封顶混凝土框架下气化炉的运输与吊装作业
2021-05-06奥成杰王军龙
奥成杰,王军龙
(陕西延长中煤榆林能源化工有限公司, 陕西榆林 718500)
根据企业生产和发展需要,陕西延长中煤榆林能源化工有限公司(简称榆林能源)决定对煤油气资源综合利用一期项目进行填平补齐。其中,以煤为原料新建的煤气化装置设计气化炉共计3台,采用“2开1备”的运行模式。单台气化炉设计高度22.238 m,上直径为3.3 m,下直径为3.9 m,总重量约310 t。由于气化炉超宽、超重,加上运输道路条件制约,最终采用“分开运输设备主体与支座,到达现场后再进行组装焊接”的方法。实际建设过程中,设备制造进度相对现场土建施工进度滞后,公司决定对混凝土框架连续施工直至封顶,土建单位对影响设备吊装的楼层提前孔洞预留。
1 混凝土框架施工
1.1 施工方案选择
榆林能源一期填平补齐气化框架设计共计10层,总高度为63 m。第9层为事故烧嘴冷却水槽厂房,第10层为电梯间。气化炉支座位于框架第5层,采用预埋螺栓的连接方式对设备进行固定,支撑气化炉主梁高度为1.8 m。因土建施工进度及设备制造进度的影响,框架连续施工至封顶,并对3台气化炉吊装处预留了孔洞[1]。
1.2 预埋螺栓尺寸偏差控制
在框架土建施工过程中,气化炉的预埋螺栓定位尤为重要,因设备制造厂家未提供定位模板,土建施工单位自行制作模板进行螺栓安装。经反复多次测量,确保偏差数据在既定范围内,图1为气化炉预留螺栓测量示意图,其中A、C代表相对方向的螺栓距离;B为相邻两组对应螺栓之间的距离,分东北、东南、西北3个方向进行测量;D为单组螺栓之间的距离。
图1 气化炉预埋螺栓测量示意图
通过测量方法进行统计可得具体测量数据,见表1、表2。
表1 A、C尺寸测量值 mm
表2 B、D尺寸测量值 mm
经数据分析,图中所列数据与理论计算值偏差均在5 mm以内,符合吊装作业偏差允许范围。
2 运输及焊接气化炉
2.1 气化炉运输方案
该气化炉制造商为西安核设备有限公司,运输距离大约500 km,采用汽车运输方式。因设备超重、超高,经多方协调,采取分开运输设备本体与支座的方式,到达现场后再进行组装焊接。
2.2 现场支座焊接
出厂前,气化炉已进行热处理,因此在现场焊接时应对其提前预热,焊接后再次热处理。焊缝进行100%渗透检测,按NB/T 47013.5—2015 《承压设备无损检测第5部分渗透检测》标准,要求一级合格。
3 气化炉吊装
3.1 吊装方案
此次气化炉的吊装作业由陕西延长化建公司大件吊装负责,经测算,决定采用“1 250 t履带吊主吊,450 t履带吊溜尾递送”的方案[2]。
气化炉吊装采用双机抬吊递送法吊装工艺,1 250 t履带吊提升设备的上部吊耳,450 t履带吊提升设备尾部法兰处。首先,2台吊车共同将气化炉抬起,主吊车负责提升设备,溜尾吊车负责递送,使气化炉由平卧状态逐渐过渡为垂直状态;之后,溜尾吊车松绳摘钩,由主吊车将气化炉垂直吊起,并回转提升将其放置在预留混凝土基础上;最后,找正后把紧固定螺栓,完成吊装工作。
3.2 吊车负荷计算
根据选择工况,1 250 t履带吊的额定吊装能力为362 t,气化炉完全直立后主吊最大载重为315 t,负荷率为87%。因此,1 250 t履带吊符合吊装要求。
根据选择工况,450 t履带吊的额定吊装能力为230 t,气化炉溜尾时最大载重为131 t,负荷率为57%。因此,450 t履带吊符合溜尾要求。
3.3 吊装距离测算
气化炉吊装示意图见图2。
图2 气化炉吊装示意图
其中:作业半径R为22 m,臂长L为114 m,车身高度H1为2.9 m,气化框架高度H2为55.15 m,气化炉高度H3为22.238 m,吊车杆臂宽度r为3 m,气化炉到吊车吊臂的距离为L1。
按相关资料[3]计算,臂杆与水平面夹角∠A=arccos(R/L)= arccos 0.19=79.05°。
垂直总高度H=H1+L×sinA=114.62 m;H-H2-H3=37.23 m,说明高度余量充足。
H-H2=114.62-55.15=59.47 m;L1=59.47/tan 79.05°=11.5 m,水平方向与吊车臂杆距离充足,故安全。
3.4 其他条件
3.4.1 风速
在吊装作业过程中,需时刻注意天气情况,实
时测定风速,对照风载荷数据确定是否具备吊装条件[4]。
3.4.2 吊装场地换填
吊装场地挖深1 500 mm后,对开挖后的地基进行原土回填并做夯实处理。在地面上采用3∶7灰土分层夯实,每层厚度不大于250 mm,总厚度为600 mm。夯实后再上铺厚度为200 mm的碎石压平压实,作为设备吊装场地及履带吊组装和工况变换的场地。
4 结语
在土建框架封顶的情况下,通过对吊装作业的详细测算,采取预留孔洞的方法进行气化炉吊装,有效解决了现场施工与设备制造之间的时间矛盾,大大提升了项目建设进度。