门架吊压法吊装施工工法.docx
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门架吊压法吊装施工工法
门架吊压法吊装施工工法
1前言
本工法的基本模型是兰州煤制气工程65m火炬吊装。
火炬是石油化工及煤制气工程的大型结构之一。
它由火炬头、密封器、火炬筒体、排气筒、附属管线、底部分离罐和支撑塔架构成。
塔架结构为自立式截头三棱体空间桁架。
目前,这类火炬吊装比较成熟和通常使用的是“A型桅杆双转法”和“单桅杆单转法”吊装工艺。
这两种方法有它固有的优点,但它们使用的机索具较多,需设置较多的锚点,吊装作业时操作技术难度较大。
我公司在门式桅杆(简称门架)推举法的基础上开发了“门架吊压法吊装火炬施工方法”。
其突出特点是在吊装过程中除卷扬机与制动索具锚点外,门架不需拖拉绳和锚点,操作简单,时间短。
该施工方法简便易行,安全可靠,已多次完成大型设备的吊装任务。
2工艺原理及特点
2.1门架吊压法吊火炬塔架,使用一套回转式门式桅杆。
2.2本方法是一种充分利用塔架本身强度和基础承载能力,分担火炬载荷,从而节省机索具的吊装方法。
它以火炬底铰为支点,在重心附近施加吊起力,使火炬绕着支撑点从平卧状态回转至主吊索具限制长度,压下门架,利用塔架和门架的自身重量从而使塔架回转直立。
(见图一)
2.3塔架的主体及附属件,以及除锈、涂漆、配管、电气、仪表、绝热等
工程,均可在地面上组装完成,再进行整体吊装。
2.4吊装过程中除卷扬机与制动索具锚点外,门式桅杆不需拖拉绳和锚点。
2.5这种吊装工艺在起吊开始时,所有受力部件均是最大载荷,所以经起始状态的检验,可保证整个吊装过程安全运行。
2.6吊压法操作简便,可适用于80米以下,150吨以下各类不同高度直立式设备的吊装。
当施工场地狭窄时,更能显示出其独特的长处,本工法不适用于设备基础过高和地脚螺栓预埋设备的吊装。
2.7应用计算机进行塔架吊装静力计算,吊装方案编制速度快、精度高、可靠性好,而且软件兼容性与通用性强,只要将有关数据输入计算机很快就能得到吊装过程的受力大小。
2.8操作控制可用门架、塔架的角度为依据。
只要能正确掌握角度参数,很容易将吊装过程集中操纵。
还可以通过计算机进行方案的优化设计,技术开发前景十分广阔。
3施工工艺和操作要点
3.1吊压法有其自身的特点,其工艺程序如下:
锚点设置
门架组装、制动索具等
机索具准备
塔架下段组焊
塔架整体组焊
门架竖立
试吊
正式吊装
机索具拆除
铰腕设置
刷油、绝热、电气配管
3.2在整个工艺过程中,塔架的组焊,门架的组装,吊点的位置及吊装时控制这几个程序尤为重要。
3.2.1火炬塔架底节级焊及饺腕旋转试验
塔架底节(标高10m以下)在地面上组焊成节。
三条腿间用钢管封闭加强,构成底部三角形,并用铰轴与基础铰座相接。
塔架底节水平放置,用吊车将底节抬头,绕铰腕旋转竖立,检查塔柱原点是否对中,铰婉转动是否灵活。
3.2.2底节放倒,进行塔架、火炬筒体、火炬头和附属管线的组装、焊接。
3.2.3除锈刷油、电气仪表、配管、绝热工作在地面全部完成。
3.3.3门架组装及参数要求
3.3.3.1门架两立柱高32m,上横梁宽7m,下梁宽10m,组合重量18吨,组合重心高度19.7m。
3.3.3.2门架底铰中心标高500mm,底铰中心与塔架铰腕水平距离:
AO=20m。
门架上横梁朝向塔架基础,横放在塔架往腿上。
3.4火炬塔架吊点
3.4.129.5m主吊点:
利用排气筒作为捆绑点,主吊索具将门架上横梁外圈和排气筒捆绑点连接。
3.4.215m吊点;用绑绳捆绑于下边二根塔架柱上。
3.4.340m吊点:
用绑绳捆绑于下边一根塔架柱上。
3.5吊装步骤
3.5.1调整门架底部位置,使其对准0点位置。
3.5.2利用吊车将门架抬头至仰角85°,收紧拉门架的索具。
启动压架卷扬机,使压门架索具不致过于松驰,但不受力。
3.5.3启动起吊卷扬机,至抬头状态停止。
调整各导向滑车,并用经纬仪检查门架与塔架中心线是否偏移,并调整。
3.5.4继续启动吊装卷扬机,使塔架抬头离开道木垛100mm,放下,反复三次,检查下列各点:
3.5.4.1塔架各处焊缝连接点。
3.5.4.2门架法兰、夹板等连接部位。
3.5.4.3吊装素具及其相应的卷扬机、锚点。
3.5.4.4门架、塔架铰腕及其基础。
3.5.5以上检查确认无问题后,松掉拉门架斤不落,连接制动索具,重新收紧吊装索具,正式起吊。
3.5.6继续收紧吊装素具直至塔架仰角ψ=34°门架仰角α=85°停止。
此时29.5m主吊点与门架绑绳点的距离B´D=11.8m。
3.5.7启动压门架卷扬机,塔架继续旋立,当塔架仰角ψ=80°、门架仰角α=38°时,组合重心垂直通过塔架铰腕,调整制动索具,停止压门架卷扬机,缓慢放松制动索具,塔架的自重使其自行竖立就位。
3.5.8塔架就位后,锁死所有滑车组,调整垫铁,使塔架垂直度符合要求,焊接无铰腕的塔架柱脚。
3.6放下门架,拆除机索具
3.6.1缓松起吊索具和压门架索具。
3.6.2拆除门架、机索具及垫木等。
吊装作业即告结束。
4操作控制与调整
4.1“吊压法”操作控制,主要在于相关卷场机的同步性。
一旦出现异步现象,应及时调整有关的卷标机。
4.2门架操作控制技术指标如下:
4.2.1门架上横梁中心侧向位移≤60mm。
4.2.2门架两底铰前后偏差≤110mm。
4.3塔架操作控制技术指标如下:
4.3.1塔架顶部中偏摆≤65mm。
4.3.2在塔架顶铰腕孔与轴的间隙处,应进行辅助控制,不允许在轴的下方出现间隙,轴的下方紧贴孔为最佳工况。
4.4控制方法如下:
4.4.1门架侧向位移由经纬仪监测,测量结果用步话机报告操作指挥。
4.4.2门架顶部前后偏移由角度指示器监测,测量结果用步话机报告操作指挥。
4.4.3塔架铰链间隙由铰链岗位观测人员目测,用步话机报告操作指挥。
4.4.4塔架顶部中心偏摆由经纬仪兼行监测。
4.5调整方法
4.5.1当门架上横梁向正北方向偏移时,应暂停南侧的起吊卷扬机。
4.5.2当门架上横梁向正南方向偏移的,应暂停北侧的起吊卷扬机。
4.5.3当门架上横梁北角超前时,应暂停南侧的起吊卷扬机,或暂停南侧的压门架卷扬机。
4.5.4当门架上横梁南角超前时,应暂停北侧的起吊卷扬机,或暂停北侧的压门架卷扬机。
4.5.5当塔架中心向北偏摆时,应暂停北侧的起吊卷扬机。
4.5.6当塔架中心向南偏摆时,应暂停南侧的起吊卷扬机。
4.6调整工作是相互关联的一个整体,只要采用了上述调整方法中的一项,一般就能达到整体调整的目的。
因此,在调整时应遵循以下规定:
4.6.1在使用起吊卷扬机时,以调整起吊索具为主,一般不动用其它索具。
4.6.2在使用压门架卷扬机时,以调整压门架索具为主,当调整无效时,可适当调整起吊索具进行辅助调整。
4.6.3调整应以要求指标中的一项为主要参数,调好该项指标后,一般情况下其它指标会自行娇正,严禁同时调整数个指标,以防造成紊乱。
4.6.4进行调整作业时,只允许启动一台卷扬机,如需启动其它卷扬机时,必须先停原来运转的一台。
4.6.5塔架仰角ψ≥80°时,应以塔架中心偏摆为主要调整指标。
5劳动组织
5.1劳动组织及岗位职责
为正确实施吊装工艺,保证吊装工作优质安全,在吊装施工准备和实施全过程,应建立吊装指挥系统。
其组织及岗位职责见图二。
5.2主要工种及工时
在吊装过程中,由于现场条件及施工手段各不相同,所以所用的工日数也不会相同。
现将在兰州煤制气工程的重54吨,高65m火炬吊装中所需要的工种及消耗的工日数列表如下:
表1工种及工日一览表
序号
工序内容
工种消耗工日
备注
小计
起重
民工
钳工
电工
测量
1
门架基础处理
8.5
4
4
0.5
2
机具检查清洗
18
16
2
3
地锚设置
16.5
8
8
0.5
用挖掘机
4
门架运输及组对
20
16
4
5
卷扬机,斤不落设置
20
8
8
4
6
起吊滑车组装置
12
6
6
7
压门架滑车组装置
8
4
4
8
锁门架底滑车组装置
8
4
4
9
塔架铰腕及量角器设置
3
2
1
10
门架竖立
13
4
6
1
1
1
50t吊车配合
11
火炬吊装
17
14
1
1
1
12
门架及机具拆除
35
10
18
6
1
13
锚点拆除
10
2
8
用挖掘机
14
机具清理回收
24
4
10
8
2
合计
213
84
80
34
11
4
6机具设备
该工艺所用的机具,主要是门架、卷扬机、滑车、钢丝绳等起重机具。
根据吊装设备的规格、重量可以有不同的选择。
现以兰州煤制气65米火炬吊装为例,主要机索具用量,见表2:
7安全技术要求
7.1塔架基础、机具、加工件、铆焊件的合格证必须齐全。
现场组装的零部件应符合图纸及吊装技术质量要求。
7.2现场整体布置,机索具及锚点的设置应符合施工方案要求。
各项施工记录应堆确,签字确认应齐全。
表2机索具一览表
序号
名称
型号、规格
单位
数量
用途
1
门架
L=32m
套
1
吊装
2
汽车吊
50t
台
1
门架竖立
3
卷扬机
5t
台
4
起吊、压门架
4
卷扬机
5t
台
1
制动
5
斤不落
5t
台
2
拉门架
6
滑车
H50-5D
个
2
起吊滑车组,用于门架上横梁
7
滑车
H32-4D
个
2
起吊滑车组,用于29.5吊点
8
滑车
H20-40
个
8
压门架和门架底部锁定
9
滑车
H10-1G(L)
个
14
40m吊点和导向轮
10
滑车
H8-2D
个
2
制动滑车组
11
滑车
H5-1G(L)
个
3
制动滑车导向轮
12
钢丝绳
φ21.5-6*37+1
米/根
800/2
起吊滑车组跑绳
13
钢丝绳
φ19.5-6*37+1
米/根
400/4
压门架及门架底制动跑绳
14
钢丝绳
φ15.5-6*37+1
米/根
550/1
制动卷扬机跑绳
15
绳扣
φ43-6*37+1
米/根
6/4
50t、32t滑车绑绳,双股合用
16
绳扣
φ26-6*37+1
米/根
10/16
导向轮绑绳,双股合用
17
绳扣
φ24-6*37+1
米/根
10/2
制动滑车组绑绳
18
绳扣
φ15.5-6*37+1
米/根
125/1
拉门架绳索
19
锚点
5t
个
2
起吊卷扬机
20
锚点
5t
个
2
压门架,利用火炬基础
21
锚点
5t
个
2
门架底部锁定,利用火炬基础
22
锚点
10t
个
1
制动及拉门架
7.3指挥人员、操作人员及检查、监测人员应熟悉施工方案。
明确各自的责任范围,熟悉指挥信号、控制指标、调整方法。
在总指挥的统一指挥下协同工作。
所有工作人员应严格执行指令,若对指挥意图清楚或有疑议时,应及时请示,待清楚明了后,方可继续操作。
严禁擅自更改指令或脱离岗位。
7.4相关卷扬机应预先测定转速及卷筒直径,缠绳层数应一致,以保证跑绳速度一致。
7.5塔架及门架的初始状态应严格执行吊装方案的要求,确保门架、机索具的荷载控制在限定范围内。
7.6其它注意和操作要求事项应按《化工工程建设起重施工规范》HGJ201—83及我公司《安全技术操作规程》的规定进行。
8效益分析
采用吊压法整体吊装火炬,它使用机索具比较少,省工省时,操作简单,索具连接精巧合理。
煤制气65m火炬采用该方法吊装,其费用仅为单抱杆扳吊法的1/2(指人工、机索具等的耗用)。
提高了工效,又加快了安装进度,取得了明显的经济效益和社会效益。
9工程应用实例
9.11990年元月16日,我公司在兰州煤制气工程施工中,采用吊压法成功地吊装了两台重131吨,高63m的吸收塔。
充分体现了该工法的先进性、科学性和合理性。
它对提高起重机索具的起重能力,降低工程成本,提高工效,加快安装进度是行之有效的。
9.21991年元月5日,我公司在兰化丙烯腈工程施工中,采用吊压法成功地吊装了一台重49吨,高63m的火炬。
9.31991年元月15日,我公司在兰州煤制气工程施工中,在一个两面是农村果园的狭长地带采用吊压法成功地吊装了一台重54吨,高65m的火炬。
从吊装到结束仅耗时45分钟,而且没有占用一块农田果园,使在场的外国专家称赞不已,取得了很好的社会效益和经济效益。
实践证明,吊压法工艺先进,省工省时,安全可靠,完全符合优质、高速低耗的要求。
这种吊装工艺的开发成功,在安装工程建设中有十分广阔的推广使用价值。
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