18万吨甲醇年合成设备吊装专项方案.doc

No:

河北迁安18万吨甲醇/年合成设备吊装

业主： 批 准：
质量： 审 定：
安全： 审 核：
设材： 编 制：

中华人民共和国化学工程第三建设公司安装工程九公司

二○○四年八月一日

目 录
1、概述
2、撑杆受力及强度验算
3、施工技术规定
4、安全施工技术规定
5、机索具表
附图 a、撑杆图
b、甲醇合成塔吊装示意图
c、甲醇合成设备吊装平面图

一、 概述
本方案是为河北省迁安化肥厂18万吨/年精甲醇合成装置R7101甲醇塔内筒、V7101油分离器、V7102醇分离器吊装而编制。设备吊装使用450t汽车吊主吊，用120t汽车吊送尾，甲醇塔内筒去掉1#、2#菱形分布器1.294t层间换热器16.955t，吊装重量34.237t，油分离器去掉大盖23t，吊装重量83.7t，醇分离器去掉大盖重量23t，吊装重量77.1t。
设备技术参数表
序号
位号
名 称
长 度（m）
直 径（mm）
吊 装
重 量
吊 耳
高 度
吊 耳
方 位
吊 耳
形 式
基本高（mm）
1
R7101
甲醇塔
24.149
φ1900
34.13
顶 部

板 式
5860
2
V7101
油分离器
9.385
φ2460
83.7
从上口
向下2m
45°～225°
板 式
2600
3
V7102
醇分离器
8.67
φ2460
77.1
从上口
向下2m
45°～225°
板 式
2600
4
E7104
热互换器
15.54
φ1400
53.42

板 式

5
E7102
2#废热
锅炉
11.503
φ860/
φ1800
30.5

吊装技术参数
序号
设备名称
使用杆长（m）
工作半径（m）
额定载荷（t）
设备重（t）
1
甲醇塔
60
11
55
34.146
2
油分离器
30.5
12
108
83.7
3
醇分离器
30.5
8
154
77.1
4
热互换器
45
16
58
53.42
5
废热锅炉
50
12.53
70
30.99
1.1 施工程序
1.1.1甲醇塔内筒吊装
1.1.1.1 450t吊车、50t吊车站位。（见吊装平面示意图）
1.1.1.2 拆除原合成塔内筒，倒运浮现场。
1.1.1.3 内筒移位到吊装位置。
1.1.1.4 450t吊车、50t吊车吊抬起内筒，两车配合将内筒竖立。
1.1.1.5 450t吊车将内筒吊起，并安装就位。
1.1.1.6 去掉内筒上部法兰。
1.1.1.7 厂方装径向触媒。
1.1.1.8 吊装层间换热器。
1.1.1.9 厂方装下层催化剂。
1.1.1.10 吊装2#菱形分布器。
1.1.1.11 厂方装中层催化剂。
1.1.1.12 吊装1#菱形分布器。
1.1.1.13 厂方装上层催化剂。
1.1.1.14 安装内筒上部法兰等。
1.1.1.15 依照施工现场实际状况，在厂方装触媒时吊装热互换器、2#废热锅炉。
1.1.2 油分离器、醇分离器吊装
1.1.2.1吊车站位。
1.1.2.2 450t吊车、120t吊车抬起油分离器并竖立。
1.1.2.3 450t吊车、120t吊车配合吊装油分离器、醇分离器及内件。
二、 撑杆受力及强度计算
2.1 撑杆受力
2.1.1计算重量
P=（Q+g）K=（83.7+1.5）*1.1=93.72t
Q—设备吊装重量 Q=83.7t
g—索具重 g=1.5t
K—动载系数 K=1.1
2.1.2 单支吊索受力
P1=P/（2sin60°）=93.72/（2sin60°）=53.47t
2.1.3 绳扣产生水平力
P2=P1cos60°=53.47 cos60°=26.7t
2.2 撑杆强度计算
2.2.1 撑杆受压力
N=P2=26.74t
2.2.2 撑杆长细比
撑杆使用φ219*6钢管，撑杆长2.9m，材质A3，断面积F=40.1cm2，回转半径i=7.53m。
λ=l/i=290/7.53=38.5
查表拆减系数φ=0.931
2.2.3 应力
σ=N/（Φf）=26740/（0.931*40.1）=716Kg/cm2
2.2.4 许用应力
撑杆属于第一组，其屈服限σs=2400 Kg/cm2取安全系数n=1.8
[σ]= σs/n=2400/1.8=1333 Kg/cm2
σ〈[σ] 安全
2.3 吊耳受力：
2.3.1 吊耳受力及强度验算
油醇分离器均无吊耳如用捆绑办法吊装，吊装难度大、费时、费工，且不经济。现用60mm厚钢板组焊吊耳，用8根设备大盖螺栓固定在顶端筒部上。现依照设备装配图。进行吊耳受力及强度验算。
2.3.1.1 受力验算
2.3.1.2 设备重量
P＇=Q＇-Q1-Q2-Q3-Q4=106.7-0.338-23.023-2.351-0.326=80.662t
Q＇——厂方给定设备重量 Q＇=106.7t
Q1——油罐环重 Q1=0.338t
Q2——大盖重 Q2=23.023t
Q3——主螺柱 Q3=2.351t
Q4——主螺母 Q4=0.326t
2.3.1.3 计算重量
P=（ P＇+g）*K*K1 =（80.662+2.5）×1.1×1.1=106.3t
g——索具重 g=2.5t
K——动载系数 取 K=1.1
K1——不均衡系数 取 K1=1.1
2.3.1.4 吊装时每根螺栓受力
P1=P/n=106.3/8=13.29t
n——吊装时使用螺栓根数 n=8根
2.3.1.5 按设计压力推算每根螺栓受力
设备设计压力N=16Mpa，设备大盖受压面直径d2=22cm
大盖螺栓36根，螺栓最小断面d1=9.7cm
P2=（πd2/4*N）÷36=（π*2202/4×160）÷36=168947Kg
按设计压力推算每根螺栓受力168.947t，不不大于吊装时每根螺栓受力13.29t，安全。
2.3.2 螺栓抗剪验算
2.3.2.1 每根螺栓永受剪力
σ=50/8=6.25t
2.4.2.2 每根螺栓断面积
F=πd2/4=π*9.72/4=73.898cm2
2.3.2.3 螺栓剪应力
τ=σ/F=6250÷73.898=84.6Kg/cm2 安全
2.3.3 吊耳强度验算
2.3.3.1 吊耳受力
吊装时使用4个吊耳。
P＂=P/4=106.3÷4=26.6t
2.3.3.2 3-4断面
σ=〔P＂（4R2+d2）〕÷〔δ*d（4R2-d2）〕=〔26600×（4×152+10.82）〕÷〔6×10.8×（4×152-10.82）〕=533Kg/cm2
2.3.3.3 1-1 断面
σ1= P＂/〔（20-10.8）×6〕=26600÷〔（20-10.8）×6〕=481Kg/cm2
2.3.3.4 耳板弯矩
M=P*L/4=26600×44.28÷4=294462Kg·cm
2.3.3.5 吊耳断面系数
ψ=6×43.52÷6=1892cm2
2.3.3.6 弯应力
σ=M/ψ=294462÷1892=155 Kg/cm2
2.3.3.7 耳板许用应力
耳板杆质A3钢板厚60mm，属第三组，其屈服限σs=2200 Kg/cm2，取安全系数n=1.8
〔σ〕=σs/n=2200÷1.8=1222 Kg/cm2
〔σ〕＞σ 安全
2.4.1 耳板焊缝受力及强度验算
2.4.1.1 支点受力（焊缝受力）
N＇= P＇＇/2=26.6÷2=13.3t
2.4.1.2 焊缝弯矩
M= N＇×12=13300×12=159600 Kg·cm
2.4.1.3 断面积
F=2×0.7×h×L=2×0.7×1×43.5=60.9cm2
h —— 焊缝高 h=10mm
L —— 焊缝长 L=435mm
2.4.1.4 焊缝断面系数
ψ=2×（0.7hL2/6）=2×（0.7×1×43.52÷6）=441m3
2.4.1.5 弯应力
σM=M/ψ=159600÷441=363 Kg/cm2
2.4.1.6 剪应力
τ=N＇/F=13300÷60.9=218 Kg/cm2
2.4.1.7 组合应力
τ＇=（σm2+3τ2）1/2=（3622+32182）1/2=503 Kg/cm2
贴角焊缝、坑弯剪许应力套表
〔σz〕=1200 Kg/cm2＞σ523 Kg/cm2 安全

3 施工技术规定
3.1 氨合成塔旧内筒拆除
3.1.1在450t吊车进厂前，将氨合成塔顶部大法兰螺栓所有卸掉，做好标记，系挂索具。
3.1.2 准备好氨合成塔钢排。
3.1.3 450t吊车、120t吊车按平面位置站位。
3.1.4 运用450t吊车将氨合成塔内筒吊起。
3.1.5 450t吊车、120t吊车配合将氨合成塔内筒抬平放在钢排上。
3.1.6 将氨合成塔内筒运离现场，并放到指定位置。
3.2甲醇塔内筒安装
3.2.1 彻底清理外壳内残留物，外壳内壁下部内件支撑面要清洗除锈。检查外筒垂直度、水平度及外筒内部净空高度。在外壳上部内壁做好定位销方位标记，内筒到位后，内筒法兰高度标记。
3.2.2 配合国昌公司安装层间中心管及中心套管，将内筒定位销方位返到内筒上部法兰，并做好标记，检查内筒几何尺寸，在国昌公司指引下做好拆除管口堵塞工作，厂方按规定装入耐温高强瓷球。
3.2.3 运用内筒顶部法兰上四个吊耳，下部两个吊耳，系挂吊装送尾绳扣，系挂送尾绳扣时要保证两吊耳连线水平。
3.2.4 两吊车将内筒水平抬起4m后，尾部120t吊车停止起吊，450t吊车转杆起吊，直到内筒垂直，去掉尾部120t吊车摘钩。
3.2.5 450t吊车转杆起钩，直到内筒尾部管口超过外壳上口200mm停止，内筒对中后，慢慢落钩，待内筒上部法兰距外筒内壁上口到位标记150mm时停止。转动内筒，待内筒上法兰定位销标记对正外筒内壁定位销孔标记时，扶住内筒，在内筒不转动状况下慢慢落钩。内筒顶部法兰与外筒内壁到位标记成水平后，再少量落钩。待绳扣松了就停止。全面检查，待拟定内筒安装无误并对中固定后，在内筒上部法兰上做好标记。去掉内筒上部法兰螺母，把法兰吊下，垫平盖好。
3.2.6 厂方按规定装径向触煤筐触煤。
3.2.7 运用450t吊车安装层间换热器。
3.2.8 厂方装轴向触筐下层触煤。
3.2.9 吊装2#菱形分布器。
3.2.10 厂方装轴向触煤筐中层触煤。
3.2.11吊装1#菱形分布器。
3.2.12 厂方装轴向触煤筐上层触煤。
3.2.13 用450t吊车安装内筒上部法兰及其她管件。
3.2.14 用450t吊车安装外壳顶部大法兰。
3.2.15 因无热互换器图、2#废热锅炉图纸，不好拟定是捆绑吊装还是用吊耳吊装。详细办法待资料齐全再定。设备吊装可运用厂方装触媒间隙吊装。
3.3 分离器安装
3.3.1 本装置区内不需要基本、管架、水泥立柱均要拆除后，将厂地平整夯实以利设备进厂车辆通过、吊车站位、设备放置。
3.3.2 去掉油分离器、醇分离器大盖。
3.3.3 在油分离器、醇分离器筒上部制作4个吊耳，图形尺寸见附图（ 1-1 ），吊耳安装位置见附图（ 1-2 ），吊耳安装时螺栓紧固采用油压顶，油压顶油压不不大于50 MPa。
3.3.4 设备吊点见附图（ 2-1 ），规定设备在出厂时去掉大盖，只剩余图纸上所示八条螺栓。
3.3.5 按规定做好清扫、检查工作。
3.3.6 450t吊车、120t吊车站位。
3.3.7 两车将油分离器水平抬起2米，120t吊车停止，450t吊车转杆、起钩，直到设备垂直。去掉尾部索具。450t吊车将油分离器吊装就位、找正。
3.3.8 重复以上动作吊装醇分离器。
3.4 分离器内件安装。
3.4.1 两分离器检查清扫工作完毕并达到吊装条件。
3.4.2 用3t卡环，将长10米φ21.5钢丝绳固定在筒体上口内侧4个吊耳上，尾部用φ17.5，长26米，弯两股在筒体上缠3圈。吊点再从下口向上1米处，要保证尾部吊点与上部两吊点连线垂直。
3.4.3 两车将内筒水平抬起，两车相配合将内筒竖直后，去掉尾部索具，450t吊车将内筒吊到油分离器上口，对中后，慢慢将筒体放下就位。
3.4.4 重复以上动作，吊装醇分离器内筒。
3.4.6 运用450t吊车安装油、醇分离器大盖。
3.4.7 醇分离器安装时，内件底部6根降液管要避开中心管支撑筋板。
4安全施工技术办法
4.1 凡参加本方案施工人员均要熟悉起吊办法及工程内容并按方案施工。
4.2 在进入施工现场均要戴安全帽，系安全带。
4.3 两车抬吊时两车操作要同步，操作要平稳。指挥人员指挥信号要精确、迅速、及时。
4.4 不得在大雾、大雨、夜间、5级风力以上进行吊装作业。
4.5区域设安全警戒线，无关人员不得进入警戒区。
5. 机具材料表
序号
名称
规格
材质
单位
数量
备注
1
汽车吊
450t

台
1

2
汽车吊
120t

台
1

3
道木
160*220*2500

根
80

4
钢管
φ219*8*2860
A3
根
1

5
钢板
280*260*20
A3
块
4

6
螺栓
M20*160

套
8

7
钢丝绳扣
φ35 6*37+1-170

M/根
32/4
1弯2股内筒上部用
8
钢丝绳扣
φ26 6*37+1-170

M/根
12/1
2弯4股内筒下部用
9
钢丝绳扣
φ37 6*37+1-170

M/根
12/2
2弯4股分离器上部用
10
钢丝绳扣
φ30.5 6*37+1-170

M/根
16/1
2弯4股分离器下部用
11
钢丝绳扣
φ21.5 6*37+1-170

M/根
20/2
1弯2股分离器内件上部用
12
钢丝绳扣
φ17.5 6*37+1-170

M/根
26/1
1弯2股分离器内件下部用
13
钢丝绳
φ43.6 6*37+1-170

M
100
热互换器绳扣
14
钢丝绳
φ32.5 6*37+1-170

M
200
2#废吊装绳扣及热互换器下部
15
卡环
50t

个
4
内筒上部
16
卡环
10t

个
3

17
卡环
3t

个
4