方案。
2.2母液蒸发车间为一个65.7m×17m×34.2m的多层钢架结构,所有设备在厂房基本建成后再安装,为了便于设备的吊装,结构施工时,已在厂房的东面和北面、南面合适的位置,留出供设备进入相应楼层的通道及柱间吊装位置,各楼层穿楼面的设备就位位置的楼面采用钢主、次梁连接,设备就位位置的顶均留有吊装孔。
主要大型设备安装在8.8M平台(8.2M)等.
2.3其它的设备如泵类基本就位在地面上。
2.4泵类及冷凝水罐等设备体积小,重量轻,吊装上不存在困难,但是有几台设备如:
Ⅰ~Ⅵ效管式降膜蒸发器及第四自蒸发器、强制循环蒸发器、直接接触冷凝器等,在吊装上存在相当大的难度,其难度系数主要体现在以下几个方面:
2.4.1设备外形尺寸较大,部分设备就位位置穿过楼层,而楼层内的空间低,场地狭窄,设备就位困难。
2.4.2设备重量大,吊装就位时,栓挂吊具的吊点受力大,吊具的设置有较大难度。
2.4.3由于大型机具不能使部分设备一次吊装就位,因此这些设备进入楼层后必须在楼层内运输。
且其地面道路为回填土方。
2.4.4设备吊装和楼面运输过程中,设备及楼面保护。
2.5综上所述,母液蒸发车间内设备的吊装工作是整个安装工程的重点和难点(特别是Ⅴ效、Ⅵ效),已经引起各级领导的高度重视,决不可掉以轻心,坚决做到精心组织,精心指挥,精心作业和合理安排。
与此同时,还需科学、认真地结合我们以往的吊装经验,选取最佳的吊装方案,确保每台设备均安全、完好无损地吊装就位。
另外,该车间内设备布置比较紧凑,且有数台大型设备,因此在吊装中哪些设备先送进楼层,哪些设备后送进楼层,哪些设备先吊装就位,哪些设备后吊装就位,这也是施工中必须认真仔细计划的,先吊装的设备不能挡住下一步吊装的设备通道。
整个施工均经过多方论证、全盘考虑。
三、设备的吊装方法
3.1设备吊装的总体原则:
设备的吊装依据先轻后重,先内后外、先上后下的顺序,对于吊车不能一次吊装就位的设备,由吊车吊至相应的楼层边,然后平移到安装位置,由其它起重设备吊装就位。
3.1.1母液蒸发车间内重量在100t以下的设备,采用50t和160T和300T汽车吊车提升送至相应的楼层边,根据50t吊车性能,回转半径6m,桅杆长度24.8m,能满足车间17.5m以下楼层里的小型设备吊装。
对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效分离室,因其重量最重为27.85T,根据现场已有吊车情况,选用2台50T吊车抬吊,经计算查对,满足吊装要求。
3.1.2对大型设备,Ⅴ效和Ⅵ效管式降膜蒸发器,积极与生产厂家合作,为吊装提供便利。
因设备体形长,重量大,因设备到货分批进行(加热室和分离室),设备到货后由吊车配合卸至设备就位位置,再由卷扬机牵引拖运至设备安装位置下方。
小型设备则直接采用吊车逐步提升到设备安装位置,大型设备利用框架和卷杨机、滑车组、千斤顶等吊装就位。
3.1.3设备设置了吊耳的,尽量利用设备吊耳进行绑扎吊装,没有设置吊耳的设备,所有设备上的吊装绑扎点必须用杂木块进行保护,以免损坏设备表面。
3.1.4由于母液蒸发车间的较大(重)型设备分数批到场,所以大型设备的吊装顺序,以到货为准。
3.2几台较重较大设备的吊装。
3.2.1Ⅴ效和Ⅵ效管式降膜蒸发器的吊装。
3.2.1.1设备吊装参数:
Ⅴ效和Ⅵ效管式降膜蒸发器分加热室和分离室及支座三部分。
主要吊装参数如下表:
序号
设备名称
加热室重量(KG)
分离室重量(KG)
支座重量(KG)
高度
(M)
直径(M)
1
Ⅴ效管式降膜蒸发器
159820
65980
7421
22.075
6
2
Ⅵ效管式降膜蒸发器
159820
85695
7543
22.909
7
3.2.1.2吊装方法
方法:
1.制作运输托排(拖排采用300的工字钢制作而成,地面辅设拖车轨道),设备到场后,卸车时直接吊至拖排上,由拖排拖到吊装位置;
2.将设备所在11~12、13~14、C~D轴线间的基础、道路平整、夯实,并辅上轨道以供拖排行走;
3.设置10T卷扬机4台,同时配10T滑轮组作为设备提升;两台5T卷扬机作牵引用。
4.准备钢丝绳:
25㎜NAT6*19和52㎜NAT6*19
5.安装滑轮组:
10T8*8的滑轮组
6.跑绳及吊装用绳计算:
.跑绳拉力:
S=KP=0.093*80=7.54T
K为工作绳数=16根,带有3个导向滑轮,经查表可得K=0.093
P为计算荷载,P=160/2=80T.
经查表选用Ф25.4㎜钢丝绳.符合使用要求.
.分离室重为85T,分两台卷扬机抬吊.F=85/2=42.5T
根据42.5T选用Ф52㎜吊装用绳.
验算:
钢丝绳许用拉力P=T/K
P=42.5/8=21.3T
其中K为安全系数,取用为8.
则双用为21.3*2=42.6>42.5满足要求.
先将设备加热室平吊至安装位置,使其摆放于预先放好的拖排上,然后由四台10T卷扬机牵引,使设备缓慢立起,起吊到加热室底部离8.8M平台上4.5米位置后悬空,用钢丝绳卡扣将拖绳卡紧锁定。
每根绳最少要用三个卡扣固定,以免滑脱。
然后按相同方法将分离室从东面牵引至吊装位置下,然后起吊到分离室底口离安装平台8.8M上1米处,将钢丝绳锁定。
紧接着安装设备座承重梁及支座等。
待全部主次梁安装焊接完成,支座固定就位焊接完成,经检验合格后,将分离室缓缓就位、固定。
最后再将加热室缓慢下落到位。
具体施工尺寸见附图。
各施工方法经计算完全符合吊装要求,计算书附后。
找正找平工作用10T螺旋千斤顶,在平台上焊临时支撑,用测量仪器配合进行,要求:
纵、横中心线允许:
±5㎜
垂直度允许差:
L/1000,最大不超过10㎜
分离器上口加强环水平度允许差:
±2㎜
四、吊装工艺:
其它主要设备吊装有关参数如下:
序号
设备名称
重量
机具
臂长
工作幅度
吊重
吊高
安装标高(米)
1
Ⅰ效管式降膜蒸发器
74830
300t汽车吊
36
9
75000
11
8.80
2
Ⅱ效管式降膜蒸发器
67965
300t汽车吊
36
9
75000
11
8.80
3
Ⅲ效管式降膜蒸发器
67265
300t汽车吊
36
9
75000
11
8.80
4
Ⅳ效管式降膜蒸发器
66890
300t汽车吊
36
9
75000
11
8.80
5
第一自蒸发器
15180
50t履带吊
28.
6
22300
13
8.20
6
第二自蒸发器
13873
50t履带吊
28
6
22300
13
8.20
7
第三自蒸发器
17004
50t履带吊
28
6
22300
13
8.20
8
第四自蒸发器
23345
50t+55T汽车吊
28
6
40000
13
8.20
*9
强制循环蒸发器
总80350
160t汽车吊
39.
9
37000
29
13.62
10
直接接触冷凝器
34205
160t汽车吊
39.
9
37000
29
13.62
11
Ⅰ效直接预热器
3464
50t履带吊
43.
10
8000
15
17.5
12
Ⅱ效直接预热器
3420
50t履带吊
43
10
8000
15
17.5
13
强制效冷凝水罐
235
25t汽车吊
12
8.8
14
1-1#冷凝水罐
235
25t汽车吊
12
8.8
15
1-2#冷凝水罐
223
25t汽车吊
12
8.8
16
1-3#冷凝水罐
278
25t汽车吊
12
8.8
17
2#冷凝水罐
235
25t汽车吊
12
8.8
18
3#冷凝水罐
298
25t汽车吊
12
8.8
19
4#冷凝水罐
485
25t汽车吊
12
8.8
20
5#冷凝水罐
658
25t汽车吊
12
8.8
21
6#冷凝水罐
826
25t汽车吊
12
8.8
22
23
*说明:
强制循环蒸发器重量为总重量,实际安装时是分三部分进行。
说明:
以上重量均为设备的净重,不包括吊具、脚手架管等的重量。
五、有关Ⅴ效、Ⅵ效管式降膜蒸发器吊装的力学计算如下:
作用在钢梁上的设计值=吊点的起吊重量×1.2(恒载分项系数)×1.5(动载系数)
、计算吊装160t构件的受力钢梁
1.梁规格:
H1600×600×20×30,截面特性等计算参数见下表:
(单位mm,n)
钢梁
Ix
Iy
Wx
Wy
材质:
Q235
28273906667
1081026667
35342383
3603422
跨度:
8200
ix
iy
截面积
弹性模量
自重:
5.24kN/m
650
127
66800
206×103
钢梁平面布置图如下
2.内力计算:
最大弯矩
Mmax=1.2×5.24×8.22/8+1.2×1.5×800×2.3=3365kNm
最大剪力
Vmax=0.5×1.2×5.24×8.2+1.2×1.5×800=1465.8kN
3.强度验算:
σ=Mmax/γ/Wx=3365×106/1.05/35342383=90.68 满足要求 τ=VmaxS/Ix/tw=1465.8×103×20059000/(28273906667×20) =52.0 其中S=600×30×(800-15)+0.5×20×(800-30)2=20059000mm3 4.局部稳定性验算: 翼缘宽厚比: B/T=290/30=9.67<允许宽厚比15满足要求 腹板高厚比: Ho/Tw=1540/20=77<允许高厚比80满足要求 5.整体稳定性验算: 按照钢结构设计规范4.2.1规定,L1/b1=8200/600=13.7<20,可以不进行整体稳定验算。 6.挠度计算: ν=MmaxL2/(10EIx) =3365×106×82002/(10×206×103×28273906667)=3.9mm 8200/3.9=2102.6显然小于规范的允许值,满足要求。 、吊装梁支架计算 如右图,增加临时支撑构件,将吊装钢梁的支座处剪力1466kN作用在9000跨框架梁H450×300×12×14上,图中荷载均为设计值。 经用结构力学求解器建立力学模型,计算结果见内力图。 临时支撑采用钢管273×8,计算压杆(受力为95t)受力验算。 该钢管几何特性等: 面积: 6660;I=58517142;W=428697;i=93.7;自重: 52.28kg/m。 计算长度: 6760,则λ=6760/93.7=72.14,则φ=0.732 内力图如下: 剪力图: kN 弯矩图: kN.mm轴力图: kN I)临时支撑杆件验算: 1.强度验算 σ=N/A=950×103/6660=142.6.6 满足要求 2.稳定性验算 σ=N/A/φ=950×103/6660/0.732 =195>f=205n/mm2 满足要求。 II)H450×300×12×14钢梁验算 截面特性等计算参数见下表: (单位mm,n) 钢梁 Ix Iy Wx Wy 材质: Q235 474490248 63060768 2108846 420405 自重: 1.06kN/m ix iy 截面积 弹性模量 187.7 68.4 13464 206×103 强度验算: 由于支撑点下有临时支撑,所以梁的弯矩及剪力很小,显然满足要求,验算从略。 同时应在梁受力的部分增设加劲肋。 28.6处的梁吊装时临时加上,以承担横向拉力,可用现有钢梁临时安装在那里,待蒸发器安装完后再拆除。 、计算吊装80t冷凝器的受力钢梁 1.梁规格: (未安装的框架柱代替) H800×500×20×30,截面特性等计算参数见下表: (单位mm,n) 钢梁 Ix Iy Wx Wy 材质: Q235 5124373333 625493333 12810933 2501973 跨度: 8200 ix iy 截面积 弹性模量 自重: 3.52kN/m 338.2 118.2 44800 206×103 钢梁平面布置图如下 2.内力计算: 最大弯矩 Mmax=1.2×3.52×8.22/8+1.2×1.5×200×2.3=864kN.m 最大剪力 Vmax=0.5×1.2×3.52×8.2+1.2×1.5×200=377.32kN 3.强度验算: σ=Mmax/γ/Wx=864×106/1.05/12810933=64.23 满足要求 τ=VmaxS/Ix/tw=377.32×103×7144000/(5124373333×20) =26.3 其中S=500×30×(400-15)+0.5×20×(400-30)2=7144000mm3 4.局部稳定性验算: 翼缘宽厚比: B/T=240/30=8<允许宽厚比15满足要求 腹板高厚比: Ho/Tw=740/20=37<允许高厚比80满足要求 5.整体稳定性验算: 按照钢结构设计规范4.2.1规定,L1/b1=8200/500=16.4<20,可以不进行整体稳定验算。 6.挠度计算: ν=MmaxL2/(10EIx)=864×106×82002/(10×206×103×5124373333)=5.5mm 8200/5.5=1490.9显然小于规范的允许值,满足要求 六、安全技术措施: 1、在起重施工方案正式批准下达并进行全面技术交底后,方能进行施工。 2、施工前必须具备以下条件: (1)、设备基础已按设计施工完毕,并经有关单位验收合格; (2)、基础周围的土方,已按要求回填并夯实; (3)、设备已经到货,经检查符合图纸要求,并具备起吊条件(如试压、防腐等已经完成); (4)、施工现场已经平整,必要的施工通道已经修好; (5)、施工电源已经具备,并能保证供应; (6)、起吊机具已按施工方案要求配备好,并拥有合格证明,如无合格证者,须经检查试验。 检查中发现的问题已得到合理的解决。 3、凡参加施工的人员,必须熟悉起吊方法和工程内容,按方案要求进行施工,并严格执行规程规范。 在施工过程中,施工人员必须具体分工,明确职责。 在整个吊装过程中,要切实遵守现场秩序,服从命令听指挥,不得擅自离开工作岗位。 4、吊装前应组织有关部门根据施工方案的要求共同进行全面检查,其检查内容为: (1)、施工机索具的配置与方案是否一致; (2)、隐蔽工程是否有自检,互检记录; (3)、设备基础地脚螺栓的位置(指预埋螺栓)是否符合工程质量要求,与设备裙座或底座螺孔是否相符; (4)、基础周围的土方是否回填夯实; (5)、施工现场是否符合操作要求; (6)、待吊装的设备是否符合吊装要求; (7)、施工用电是否能够保证供给; (8)、了解人员分工和指挥系统以及天气情况; (9)、其它的准备工作如保卫、救护、生活供应、接待等是否落实。 经检查后确认无误,方可下达起吊命令,施工人员进入操作岗位后,仍须再对本岗位进行检查,经检查无误时,方可待命操作,如需隔日起吊,应组织人员进行现场保卫。 在吊装过程中,应有统一的指挥信号,参加施工的全体人员必须熟悉此信号,以便各操作岗位协调动作。 在施工过程中,施工人员必须具体分工,明确职责。 在整个吊装过程中,要切实遵守现场秩序,服从命令听指挥,不得擅自离开工作岗位。 吊装作业前应检查吊钩、钢丝绳、卸扣、绳卡、滑轮组、减速器等易损零部件的安全状况。 检查电气装置、液压装置、离合器、制动器、限位器、警报器等是否符合安全技术条件,并进行无负荷试验。 检查准备作业区域、空间不得有电线、电缆和其他障碍物,不准无关人员进入,并派人看护。 检查吊具和吊索选择是否符合方案要求,质量是否符合有关规范的要求。 吊装作业时,必须明确指挥人员,指挥者应佩带鲜明的标志,哨声响亮,旗语清楚。 参加人员应分工明确,职责分明,遵守纪律,听从指挥。 5、吊装时,整个现场由总指挥指挥调配,各岗位分指挥应正确执行总指挥的命令,做到传递信号迅速、准确,并对自己职责的范围内负责。 一旦吊装过程中发生意外,各操作岗位应坚守岗位,严格保持现场秩序,并做好记录,以便分析原因。 6、在整个施工过程中要做好现场的清理,清除障碍物,以利操作。 7、施工中凡参加登高作业的人员,必须经过身体检查合格,操作时系好安全带,并系在安全的位置。 工具应有保险绳,不准随意往下扔东西。 8.吊装作业区应设置安全警戒线,无关人员严禁进入作业区内。 9.吊车进场前,要对吊车的安检证,司机的安全操作证进行确认,吊装作业必须有专人指挥,各操作人员必须持证上岗。 10.管式降膜蒸发器等的吊装与罐体的吊装,均为高空作业,操作人员必须遵守高空作业安全操作规程。 11.吊装前,对路面进行检查确认,对吊车进行检查,相关人员需核实吊件的重量,工作幅度,严禁超负荷吊装。 12.大件设备在吊装前均应进行试吊。 13.所有吊装用的捆绑绳应套上橡胶管,特别是在捆绑处应加垫木板,以防设备沾染油污。 14.设备在吊装时吊点一定要按照设备使用说明书中的要求选择。 吊车作业前支腿应全部伸出,在支撑板下垫好道木。 由于场地地坪不实,负重支腿下应垫道木墩。 作业中发现支腿下沉,吊车倾斜等不正常现象时,应立即放下重物,处理好后再作业。 钢丝绳在使用中不得与棱角及锋利物体接触,无法避免时,应垫圆滑物件保护,钢丝绳不得成锐角、扭曲、扭结,也不得受夹,受砸,更不能跟电焊导线和电线接触。 15.双机抬吊设备时要缓慢、谨慎,并且步调一致。 16.设备的吊装如有必要需设置铁肩担,以防钢丝绳挤压设备,使设备变形。 17.设备在吊装过程中都应设置两根或两根以上的溜放绳,以减少吊装时设备的晃动,臂杆在回转时一定要缓慢,作业人员应着重注意设备是否会与其它物件发生碰撞。 18.高处悬吊的设备都需用缆风绳拉紧,在当天下班之前未能安装完成需采取安全措施,以防下班之后天气变化产生大风,发生安全事故。 19.在吊装过程中应派专人随时监控地基沉降情况,若有异常应立即停止吊装作业。 另外吊装上部加热室时或下部分离室时,遇上五级以上的大风或雨、雪天应停止吊装作业。 20.尽量避免吊物起吊在高空时吊车行走。 21、带电的电焊线和电线要远离钢丝绳,带电线路距离应保持在2米以上,或设有保护架,电焊线与钢丝绳交叉时应隔开,严禁接触。 主要设备重量一览表附表1 序号 设备名称 加热室重量(KG) 分离室重量(KG) 支座重量(KG) 1 Ⅰ效管式降膜蒸发器 74830 27851 4853 2 Ⅱ效管式降膜蒸发器 67962 27808 4268 3 Ⅲ效管式降膜蒸发器 67265 27040 5468 4 Ⅳ效管式降膜蒸发器 66890 42550 5525 5 Ⅴ效管式降膜蒸发器 159820 65980 7421 6 Ⅵ效管式降膜蒸发器 159820 85695 7543 设备吊装重量(KG) 7 第一自蒸发器 15180 8 第二自蒸发器 13873 9 第三自蒸发器 17004 10 第四自蒸发器 23345 11 强制循环蒸发器 80350 12 直接接触冷凝器 34205 13 Ⅰ效直接预热器 3464 14 Ⅱ效直接预热器 3420 15 强制效冷凝水罐 235 16 1-1#冷凝水罐 235 17 1-2#冷凝水罐 223 18 1-3#冷凝水罐 278 19 2#冷凝水罐 235 20 3#冷凝水罐 298 21 4#冷凝水罐 485 22 5#冷凝水罐 658 23 6#冷凝水罐 826 注: 本重量为设备净重,不包括吊具等重量。
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