加氫精制裝置加氫反應(yīng)器吊裝方案

PAGEPAGE90加氫精制裝置加氫反應(yīng)器吊裝方案1、工程概況某石化公司煉油廠120萬(wàn)噸/年加氫精制新建裝置，建在煉油廠廠區(qū)內(nèi)裂化裝置西側(cè)。裝置中的大型關(guān)鍵設(shè)備加氫反應(yīng)器重184t，其規(guī)格為φ3193×22716mm，該設(shè)備的安裝特點(diǎn)是重量大，安裝難度高，設(shè)備殼體為復(fù)合材料，對(duì)吊耳的設(shè)置有一定的限制。2、編制依據(jù)2.1設(shè)備圖紙2.2技術(shù)裝備能力2.3施工現(xiàn)場(chǎng)吊裝環(huán)境2.4施工人員技術(shù)素質(zhì)2.5工期要求與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)3.1石油化工工程起重施工規(guī)范(SH/T3536-2002)3.2石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程(SH3505-1999)3.3起重機(jī)械安全規(guī)程(GB6067-85)3.4起重吊裝指揮信號(hào)(GB5082-85)3.5大型設(shè)備吊裝工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)(SH/T3515-2003)4、反應(yīng)器吊裝主要技術(shù)參數(shù)設(shè)備位號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格(mm)重量(t)備注R2101反應(yīng)器φ3193×22716184安新5、吊裝方法采用400t履帶式起重機(jī)主吊，160t汽車吊抬尾輔助吊裝。6、受力分析6.1重心位置計(jì)算已知：裙座環(huán)重p1=4t裙座板重p2=10t殼體及部分內(nèi)件重p3=170t吊裝重量G=p1+p2+p3=184t重心位置距底部χ=[p1×190＋p2×(380＋4920/2)＋p3×(380＋4920＋15356/2)]/G=2235420/184=12149mm=12.15m6.2起吊初態(tài)主輔吊車受力主吊車受力N2=(2.5×22756＋184×11960)/23056=97.9t輔助吊車受力N1=184＋2.5－97.9=88.6t起吊初態(tài)輔助吊車受力最大，其值為88.6t7、吊車技術(shù)參數(shù)選擇7.1輔助吊車160t吊選用桿長(zhǎng)L=13.6m，工作半徑5m，配重37t，吊鉤110噸用。吊鉤重1.3t，鋼絲繩倍率13分支，額定起重量110t。吊裝計(jì)算載荷:QJ=K(Q＋q)=1.1×(88.6＋2)=99.7t＜N=110t安全式中q:吊索具重K:動(dòng)載系數(shù)7.2主吊車吊裝技術(shù)參數(shù)選擇主吊車400t履帶吊選用工況SDB2，桿長(zhǎng)42m，工作半徑15m，配重43+135+260t，吊鉤選用400噸用，鋼絲繩倍率2×11，吊鉤重8t，額定起重量N=296t。核算承受全部載荷時(shí)：QJ=K(Q＋q)=1.1×(184+12)=216t＜N=296t安全式中：q:吊耳、吊索、吊鉤重量之和K:動(dòng)載系數(shù)8、吊索具選擇8.1主吊耳選擇：主吊吊耳選用頂蓋板式吊耳，能力250噸。8.2輔助吊耳選擇：輔吊吊耳選用板式吊耳，設(shè)在裙座1350的位置上，詳見(jiàn)附圖。8.3主吊索具選擇：主吊索選用巨力集團(tuán)生產(chǎn)的壓制鋼絲繩索具，產(chǎn)品編號(hào)為WAF110，長(zhǎng)L=20m，2根4分支使用(卸車時(shí)用2根，吊裝時(shí)用1根)，單支允許工作載荷=98.8t，考慮吊索與卸扣連接處折減有效分支系數(shù)為n=4×0.75=3分支。計(jì)算載荷:QJ=K(Q＋q2)=1.1(184+4)=206.8tq2:吊索、吊耳重量之和允許總載荷P總=P×3=98.8×3=296.4t＞QJ安全配套使用連接卸扣選用巨力集團(tuán)生產(chǎn)的，產(chǎn)品編號(hào)為S-BX300-6卸扣1只。8.4輔助吊索具選擇輔助吊索選用巨力集團(tuán)生產(chǎn)的壓制鋼絲繩索具，產(chǎn)品編號(hào)為WAF82，L=14m，1根，4分支使用，單支允許工作載荷為P=54.9t?？紤]吊索與卸扣連接處折減，有效分支系數(shù)為n=4×0.75=3分支。允許總載荷P總=P×3=54.9×3=164.7t＞QJ=99.7t安全配套使用連接卸扣，選用巨力集團(tuán)生產(chǎn)的產(chǎn)品，編號(hào)為S-BX150-4卸扣一只。9、吊裝安全距離計(jì)算9.1吊裝高度計(jì)算:H=(L2-R2)1/2+H1-h1=(422-152)1/2+2.59-5.3=36.5m式中:L桿長(zhǎng)R工作半徑H1起重臂軸距地面高度h1吊鉤高度9.1縱向安全距離S=H-h-Ｌ1-h2=36.5-23.8-5.4-0.8=7m式中：H吊裝高度h反應(yīng)器吊裝高度（含吊耳）Ｌ1吊索與卸扣高度h2基礎(chǔ)高度、地腳螺栓高度9.3反應(yīng)器與吊臂間距離計(jì)算采用作圖法求得安全距離S2=3m。滿足吊裝要求10、使用主要機(jī)具設(shè)備及措施用料10.1使用主要機(jī)具、設(shè)備匯總表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1吊車400t臺(tái)班8主吊2吊車160t臺(tái)班2輔吊3吊車40t臺(tái)班8鋪路板及配重裝卸4拖板40t臺(tái)班2160t吊配重運(yùn)輸5槽車10t臺(tái)班6運(yùn)鋼板6翻斗車10t臺(tái)班40運(yùn)貓爪石7鋼絲繩WAF110L20m根2主吊繩(巨力集團(tuán)生產(chǎn))8鋼絲繩WAF82L14m根1輔吊繩(巨力集團(tuán)生產(chǎn))9鋼絲繩φ21.5L12m根2鋪鐵板10卸扣S-BX300-6只1主吊(巨力集團(tuán)生產(chǎn))11吊耳250t個(gè)1主吊12墊道板1.5m×6mδ200mm塊4支車腿13枕木根20支車14卸扣S-BX150-4只１輔吊（巨力集團(tuán)生產(chǎn)）10.2措施用料序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1貓爪石m310鋪路2塊石m3166鋪路3砂石m3189鋪路4道渣m371鋪路5鋼板2m×10mδ40張11鋪路6鋼管φ426×16m12排水711、施工程序道路鋪設(shè)，400t履帶吊進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)組裝，基礎(chǔ)驗(yàn)收，反應(yīng)器整體運(yùn)入現(xiàn)場(chǎng)，反應(yīng)器卸車并吊運(yùn)到吊裝位置，安裝頂部蓋板式吊耳，捆綁吊裝索具，采用400t吊與160t吊卸車，墊鐵安裝，采用400t吊主吊，160t吊溜尾輔助吊裝。由于160t吊承載能力有限，工作幅度不能發(fā)生變化，不能向400t吊遞送，所以吊裝過(guò)程400t吊需配合轉(zhuǎn)臂動(dòng)作完成設(shè)備豎立，待設(shè)備吊裝直立，400t承受全部載荷時(shí)，160t吊摘鉤，400t吊將設(shè)備轉(zhuǎn)至反應(yīng)器安裝位置，配合起鉤、落桿等動(dòng)作，最后將反應(yīng)器安裝就位，吊車摘鉤，收車，拆卸退場(chǎng)。12、吊裝場(chǎng)地平面布置12.1400t吊組裝位置平面布置圖12.2反應(yīng)器卸車位置平面圖12.3反應(yīng)器起吊位置平面圖12.4反應(yīng)器吊裝就位平面圖13、主吊耳設(shè)計(jì)采用頂蓋板式吊耳，材質(zhì)選用Q235，采用模鍛的方法,分別鍛造加工蓋板和吊耳，再將吊耳與蓋板兩部分焊接成型。13.1吊耳結(jié)構(gòu)尺寸13.2吊耳強(qiáng)度校核13.2.1耳孔強(qiáng)度校核上部有效面積:(陰影部分)S=190×120=22800mm2許用應(yīng)力[σ]=120MPa許用載荷P=S×[σ]=22800×150=3420000N=348.9(t)13.2.2主吊耳蓋板強(qiáng)度驗(yàn)算按均布載荷的２倍計(jì)算所需最小厚度：Smin=2D(KP/[σ])0.5式中：D=1150mm[σ]=120MPaP=N2/(πd2/4)=1840000/(0.75×11502)=1.09MPaK=0.25Smin=2×1150×0.5×(1.09/120)0.5=109.6mm主吊耳蓋板實(shí)際選用厚度：S=230mm滿足安全使用要求13.2.3起吊初態(tài)Ⅰ-Ⅰ截面承受彎矩最大Mmax=N2×0.3=96.7×0.3=29(t.m)=290000(N.m)Ⅰ-Ⅰ截面抗彎截面系數(shù)W=bH2/32=0.19×0.42/32=0.0304(m3)彎曲應(yīng)力σM=Mmax/W=29×104/0.0304=9.54×106(N/m2)=9.54(MPa)剪應(yīng)力τ=96.7/(0.4×0.19)=1272(t/m2)=12.72(MPa)應(yīng)用第四強(qiáng)度理論，組合應(yīng)力σz=(σM2+3στ2)0.5=(9.542+3×12.722)0.5=24MPa＜[σ]安全焊道剪切計(jì)算：焊道總長(zhǎng)L=(190+400)×2=1180mm焊角高度H=56.7mm焊縫計(jì)算高度h=0.707H=40mm允許剪切荷載（單層焊道）[p]=Lh[τ]=1180×40×0.58×120=328.5＞Qj安全13.3主吊耳連接螺栓強(qiáng)度校核材料：25Cr2MoVA螺栓有效直徑d=58mm許用拉應(yīng)力[σ]=300MPa許用剪應(yīng)力[τ]=0.58×[σ]=174MPa13.3.1安裝就位時(shí)拉伸強(qiáng)度校核單根螺栓許用載荷[p]=[σ]×πd2/4=300×π×582/4=633778N=64.67t單根螺栓承受最大拉力S=184/28=6.57t＜[p]安全13.3.2起吊初態(tài)螺栓承受最大拉應(yīng)力起吊初態(tài)最大彎矩M=N2×530-G2×300=952000×530-25000×300=4.97×108N.mm28根螺栓對(duì)截面形心組合慣性矩J=[(D/2)2×πd2/4×28]/2+28×πd4/64=[(1150/2)2×0.785×582×28]/2+28×3.14×584/64=1.22233×1010+1.5546×107=1.2239×1010mm4抗彎截面系數(shù)W=J/(D/2)=1.2239×1010/575=2.18×107(mm3)在彎曲應(yīng)力作用下，螺栓承受最大拉應(yīng)力σM=M/W=4.97×108/(2.128×107)=22.8(MPa)＜[σ]安全剪力Q=N2-G2=95.2-2.5=92.7t=927kN吊耳與油氣入口法蘭連接螺栓單根預(yù)緊力240KN，以保證吊裝過(guò)程始終處于緊固狀態(tài)。為保護(hù)密封面，連接處加墊δ0.5mm的鋁板墊片。兩連接面最大靜摩擦力F=N.μ=28×240×0.15=1008KN＞Q因此吊裝過(guò)程螺栓不承受剪力。頂蓋板吊耳與法蘭連接：利用原設(shè)計(jì)油氣入口管連接螺柱與螺母。14、輔助吊耳設(shè)計(jì)耳孔強(qiáng)度校核材料：16MnR許用應(yīng)力[σ]=160MPa許用載荷P=[σ].A=160×100×89=142×104(N)=142t>N1安全15、反應(yīng)器吊裝強(qiáng)度校核15.1頂部人孔法蘭接管強(qiáng)度校核材料：2(1/4)Cr-1Mo許用應(yīng)力：[σ]=300MPaI-I截面面積：A=π(D2-d2)/4=0.785×(9602-8002)=221056mm2承受全部載荷時(shí)拉應(yīng)力：σ=N/A=1840000/221056=8.3MPa<[σ]安全起吊初態(tài)I-I截面最大彎曲應(yīng)力：σM=M/WM=N2×(530+326)-G2×(300+326)=97.9×104×856-2.5×104×626=8.224×108N.mmW=π(D4-d4)/32D=3.14×(9604-8004)/32/960=4.495×107mm3σM=M/W=8.224×108/4.495×107=18.3MPa<[σ]安全15.2起吊初態(tài)裙座與筒體連接處強(qiáng)度校核材料：16MnR[σ]=160MPa剪力Ｑ=N1-4-10=74.6t\彎矩Ｍ=(N1-4)×4480-10×2145=357558t.mm=3.5756×109N.mm抗彎截面系數(shù)W=π(D4-d4)/32D=3.14×(37334-31334)/32/3733=2.572×109mm3彎曲應(yīng)力σM=M/W=3.5756×109/2.572×109=1.39MPa剪應(yīng)力τ=Q/[π(D2-d2)/4]=7.46×105/0.785/(37332-31332)=0.23MPa15.3經(jīng)對(duì)吊裝過(guò)程反應(yīng)器筒體強(qiáng)度校核，工作應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力，故安全。16、現(xiàn)場(chǎng)道路處理為滿足吊裝過(guò)程,吊車行走道路及吊裝位置地面承載能力的要求,需對(duì)地面作硬化處理,回填土每200mm夯實(shí)一次，并對(duì)履帶下方加墊寬３m、厚1.2m的塊石、砂石及道渣混填,（其中塊石厚350mm,砂石700mm,道渣150mm）并壓實(shí)。兩履帶之間加墊350mm厚塊石，大面朝下，打掉尖角，再鋪150mm厚道渣并壓實(shí)。然后再在履帶下方鋪設(shè)2米寬、厚δ40mm鋼板，以增加承壓面積。鋪路長(zhǎng)度為45延長(zhǎng)米，總寬10.5米。其中裝置環(huán)南路北側(cè)排水溝需加12延長(zhǎng)米φ426×16鋼管，充填貓爪石填平（10m3）上鋪厚δ40mm鋼板，以便吊車通行。塊石用量45×10.5×0.35=165.4m3貓爪石用量10m3沙石用量45×6×0.7=189m3道渣用量45×10.5×0.１5=70.8m3鋼板用量2×10m，δ40mm，11張。鋼管用量φ426×1612m17、吊裝進(jìn)度計(jì)劃18、吊裝技術(shù)要求18.1反應(yīng)器整體現(xiàn)場(chǎng)供貨。18.2反應(yīng)器溜尾吊耳運(yùn)輸時(shí)的裝車方位應(yīng)位于正上方向。18.3反應(yīng)器的外圍構(gòu)架構(gòu)3在地面整體預(yù)制成形，待反應(yīng)器安裝完成后改變400t吊工況，采用400t吊主吊，160t吊抬尾配合，整體吊裝安裝就位。詳見(jiàn)構(gòu)3吊裝方案18.4為確保吊車組桿及吊裝過(guò)程的信號(hào)及時(shí)傳遞，確保吊裝安全，需配備2臺(tái)對(duì)講機(jī)。19、勞動(dòng)組織及崗位職責(zé)19.1吊裝組組織機(jī)構(gòu)吊裝總指揮：陳洪巖吊裝技術(shù)負(fù)責(zé)人：王英祥吊裝指揮：孟憲生吊裝工藝工程師：李學(xué)林質(zhì)量檢驗(yàn)員：崔曉冬設(shè)備員：張如嶺安全員：楊生田19.2崗位職責(zé)吊裝總指揮1）組織有關(guān)人員及安全員參加吊裝前聯(lián)合大檢查；2）向吊裝指揮發(fā)布吊裝令。吊裝技術(shù)負(fù)責(zé)人1）組織編制并審核批準(zhǔn)吊裝方案；2）參加吊裝前聯(lián)合大檢查；3）簽發(fā)吊裝工作票。吊裝指揮1）組織吊裝機(jī)具設(shè)備設(shè)置；2）參加吊裝前聯(lián)合大檢查；3）對(duì)參加吊裝作業(yè)人員進(jìn)行明確分工；4）發(fā)布吊裝令；5）指揮吊裝全過(guò)程。吊裝工藝工程師1）在技術(shù)負(fù)責(zé)人的組織下，編制吊裝方案，制定具體措施；2）負(fù)責(zé)技術(shù)交底，貫徹執(zhí)行吊裝方案。設(shè)備員負(fù)責(zé)起重設(shè)備配備管理和組織維修。安全員：負(fù)責(zé)起重操作人員上崗資格檢查，吊索具設(shè)置檢查驗(yàn)收。20、吊裝過(guò)程安全控制20.1檢查并確定設(shè)備吊裝總重，附件安裝及機(jī)索具設(shè)置符合吊裝方案要求；20.2吊裝使用的電源應(yīng)滿足吊裝方案的需求，保證吊裝的正常供電；20.3應(yīng)掌握吊裝當(dāng)日氣象情況，雨天、大霧、風(fēng)力五級(jí)或五級(jí)以上不應(yīng)進(jìn)行吊裝；20.4吊裝作業(yè)區(qū)應(yīng)設(shè)警戒線，并作明顯標(biāo)識(shí)，非作業(yè)人員及車輛嚴(yán)禁入內(nèi)；20.5在正式起吊前應(yīng)進(jìn)行試吊，將設(shè)備抬頭300mm，檢查各處受力情況和吊裝作業(yè)人員熟練程度，確無(wú)問(wèn)題時(shí)方可正式起吊；20.6吊裝的指揮信號(hào)應(yīng)符合GB5082-1985的規(guī)定；20.7信號(hào)指揮應(yīng)對(duì)參與吊裝作業(yè)人員進(jìn)行信號(hào)傳遞訓(xùn)練。信號(hào)指揮應(yīng)處于所有吊裝作業(yè)人員都能看到的位置，同時(shí)指揮者本人也應(yīng)清楚地看到反應(yīng)器吊裝的全過(guò)程。如果吊裝作業(yè)人員看不到信號(hào)指揮時(shí)，該設(shè)備應(yīng)通過(guò)助手傳遞信號(hào)，指揮人員的信號(hào)應(yīng)清晰，旗語(yǔ)準(zhǔn)確，傳遞及時(shí)；20.8吊裝作業(yè)人員應(yīng)熟知吊裝方案及技術(shù)要求，堅(jiān)守崗位，明確職責(zé)，按照吊裝指揮的命令和信號(hào)進(jìn)行操作，吊裝作業(yè)人員對(duì)信號(hào)不明確時(shí)，應(yīng)迅速進(jìn)行聯(lián)系，明