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华冶沧州中铁装备制造材料有限公司高温高压燃气锅炉安装工程
2×240t/h燃气锅炉
安装工程
汽
包
吊
装
方
案
编制:
审核:
批准:
杭州锅炉集团股份有限公司安装分公司
二O一肆年十二月三十日

目 录

1适用范围
2编制依据
3工程概况及主要工程量
4作业人员资格的要求
5作业顺序
6汽包吊装方法和汽包吊装相关计算
7汽包吊装的安全注意事项
8安装技术记录和工程质量验收
9质量标准
10安全文明施工措施

1、 适用范围:
本施工方案适用于华冶沧州中铁装备制造材料有限公司2×240t/h(NG-240/9.8-MQ)高温高压燃气锅炉安装工程汽包的起吊和安装作业。
2、 编制依据:
2.1杭州锅炉集团股份有限公司设计图纸及技术资料
2.2《电力建设施工技术规范第2部分: 锅炉机组》DL5190.2-
2.3《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-
2.4《电力建设施工质量验收及评价规程第2部分: 锅炉机组》DL/T 5210.2-
2.5《电力建设施工质量验收及评价规程第7部分: 焊接工程》DL/T 5210.7-
2.6《电力建设安全工作规程第1部分: 火力发电厂》DL5009.1-
2.7《一般用途钢丝绳》GB/T 8-
2.8《建筑施工起重吊装安全技术规范》JGJ276-

3、 工程概况及主要工作量:
3.1华冶沧州中铁装备制造材料有限公司2×240t/h(NG-240/9.8-MQ)高温高压燃气锅炉是由杭州锅炉集团股份有限公司生产的单锅筒, 自然循环, 集中下降管, ∏型布置的固态排渣煤粉炉。汽包悬挂于炉顶钢架板粱上, 汽包内径为Φ1800mm, 壁厚为100mm, 汽包总长1 , 标高36460mm, 筒体材质为19Mn6, 汽包内部装置含有44 只直径为φ315mm 的旋风分离器分前后两排沿筒身全长布置, 汽包两端布置两只人孔门。汽包还布置了排污、 加药、 紧急放水和循环管及水位计、 压差变送器等接头。锅筒采用 2 组链片吊架, 悬吊于顶板梁上, 对称布置在锅筒两端, 每组吊架由链片及吊杆组成
3.2 锅筒: 60吨
3.3 锅筒内部装置: 6.975吨
3.4 锅筒圆弧吊架: 0.962吨
3.5 锅筒直吊杆: 2.892吨
3.6 锅筒吊杆梁: 1.976吨

4、 参加人员的资格和要求
4.1 施工人员应为参加同类工作的熟练技术工人。高空作业人员应经过体检合格。
4.2 所有施工人员上岗前应认真学习本施工方案, 并经技术、 安全、 质量交底。
4.3特殊工种作业人员应持证上岗。
4.4作业前的准备工作
4.4.1人员准备
技术管理人员 2人 安装工 3人
起重工 4人 操作工 3人 普通焊工 2人
4.4.2施工主要机械及工器具配备
序号
名称
型号及规格
单位
数量
1
卷扬机
JM-10T
台
2
2
多门滑轮组
HQD8-100
副
2
3
导向滑轮
20T
副
4
4
钢丝绳卸扣
32T
只
4
5
焊机
ZX7-400
台
2
6
卷尺
50米
把
1
7
水平管

米
100
8
汽包捆扎钢丝绳
Φ47.5mm×15米
根
2
9
转向滑轮捆扎钢丝绳
Φ30mm×5米
根
4
10
卷扬机固定捆扎钢丝绳
Φ21.5mm×30米
根
2
4.5施工辅材如焊条、 砂轮片、 高温牛油、 二硫化钼等准备充分。
4.6安全防护用品配备齐全。

5． 作业顺序
5.1 汽包的检查
5.1.1 检查设备是否有因运输或装卸过程中造成的外伤, 内外表面是否有裂纹、 撞伤、 龟裂和分层等缺陷。
5.1.2 检查汽包的主要尺寸( 长度、 直径、 壁厚) 是否与图纸相符。
5.1.3 检查汽包管座的数量和位置是否正确。
5.1.4 检查汽包弯曲度 汽包的弯曲度≤15mm。
5.1.5 用游标卡尺在汽包管座的两个相互垂直的方向测量, 管座的直径是否与图纸相符。
5.2 汽包吊架的检查:
5.2.1将吊架放在样板台检查其平整情况及尺寸, 检查吊架表面有无损伤、 裂纹、 重皮等缺陷, 符合要求后方可安装。
5.3 汽包内部装置的拆除:
5.3.1本次吊装作业, 汽包内部装置不考虑拆除。汽包管口用塑料盖密封, 以防杂物不小心掉进内部。
5.4 汽包的划线
5.4.1 复核汽包出厂时的样冲眼, 将汽包调至水平位置, 以汽包上多数管座角度复核两侧中心线标高, 在允许偏差范围内, 再根据汽包下降管接管座的位置用拉线法划出管座的纵向中心线。
5.4.2 根据汽包圆周长, 以汽包纵向中心样冲眼为基准, 划出汽包两端四等份点, 并打上样冲眼, 用油漆作出明显标志。
5.4.3 按照图纸尺寸要求, 由下降管位置沿纵向中心线测量汽包吊架位置中心点, 再以该中心点为基准用划规作垂直的方法, 得出吊架的十字中心线, 打上样冲眼, 用油漆标位好。
5.5 汽包吊架的安装
汽包悬挂于顶板上方的2根锅筒吊杆梁上, 吊杆梁与直吊杆在汽包吊装前根据图纸安装完毕。圆弧吊架与锅筒的吊装同步进行, 在锅筒起吊前, 用手拉葫芦将圆弧吊架固定在汽包上, 待汽包吊至安装高度, 将直吊杆与圆弧吊架进行对接, 根据图纸的尺寸将吊架固定好。
5.6锅筒内部装置的安装
5.6.1内部装置安装应符合如下要求:
a)数量齐全, 外观良好。b)法兰或焊接严密不漏 。C)蒸汽、 给水等所有的连接隔板应严密不漏, 各处焊缝应无漏焊和裂纹。d)封闭前必须清除汽包内部一切杂物。
5.6.3经检查验收合格后封闭人孔门, 并办理隐蔽工程签证。
5.6.4汽包安装结束后, 根据汽包中心线进行水位计安装, 并标出水位表的正常水位、 最高及最低水位。

6、 汽包吊装方法
6.1 汽包吊装临时梁的布置
6.1.1临时梁采用4根280*700的钢梁分两组置于炉顶, 梁长度L=4880mm跨越顶梁1与顶梁14, 每组纵向中心位置正处于汽包吊梁中心向锅炉中心线1000mm处, 双拼梁两根间距为800mm, 在临时梁与汽包中心线一致的上方横放2根双拼HN400×200×13×8H型钢加主吊耳, 作为悬挂定滑轮的主梁。( 见图6.1.1.1) 和( 图6.2.2)

图6.1.1.1
对临时梁以及吊架梁进行焊接加固, 防止掉落。
6.1.2临时主承重梁计算
根据吊点设计: O点为左侧, P2为汽包后梁承重; P1为汽包前梁承重, 主承重梁全长4.88m。
L1=2.56m; L2=2.32m; G=33t
P1
P2
列出下列两个方程
① P1+P2=G=33 t
O
G
D上梁吊点示意图
L1
② 对O点取弯矩平衡:
P1×L1+P2×L2=G×( L2+L1)
L2
即P2×2.56+P1×2.32=33×4.88
经过上述两个方程解得:
P1=17.3t
P2=16.7t
主承重梁校核:
主承重梁按锅炉汽包承重梁标准制作; ( 见图6.1.2)
1.无缝钢管φ426×12 L=1500mm四根; 2.矩形箱梁( 借用锅炉横梁用) L≥4880;
3. 工字钢I14四根; 4.H型钢HN400×200×13×8 L=1300mm两根;
5. 吊耳板δ=40( Q235B)一块; 6.加强筋板δ=16四块
说明: 所有焊缝采用J507满焊焊接
6.2定滑轮的固定及计算
6.2.1本次吊装拟采用2副HQD8-100滑轮组, 其中一副作为主钩, 另一副为副钩。定滑轮固定在临时梁上方的无缝钢管上, 主钩吊点距离锅炉中心线2400mm, 副钩吊点距离锅炉中心线2400mm。( 见图6.2.1.1)

图6.2.1.1
6.2.2定滑轮采用卸扣固定制作吊耳上;
6.2.2.1吊耳强度校核: 吊架梁吊耳用600×910×40的钢板制成, 在吊耳两端用δ=20mm的梯形板加强, 吊耳孔两侧用δ=16mm的钢板加强。
A. 钢板材质为Q235, 在钢板厚度为35~50mm时, 钢材的强度设计值为: 抗拉、 抗压、 抗弯f: 235 Mpa; 抗剪fv: 117.5 Mpa;

B．吊耳的安全系数取2.5;
C．当安全系数K=2.5时,

图6.2.2
许用应力为: [σ]=235/2.5=94Mpa=959.2kg/ cm2;
许用剪应力: [τ]=117.5/2.5=47Mpa=479..6kg/ cm2;
因汽包重为66t, 2个吊耳受力, 每个吊耳受力为66T/4=33t;
D．从吊耳图能够看出, 吊耳承受剪切力时, 吊耳B-B为薄弱位置, 因为卸扣与吊耳接触为面接触, 因此剪切面积A=26×4=104cm2
根据: [τ]=FV/A; 则: 最大剪力FV= [τ]×A= 479.6Kg/ cm2×104cm2=49878.4kg = 49.8 t
E. 承受拉力时, A-A断面为最薄弱位置, 断面积A=2×21.3×4=170.4 cm2
由于: [σ]= F/A, 则: 最大拉力F=[σ] ×A=959.2kg/ cm2×170.4cm2=103018.08 kg = 103t
F.承受弯矩时, 在吊耳根部为最薄弱位置, 其抗弯模量W=b×h2/6=4×35 2/6=816.67cm3
根据: [σ]= M/W, 则: 最大弯矩M=[σ] ×W=1080.9kg/ cm2×816.67cm3 =882738.6kg·cm=882.7t·cm从吊耳图能够看出, 最大力臂L=20cm,由于M=F×L,则: F=M/L=882.7/20=44t
H. 角焊缝计算: Q235B焊缝选用E50型焊条焊接, 二级焊缝, 在钢板厚度为大于16~35mm时, 角焊缝的强度设计值为: 抗拉、 抗压、 抗剪σ: 200Mpa=2039.44kg/ cm2, 焊缝的安全系数为2.5, 焊缝允许应力为: σ1=2039.44 /2.5=815.8 kg/ cm2, σ1≥P＝N／L×h×k, 焊缝承受最大的应力为: 815.8×35×2×2.8×0.707=113043 kg=113t
I．吊耳承受的最大力为33t, 远远小于吊耳所能承受的最大剪力、 最大拉力、 最大弯矩时、 焊缝的最大拉力, 同时, 吊耳两端还有加强, 因此吊耳强度满足安全吊装的要求。
6.2.2.2汽包筒体重60吨, 内部装置重4.4吨, 圆弧吊架重1.97吨, 滑轮组及钢丝绳重量约为3吨, 动载荷及不均衡载荷系数k1、 k2均取1.1 ;
则滑轮组钢丝绳计算载荷q=( 60-4.4+1.97+3) *1.1=66.6吨;
每股钢丝绳的受力为66.6/16=4.16吨;
查Φ23-6×19钢丝绳, 钢丝绳破断力为270.66KN,钢丝绳破断拉力总和为27.62吨;
则27.62吨/4.16吨=6.64倍>安全系数6;
故选择Φ23-6×19钢丝绳( 16股) 时每根钢丝绳上的张力不会超负荷。

6.3汽包的捆扎及计算
6.3.1汽包筒体捆扎采用Φ47.5-6×37钢丝绳, 分2道( 4股) 与动滑轮下部捆在一起, 并用钢丝绳卸扣固定牢靠。动滑轮吊点的位置与定滑轮吊点的位置在同一垂直线上。
( 见图6.3.1.1)
双吊钩采用同样的方法固定, 钢丝绳公称抗拉强度为1034.22MPa。
汽包重量依然按66.6吨计, 每股钢丝绳的受力为66.6/8=8.325吨;
查Φ47.5-6×19钢丝绳, 钢丝绳破断力为1034.22KN,钢丝绳破断拉力总和为105.53吨;
则105.53吨/8.325吨=12.8倍>安全系数10;
故选择Φ47.5-6×37钢丝绳( 8股) 时每根钢丝绳上的张力不会超负荷。
6.4转向滑轮固定钢丝绳采用Φ26-6×19钢丝绳分2道( 4股) 与锅炉立柱下部捆在一起, 查Φ26-6×19钢丝绳, 钢丝绳破断力为308.46KN,钢丝绳破断拉力总和为31.5吨;
则31.5吨×4/10吨×2=6.3倍>安全系数6;
故选择Φ26-6×37钢丝绳( 4股) 时每根钢丝绳上的张力不会超负荷。
6.5汽包的吊装及计算
6.5.1本工程汽包为悬吊式, 汽包长度为11984mm, 炉膛吊装通道长度为10500mm。汽包长度大于吊装通道长度, 故采用倾斜吊装法。当汽包倾斜角度为37°时, 汽包在水平面上的投影为10mm, 小于吊装通道长度, 此时汽包能够顺利经过各层钢架。( 见图6.4.1.1)
吊装时采用2台10T卷扬机配合2副HQD8-100滑轮组将汽包吊至安装高度, 然后经过控制卷扬机的起落来将汽包放平, 把圆弧吊架与直吊杆连接好, 根据图纸调整好汽包安装位置即可。

图6.4.1.1

在汽包吊装过程中, 主钩为主要受力点并控制提升角度以及汽包就位时调整水平使用。
如图6.4.1.1所示, 汽包在倾斜37°时, 分别受到主钩及副钩钢丝绳的斜拉力P1和P2, 经过力的分解可得垂直向上的拉力P1’和P2’。
根据杠杆平衡条件可知, P1’*L1=P2’*L2;
由于两吊钩的吊点的位置选择在距离汽包中心线2400处, 汽包内径为Φ1800mm, 壁厚为100mm;
故L1=2400*cos37°-[( 1800) /2*sin37°]=1384mm
L2=2400*cos37°+[( 1800) /2*sin37°]=2461mm
则P1’*1384=P2’*2461
P1’=P2’*2461/1384
P1’=1.78P2’
由此可知, 当汽包倾斜角度为37°时, 上钩所承受的力约为下钩的1.78倍。主钩及副钩钢丝绳均采用Φ23-6×19钢芯钢丝绳, 钢丝绳破断力为270.66KN,钢丝绳破断拉力总和为27.62吨; 配合HQD8-100滑轮组, 实际承重钢丝绳为8股, 则n=16.( 见图6.4.1.2)
汽包重量仍按66.6吨计, 则上钩受力( 66.6/( 2461+1384) *2461=42.6吨, 下钩受力24吨。
以受力较大的主钩为例, 滑轮组钢丝绳跑头拉力计算: S=kQ
根据滑轮组的轴承及穿绳方式可得, f=1.04,n=16;
则

由式计算出k=0.086;
则S=0.086*42.6=3.66吨;
查Φ23-6×19钢芯钢丝绳, 钢丝绳破断力为270.66KN,钢丝绳破断拉力总和为27.62吨;
则27.62吨/3.66吨=7.55倍>安全系数6;
故选择Φ23-6×19钢芯钢丝绳( 16股) 时每根钢丝绳上的张力不会超负荷。

图6.4.1.2
6.4.2汽包倾斜角度达到37°时, 汽包整体高度将达到7880mm。此高度没有超过第一层钢架横梁与地面之间的距离8000mm, 因此汽包能够在第一层空间内达到倾斜角度37°。( 见图6.4.2.1)

图6.4.2.1

6.5卷扬机的布置及计算
6.5.1根据施工方案及现场实际情况, 将2台10T卷扬机分别固定在A3柱和E4立柱的基础上。见图6.5.1.1)
卷扬机固定采用Φ23-6×19钢丝绳, 公称抗拉强度1770MPa, 分4道( 8股) 绑在混凝土基础上, 用钢丝绳卡头固定牢靠。
查Φ23-6×19钢丝绳, 公称抗拉强度1770MPa, 最小钢丝绳破断拉力总和为28.99吨;
滑轮组钢丝绳跑头拉力为7.96吨, 每股钢丝绳承受的拉力为7.96/4=1.99吨;
则28.99吨/1.99吨=14.6倍>安全系数6;
故选择Φ23-6×19钢丝绳( 4股) 时每根钢丝绳上的张力不会超负荷。

图6.5.1.1

6.5.2卷扬机的机械负荷率η=7.96/10*100%=79.6%<85%;
故选择10T卷扬机不会超出负荷。
7． 汽包吊装安全措施
7.1严格按施工方案要求进行作业。
7.2所有参加作业人员遵守各自的安全工作规程, 汽包起吊时严禁无关人员进入作业区域。
7.3汽包起吊作业, 总工, 项目经理部, 等有关人员到现场进行监督。
7.4汽包起吊作业设专职指挥员1名, 副指挥2名( 上, 下各1名) 。
7.5汽包起吊作业过程中, 派专职钳工监护刹车, 派电工监护起升电气设备 及供电情况 , 起升过程中不得停电。
7.6汽包起吊作业过程中, 要做到信号清晰, 统一, 指挥与操作协调一致。
7.7必须进行安全, 技术, 质量交底及填写安全施工作业票后方可进行汽包起吊作业。
7.8汽包起吊作业中要进行试吊。即将汽包从0米起升至离地面100mm处停止起升, 试吊5分钟, 经检查无异常后方可继续起吊。起吊时为防止意外, 应尽量减少停顿。
7.9汽包起吊过程中, 随时注意卷扬机, 滑轮组的转动及发热情况, 滑轮组要及时加油冷却。
7.10因汽包安装涉及到多工种作业, 故在安装过程中要统一听指挥, 按规定步骤进行, 尽量避免交叉作业。在安装过程中做好上下道工序的交接工作, 起吊作业时, 停止焊接作业( 以防对钢丝绳造成损伤) 。
7.11所有参加人员戴好安全帽, 穿防滑鞋, 高空作业人员作业前必须系好安全带, 作业安全带要固定在上方可靠处。

8．安装技术记录和工程质量验收
8.1 设备缺陷记录
8.2 汽包划线记录
8.3 汽包就位记录
8.4 汽包内部装置安装记录
8.5 隐蔽工程签证记录

9.质量标准
序号
主要项目
优良
合格
1
标高偏差
±3
±5
2
纵横水平度偏差
≤1
≤2
3
轴向中心线位置偏差
±3
±5
4
纵向中心线位置偏差
±3
±5
10．安全文明施工
11.1 施工人员要严格遵守《电力建设安全工作规程》及各项安全规章制度, 新工人上岗要经过安全培训合格方可。
11.2 施工人员在登高作业前应进行身体检查, 合格者方可登高作业。
11.3 高处作业要系好安全带, 安全带必须生根于牢固可靠的地方。杜绝酒后进入生产现场。
11.4 凡进入汽包作业的人员均应该体检合格, 施工人员应穿汽包的工作服, 施工人员与检查人员进入汽包所带工具必须经施工负责人同意, 并进行登记。
11.5进入汽包作业时, 汽包内壁下部垫一层5mm的橡胶皮, 以免触电及物体落入降水母管, 也便于汽包内部的清理, 在汽包内工作均采用12V安全电压行灯。
11.6 汽包外必须设一台鼓风机以确保汽包的通风, 并派专人监护通风设备。
11.7 汽包内壁焊接只能在预埋件上进行, 严禁在汽包壁上引弧或施焊。
11.8 汽包内部不得同时使用电动工具与气割, 氧乙炔皮带应无破损和无漏气, 工作结束随时拉出。
11.9 进入汽包作业的整个过程中, 汽包外指定专人监护时, 必须配备无线电通讯联络, 以便及时处理突发性事故。
11.10汽包组件起吊前, 应填好安全作业票。
11.11 汽包组件起吊时, 应在吊件上栓以牢固的溜绳, 防止摆动过大或旋转。
11.12 高空作业时应配备工具包。在高空作业的人员不得将垃圾和边角料向下抛掷, 应放在安全可靠位置。
11.13 组件起吊前, 起吊起重设备应检查, 确认性能良好方可使用。
11.14 遇有6级或6级以上大风、 大雾、 大雨天气, 严禁起重作业。
11.15 炉顶必须有安全可靠的扶梯和平台, 汽包的临时脚手和汽包找正用加固装置, 应用专用的管夹在管接头上抱紧, 在管夹上焊接支撑, 然后搭设脚手和稳固汽包, 脚手板应铺设牢固。
11.16吊装因故中断, 应采取有效措施, 组件就位固定前, 起吊人员不得离开岗位, 被吊物不得悬空过夜。
11.17夜间施工时, 必须有足够的照明。
11.18施工用的脚手架, 有专门的架子工搭设, 脚手板应绑扎牢固。临时脚手架在大板梁上搭设。
11.19 夏季施工做好防暑、 降温工作, 冬季施工做好防冻、 防滑措施。
11.20坚持安全文明施工, 及时清理施工场所, 做到工完、 料尽、 场地清。

附吊装示意图: ( 附图1)

初始状态

附吊装示意图: ( 附图2)

起吊状态

附吊装示意图: ( 附图3)

就位初始状态
附吊装示意图: ( 附图3)

就位过程状态

附吊装示意图 ( 附图5)
就位状态