16萬m3儲罐拱頂氣吹升頂

中國五環(huán)工程有限公司海南LNG儲罐工程海南LNG項目儲罐工程16萬M3儲罐拱頂氣吹頂升

目錄TOC\o"1-2"\u1.儲罐拱頂簡述 12.儲罐拱頂作業(yè)流程 13.氣吹頂升參數(shù) 13.1氣吹總重量 23.2風壓計算 23.3風機選擇 34.氣吹頂升組成 44.1平衡系統(tǒng) 44.2風送系統(tǒng) 54.3密封系統(tǒng) 64.4監(jiān)視測量系統(tǒng) 65.氣吹頂升的組織及分工 76.氣吹頂升 76.1預(yù)頂升 86.2正式頂升 87.氣吹頂升的HSE管理 88.結(jié)束語 9附件一拱頂制作流程 10附件二相關(guān)圖片 113.1氣吹總重量氣吹頂升重量包括拱頂和接管重量、鋁吊頂重量、臨時材料和配重等，見表一，計算如下：氣吹總重量計算G總=(M1+M2+M3+M4)×g=（409.7+88.1+13.7+22.7）×9.8=5235KN式中：G總——吹頂總重G——力學常數(shù)，取9.8N/kgM1——拱頂梁和拱頂襯板重量M2——鋁吊頂和拉桿重量M3——拱頂接管和套筒重量M4——鋁吊頂和拉桿重量考慮頂升時拱頂與混凝土墻之間的摩擦力，拱頂總重量取5500KN。表一拱頂頂升時的重量計算序號構(gòu)件名稱重量備注1拱頂梁和拱頂襯板409.7T包括內(nèi)外側(cè)軌道梁的重量2鋁吊頂和拉桿88.1T包括鋁吊頂走道重量3拱頂接管和套筒13.7T4施工用臨時設(shè)備和吹頂配重22.7T3.2風壓計算吹頂時平衡壓力計算：P平=G總/S=4G總/πD2=4×5500×103/（3.14×78.322）=1142.2Pa=116.5mm水柱式中：P平——平衡風壓G總——吹頂總重S——吹頂時拱頂受力面積（拱頂?shù)耐队懊娣e）D——混凝土罐壁內(nèi)徑在氣吹頂升過程中，由于需克服拱頂密封玻璃布和混凝土墻壁之間產(chǎn)生動摩擦力，因此在拱頂上升時其實際氣壓應(yīng)大于116.5mm水柱，即頂升風壓按120mm水柱。3.3風機選擇在拱頂勻速上升時，其頂升壓力基本保持不變，拱頂安裝的密封玻璃布和混凝土墻壁之間的摩擦力也是恒定的，此時整個拱頂系統(tǒng)處于動態(tài)的平衡，此時考慮單位時間1min內(nèi)拱頂體積的變化來計算風量，風量的計算應(yīng)以吹頂時最大提升速度來考慮，整個升頂過程中溫度可假定為恒定不變的,由此可得：進風量Q0=ΔQ(P頂+P0)/P0ΔQ=ΔHS式中：Q0——初始計算風量ΔQ——單位時間1min內(nèi)體積增加量ΔH——單位時間1min內(nèi)高度上升量S——拱頂水平投影面積V大——最大上升速度（見表二）P頂——頂升壓力（見表二）P0——標準大氣壓力（取101.325Pa）ΔQ=ΔHS=V大S=300×10-3×3.14×78.322=1444.56m3P頂=120×10-3×9.8=0.1176PaQ0=1444.56×(0.1176+101.325)/101.325=1446.24m3/min考慮到升頂過程中不可避免的有空氣向外泄露，根據(jù)類似項目經(jīng)驗取35%的漏風量，則風機風量為：Q1=(1+35%)Q0=1.35×1446.24=1952m3/min式中：Q0—初始計算風量Q1—考慮泄露量后的計算風量，即風機風量因此選用的風機風量大于1952m3/min即能滿足氣吹頂升的要求。表二氣吹頂升主要參數(shù)一覽表序號項目氣吹頂升參數(shù)備注1吹頂總重5500KN包括頂升時拱頂與混凝土墻之間的摩擦力2提升總高度39888mm3平衡壓力116.5mm水柱4頂升壓力120mm水柱5平均提升速度200mm/min6最大提升速度300mm/min7頂升持續(xù)時間200min8進氣速度1952m3/min考慮了頂升時35%的漏風量4.氣吹頂升組成拱頂氣吹頂升主要包括4大系統(tǒng)，即平衡系統(tǒng)、風送系統(tǒng)、密封系統(tǒng)和監(jiān)視測量系統(tǒng)。4.1平衡系統(tǒng)平衡系統(tǒng)包括平衡配重系統(tǒng)和平衡校正系統(tǒng)。4.1.1平衡配重系統(tǒng)為了保證氣吹頂升時拱頂?shù)钠椒€(wěn)升起，必須保證整個拱頂重量的對稱分布。拱頂和鋁吊頂本身重量本身就是對稱分布的，但是鋁吊頂通道，拱頂接管和套筒的分布卻不是對稱分布，而且在氣吹頂升前都已經(jīng)安裝完畢，可以利用鋁吊頂蓋板，施工用臨時設(shè)備（如電動葫蘆，配電箱，電焊機等）放置在鋁吊頂上來調(diào)整配重；在拱頂上配置土建施工用的鋼筋來調(diào)整配重，以達到整個拱頂?shù)闹亓科胶狻?.1.2平衡校正系統(tǒng)平衡校正系統(tǒng)共24套，沿圓周均勻分布，主要包括T型架，底部中心固定塊，中心滑輪，導向滑輪，開口滑輪以及鋼絲繩，平衡校正系統(tǒng)詳細構(gòu)成見表三。表三平衡校正系統(tǒng)構(gòu)件表序號構(gòu)件名稱說明備注1底部中心固定塊固定塊設(shè)置于罐底部中心，由鋼管和H型鋼組成，通過事先預(yù)埋在混凝土里的地腳螺栓連接固定在罐底部，是鋼絲繩的固定裝置，鋼絲繩纏繞固定在底部中心固定塊見圖二2中心滑輪組中心滑輪組由24個滑輪組成，焊接在拱頂中心放空管上，用來改變鋼絲繩的方向見圖三3導向滑輪導向滑輪總共48個，分兩處焊接在拱頂上，一處位于投影半徑R15350mm（24個），另一處位于投影半徑R28000mm（24個），用來支撐鋼絲繩，減少摩擦力見圖四4開口滑輪開口滑輪與臨時吊耳連接，設(shè)置于拱頂上投影半徑R39063mm，總共24個，用來改變鋼絲繩的方向見圖五5T型架總共24個，焊接在承壓環(huán)上，作為鋼絲繩的支撐見圖六6鋼絲繩1-5號構(gòu)件通過鋼絲繩連接形成完整的氣吹頂升平衡校正裝置，分別在00、900、1800、2700安裝4個拉力計，拉力計預(yù)緊力為13KN見圖六4.2風送系統(tǒng)風送系統(tǒng)包括供電系統(tǒng)和風機系統(tǒng)。供電系統(tǒng)采用雙回路，即由2臺發(fā)電機和市電組成，可以進行切換；風機系統(tǒng)由4臺鼓風機（2臺備用），4臺控制柜（與鼓風機配套使用）、4組風道（與鼓風機配套）和風量控制閥組成。4組風道通過臨時大門洞口與罐內(nèi)相連，在風道上需要設(shè)置緊急閘閥，鼓風機需要固定于地面上防止運轉(zhuǎn)時震動，在小門洞口設(shè)置人行通道以便在氣吹頂升時人員進出罐內(nèi)；在頂升前需要提前調(diào)試好鼓風機并做好調(diào)試記錄。風送系統(tǒng)通過向罐內(nèi)不停的輸送壓縮空氣，當罐內(nèi)空氣壓力達到頂升平衡壓力時，拱頂開始上升。4.3密封系統(tǒng)密封系統(tǒng)分為三大部分4.3.1拱頂開孔密封已經(jīng)安裝在拱頂上的接管和套筒都都要用盲板密封住，對于帶法蘭的接管可以用盲板加臨時墊片密封，對套筒可以在末端焊接臨時盲板，但是必須考慮足夠的余量以便吹頂后與外部管道的連接。4.3.2混凝土外罐洞口密封主要有臨時洞口，混凝土承臺上預(yù)留的排水孔和錨固箱孔。臨時門洞可以用鋼板進行封閉，但必須在鋼板上設(shè)置足夠的支撐防止頂升時受罐內(nèi)空氣壓力導致變形甚至破壞；排水孔可以由土建施工單位進行灌漿密封；錨固箱孔通過錨固帶、下方的止動板焊接密封。4.3.3拱頂襯板與混凝土墻之間的間隙密封此處密封最為重要和關(guān)鍵，用密封玻璃布（帶鋼絲網(wǎng)）進行密封。在拱頂襯板下方焊接U型卡，通過U型卡把密封玻璃布（與鋼絲網(wǎng)一起）固定在襯板上密封布與密封布之間為搭接，搭接長度不小于150mm，在密封布安裝完后在密封布與拱頂襯板間再貼上鋁箔膠帶進行密封（見圖八）。4.4監(jiān)視測量系統(tǒng)本系統(tǒng)包括罐內(nèi)壓力測量系統(tǒng)和拱頂位移測量系統(tǒng)。4.4.1壓力測量系統(tǒng)在氣吹頂升時，需要時刻關(guān)注罐內(nèi)壓力變化，可以利用透明塑料管制作U型壓差液位計，用來測量罐內(nèi)與罐外（大氣壓力）的壓力差。U型壓差液位計需要制作3套，2處壓力取源點在臨時大門洞，1處取源點在小門洞口；壓差計一端與罐內(nèi)相通，另一端與大氣相通，用標尺固定在塑料管旁以便讀數(shù)（見圖九）。對于大門洞的2處壓力取源點，其壓差計設(shè)置在大門洞附近；而小門洞的1處壓力取源點，其壓差計在預(yù)吹頂時設(shè)置在罐內(nèi)指揮臺旁，在正式吹頂時需要放置在罐頂部指揮臺旁。4.4.2拱頂位移測量系統(tǒng)氣吹頂升時，在罐頂四周設(shè)置均布8個測量點（預(yù)頂升12個測量點），通過在拱頂上設(shè)置8個固定點，將8把50m量程的盤尺一端固定在拱頂上，另一端引到罐頂部承壓環(huán)上，通過盤尺的刻度來記錄頂升時拱頂?shù)奈灰?。同時，在罐壁混凝土墻壁上00和1800處標出刻度。5.氣吹頂升的組織及分工為了完成拱頂氣吹頂升工作，應(yīng)根據(jù)氣吹頂升組成的主要控制點將人員進行分工分組，明確各組人員的崗位和職責，便于統(tǒng)一控制和管理，組織分工如下：指揮組：包括總指揮、設(shè)計代表和數(shù)據(jù)統(tǒng)計人員；巡視組：負責巡視監(jiān)督各組人員；風機組：按總指揮指令控制風機；測量組：按總指揮指令測量拱頂高度；拱頂監(jiān)視組：負責拱頂密封、拱頂與PC墻間隙觀測；拱頂平臺巡視組：負責對拱頂人員進行管理，防止人員聚集或引導人員出入；焊接組：由鉗工和焊工組成，各自按分工負責拱頂氣吹到頂后與承壓環(huán)的焊接工作；HSE管理組：負責氣吹頂升工作人員的HSE培訓，對進入現(xiàn)場的人數(shù)進行控制和管理，組織應(yīng)急與響應(yīng)人員待命；應(yīng)急組：負責緊急情況的緊急和響應(yīng)。6.氣吹頂升氣吹頂升包括預(yù)頂升和正式頂升兩個階段。6.1預(yù)頂升預(yù)頂升之前需要確認以下工作已全部完成：鼓風機調(diào)試運行完成且運轉(zhuǎn)良好，發(fā)電機供電正常。鋼絲繩已拉緊，4個拉力計已調(diào)整至設(shè)定值13KN。平衡配重已按照設(shè)計要求擺放至指定位置。U型壓差計已安裝完成。密封材料已安裝完成，對于損壞的已經(jīng)修補完畢。預(yù)頂升是驗證主要計算參數(shù)選用的正確性，同時檢驗密封材料是否完好，檢測拱頂配重位置是否準確，風機風量是否滿足要求等，同時也是訓練和檢驗氣吹頂升各系統(tǒng)組織機構(gòu)人員在統(tǒng)一號令下的熟悉、協(xié)調(diào)和配合情況。預(yù)頂升時在罐內(nèi)四周均布設(shè)置12個測量記錄點，在拱頂開始起升時，按總指揮臺統(tǒng)一指令，12個測量記錄員同時記錄起升高度，起升高度至300mm時停止頂升，預(yù)頂升時拱頂最大傾斜值小于150mm為合格。罐內(nèi)開始降壓，拱頂下降時需要注意密封材料被損壞。對預(yù)頂升存在的問題要馬上進行整改，一般預(yù)頂升工作應(yīng)進行2次。6.2正式頂升正式頂升時在罐頂四周設(shè)置均布8個測量點，通過這8個測量點來測定拱頂上升位移。拱頂開始上升時（上升高度1000mm以內(nèi)），上升速度應(yīng)控制在100mm/min；拱頂上升平穩(wěn)后可提高上升速度至300mm/min，上升過程中每隔5min記錄下拱頂上升位移（由總指揮臺統(tǒng)一發(fā)號指令）；在上升的最后500mm需要降低速度為100mm/min，同時當拱頂上升至32000mm高度后，所有的焊工和鉚工應(yīng)分派到相應(yīng)位置，待拱頂與承壓環(huán)接觸后開始焊接，對于縫隙較大處可用楔子或者千斤頂進行調(diào)整；由于拱頂下方的支撐未安裝，因此需要在拱頂上安裝支撐以防止關(guān)閉風機后拱頂下塌。風機關(guān)閉罐內(nèi)泄壓后完成間隙大的部位的焊接。7.氣吹頂升的HSE管理氣吹頂升前，必須做好HSE管理的策劃，并制定相應(yīng)的管理程序，同時做好參與氣吹頂升工作人員的安全培訓和技術(shù)交底工作，包括：進行危險源識別，編制JSA，讓工作人員清楚工作場所、環(huán)境的危險因素和預(yù)防措施；工作人員在作業(yè)現(xiàn)場必須嚴格遵守HSE管理程序和作業(yè)程序，聽從指揮，服從管理；建立氣吹頂升HSE培訓管理制度，通過培訓的員工發(fā)放可識別的帽貼；建立氣吹頂升期間現(xiàn)場準入制度，為了控制進入拱頂平臺人數(shù)，對垂直通道進行監(jiān)管；參觀領(lǐng)導進入前，需接受現(xiàn)場HSE工程師的安全交底；8.結(jié)束語通過氣吹頂升實踐的檢驗，本次拱頂氣吹頂升的平衡風壓為116.4mm水柱，頂升風壓為120～122mm水柱，證明上述計算是正確的，風機的選擇完成滿足所需風量。同時也表明上述組織、指揮和HSE管理能保證氣吹頂升工作的順利實施，是有效的。氣吹頂升在整個儲罐安裝工作中是最關(guān)鍵的工序，由于整個拱頂其體積大，重量大，因此在氣吹頂升前必須進行嚴格的工藝計算和制定嚴密的施工方案，同時在吹頂前要指定專人對每項工作逐個檢查核對以確保都按要求完成。在吹頂時要明確組織指揮機構(gòu)，成立氣吹頂升隊伍，各級組織人員分工明確；吹頂過程中各小組人員要密切配合，服從總指揮的統(tǒng)一指揮安排，隨時保持信息暢通。因此，為確保吹頂工作的質(zhì)量和安全，應(yīng)從人、機、料、法、環(huán)各個方面進行全方位的策劃和管理。附件一拱頂制作流程拱頂梁組對、焊接拉桿、軌道梁連接件，臨時支撐焊接胎具制作預(yù)制場地平整拱頂梁組對、焊接拉桿、軌道梁連接件，臨時支撐焊接胎具制作預(yù)制場地平整拱頂板敷設(shè)、焊接拱頂板敷設(shè)、焊接吊耳焊接拱頂梁拱頂梁及附件下料拱頂板拱頂板下料大（?。┬凸绊攭K預(yù)制完成拱頂塊安裝支撐制作大（?。┬凸绊攭K預(yù)制完成拱頂塊安裝支撐制作中心環(huán)安裝拱頂中心立柱安裝中心環(huán)安裝拱頂中心立柱安裝我們大（?。┬凸绊攭K存運我們大（?。┬凸绊攭K存運拱頂塊存放支撐制作拱頂塊存放支撐制作拱頂邊緣支撐安裝我們外側(cè)軌道梁安裝我們大型拱頂塊安裝與調(diào)整我們小