大件吊装方案

大件设备吊装方案

1、工程概况

本工程为实联化工（江苏）有限公司40万吨/年合成氨项目安装工程，本专业公司承担了其中合成装置区的设备安装任务,为保证本次大件吊装顺利进行，特编此施工方案。设备简介如下：

（1）R-020201氨合成塔是本装置中单体安装重量最重的核心设备。设备外壳净重约288.345吨，最大内径2.4米，高度26.414米；设备内件净重约55吨，最大外径2.275米，高度23.2米；安装基础标高8.7米。

（2）热气气换热器E020204是本次安装长度最长、单件重量最重的卧式设备。安装重量约112.97吨，设备长度12.814米，设备内径1.35米，安装基础标高约1.3米。具体大件设备见所附技术参数一览表

表1：大件设备技术参一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

设备名称 氨合成塔外壳 合成塔内件 废热锅炉 水冷器 热气-气换热器 氨水冷凝器 合成气压缩机

组 氨压缩机组 高压氨分离器

数量 1 1 1 1 1 2 1

规格 mm φ2950×26414 φ2275*23200 φ2100*11300 φ1800*9490 F=1117M2 φ1350*12814 F=1268M2 φ2100*11971 F=2772M2 STC-SV(06-8-A) +STC-SV(06-6) MCL526+3MCL528

安装高度（m） +8.7 +32 +1.4 +1.17 +1.3 +8.70 +8.00 +8.00

单重（吨） 289 55 63 56.35 112.97 61.46 116.3 约150 74.05

交货状态 整体交货(立式) 内筒整体交货、内件分

段组装(立式) 整体交货（卧式） 整体交货（卧式） 整体交货（卧式） 整体交货（卧式）

散件 散件 整体交货（立式）

+0.00

上述大件设备的安装应统一考虑，尽可能集中时间安装，以减少大型吊车的进退场次数和闲置时间，保证一次安装完毕。本方案主要叙述氨合成塔等大件设备吊装的程序、方法和选用吊车受力计算，对于现场到货的大件设备的卸车方案不在此编制范围内，设备运输时候设备朝向应严格按照方案中的要求进行运输。以便现场卸车及一次性吊装。

具体卸车及吊装站位见所附平面布置图

2、编制依据 、编制依据

2.1招标文件

2.2《大型设备吊装工程工艺标准》SH/T3515-2003 2.3《化工工程建设起重规范》HGJ201-83

2.4《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999 2.5《石油化工工程起重施工规范》SH/T3536-2002 2.6《工程建设安装工程起重施工规范》HG20201-2000 2.7《石油化工吊装手册》化工部第三石油建设公司编 2.8器重设备常用数据手册 杨文渊编 人民交通出版社 2.9（QUY450）450T履带吊、350T汽车吊吊车性能表

3、吊车的选用

根据现场周围环境（包括道路、设备放置场地等），并结合被吊装设备的最大重量、设备吊装高度以及安装的位置、起重机械的技术参数、工人的技术水平等综合考虑，拟选用450吨（QUY450）履带起重机一台、350T汽车吊一台，可满足现场大件设备的吊装任务。 具体的大件设备吊车吊装参数见后附表

4、施工程序

4.1设备吊装的工艺流程设备吊装的工艺流程

吊车吊装设备吊装工艺流程图

4.2关键工序 关键工序

关键工序控制一览表

序关键工序工序特点、难点、主要实物量及主要技术参数(材质、计划实施起止

名称 规格等) 时间 号

1、方案经过审批

2、吊装前检查钢丝绳的外观，保证无断丝现象

1

吊装前联合检查

3、 地基处理是否满足要求 4、 已经进行了吊装及安全技术交底 5、 设备已经进场验收合格

6、 设备基础已经处理完毕，调整垫铁准备完毕

2

吊装过程

1、试吊10分钟检查各个部位的受力情况

2012年02月29

2012年02月14日—02月29日

备注

控制

2、根据吊车的称重仪观察吊装过程中的受力情况 日—03月11日 3、检查设备是否与吊车及其他物体产生影响

、设备的吊装顺序 5、设备的吊装顺序

根据现场条件及设备的安装要求，为尽可能缩短安装周期，拟采用吊车多次站位自北向南依次进行安装，即先装合成塔、高压氨分离器，最后装其它卧式设备。 5.1设备吊装顺序图 设备吊装顺序图

备注：带箭头虚线为吊车进退场的顺序示意线

6、施工方法、技术措施、施工方法、技术措施 技术措施

6.1本设备采用主辅吊车吊装工艺，主吊车选择QUY450 450t履带吊作为主吊车，SDB工况,54m主杆，就位回转半径16m，超起配重200t，超起半径15m，额定载荷341t，溜尾吊车选择350t 汽车吊作为溜尾吊车，14.7m主杆，6m回转半径，主臂工况，额定载荷159t。 （1）设备进场摆放

设备进场要求头部顶盖朝北尾部封头朝南进场（头部顶盖放置在车头，尾部封头放置在车尾，两吊耳水平放置，同时保证吊耳附近管口朝下），设备运输到氨合成框架西边公路上。 （2）第一步，设备起吊

450t 吊车站位于（吊车回转中心）距离设备基础边沿位置向西16m，南北正对设备中心处，SDB工况，54m主杆，16m回转半径，200t超起配重，15m超起半径，吊车额定载荷为341t，350t汽车吊车站位在拖车后部，14.7m主杆，6m回转半径，主臂工况，额定载荷159t，将设备提起，同时拖车开走。此时超起配重位于框架西侧。 （3）第二步 设备直立、行走、旋转。

450t履带吊带超起配重（15米回转半径）将设备提起，350t汽车吊车随设备直立而跟着旋转，当设备直立后，350t汽车吊车松钩。450t履带吊车将设备吊起离地面高度0.2米，然后吊车向前行走4米，吊车缓慢逆时针旋转，450吨履带吊车将设备缓慢放下并就位。

（4）因合成装置的大件设备都均匀分布在合成塔南侧（详细布置见合成装置设备布置图），除预安装的大件设备外，合成塔西、南、北侧并无其他障碍物，因此吊车可如附表5——吊车行走路线图所示，沿着台玻五路南侧，地面铺设路基板进行移动行走对其他大件设备进行吊装作业。 6.2吊装过程中相关数据 吊装过程中相关数据（1）主吊车吊装技术数据

吊装状态

设备位号

工况 SDB SDB SDB SDB

臂长m 54 54 54 54

450t 履带吊

作业半径

m 20 16 16 16

超起配重

t 200 200 200 200

额定载荷

t 341 341 341 341

最大荷载

t 169.4 299 299 299

负荷率% 49.7 88.2 88.2 88.2

起吊时 R020201 直立时 R020201 旋转时 R020201 就位时 R020201

（2）溜尾吊车吊装技术数据

吊装状态 溜尾

设备位号 R020201

工况 L

臂长m 14.7

350t 汽车吊

作业半径

m 6

超起配重

t

额定载荷

t 118.9

最大荷载

t 159

负荷率% 74.8

（3）锁具选用及受力： 绳扣名称 主吊绳扣 辅吊绳扣 平衡梁 6.3吊装的技术措施 吊装的技术措施

6.3.1.设备运输到达现场后，经业主、监理、施工单位三方联合检查合格后方可进行吊装。 6.3.2.吊装场地要留有足够的空间,吊车的行走区域，溜尾吊车的工作区域，吊车的站位及回转半径内不能有任何障碍物.如有其他杂物或钢构件,要对其进行清理,保证卸车及吊车组杆及设备吊装无影响。 6.3.3.平衡梁的选择及使用. 选择φ325*10钢管作为平衡梁，材质为Q235B。

锁具选择

φ75，6*37+1-170，2根，共80m，

单根2弯4股

φ65，6*37+1-170，2根，共32m，

单根2弯4股 φ325*10,L=3400mm

锁具最大受

力 169.4t 118.9t 86.4 Mpa

安全系数K 7.13 5.65

备注 符合要求 符合要求 符合要求

6.4吊装区域地基处理 吊装区域地基处理

6.4.1 450吨吊车对场地的要求：

450吨履带吊空载状态下重300t，超起配重200t，履带踏面宽1.35m，接地长度9.8m。吊物重量为289.345吨。

则450吨吊车空载行走时对地面的地耐力要求：P=300/（1.35*9.8*2）=11.3t /m 。 450吨吊车吊装时对地面的地耐力要求：P=（300+200+300）/（1.35*9.8*2）=30.2t /m 。 对地面加4块2.2m*7m的路基板时，P=（300+200+300）/（2.2*7*4）=13t /m 。 考虑吊车对地面的不均匀受力，取不均匀受力系数1.3，则P=13*1.3=16.9t /m

因此450吨吊车带超起配重吊装时要使用路基板,地耐力16.9t /m 可以满足450吨履带吊使用要求。 6.4.2 吊装机械对地面的压力为 1

吊装机械 450T 履带吊

吊装时对地面最大压力（t/m）

16.9

2

2

2

2

2

2

空载行走时对地面最大压力（t/m）

11.3

2

6.4.3、吊车作业区域地基处理方法

需要进行地基处理的为450T 吊车站位吊装及行走、超起配重摆放区域。这些区域用换填法对地基进行处理。处理区域见后面地基处理范围图。

处理方法为：将处理区域内的地表土挖深1.0m，开挖后底层碾平、压实，然后回填直径200mm～400mm左右块石,块石分回填，回填深度900mm，块石的含泥量不得大于5%。上面用200mm 小碎石填平，小碎石的直径在30～50mm之间，小碎石的含泥量不得大于10%。用压路机碾压结实，并保证整个区域平整。碾压后的地基表面要和未处理区域的顶部标高一致。 6.4.5地基处理计算：

软弱下卧层顶面处附加压力P Z 参考《建筑地基基础设计规范》按下式简化计算,以 750 吨吊车吊装时为例进行地基处理计算。 6.4.5.1附加压力：

P Z =

BLP 2. 2×7×16. 9

==9. 5t /m 2 00

B +2Z tan θL +2Z tan θ(2. 2+2×1. 0×tan 30)(7+2×1. 0×tan 30)

式中, B——矩形底排(路基板)的宽度,B＝2.2m, L——矩形底排(路基板)的长度,L＝7m,

P——矩形底排(路基板)下的外载压力,P =16. 9t /m , Z——回填地基顶面与软弱下卧层顶面的距离,Z＝1.0m,

2

θ——回填地基压力扩散角,θ＝30°。

6.4.5.2块石的自重压力： P CZ =ρZ =2. 1×1. 0=2. 1t /m

2

P CZ ——回填部分底面处土 受到块石的自重压力, ρ——块石的容重 ρ=2. 1t /m 3

6.4.5.3 软弱下卧层顶面处地基允许承载力 f 计算：

参考《建筑地基基础设计规范》按下式计算：

f =f ak +ηb γ(b −3) +ηd γm (Z −0. 5) =12+2×2. 02×(1. 0−0. 5) =14. 02t /m 2

式中：

f ——修正后的地基承载力特征值,

f ak ——地基承载力特征值，f =12t /m 2

ak

ηb , ηd

b——路基板宽度，取 b＝3m， Z——基础埋深，Z＝1.0m,

——分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，ηb =0. 5，ηd =2. 0，

γ——基底持力层土的天然重度, γ=2. 02t /m

2

γm ——基础底面以上下土的加权平均重度γ=2. 02t /m 2

m

P Z +P CZ =9. 5+2. 1=11. 6t /m 2

需要地基处理的区域，处理深度和计算结果如下：

对地压力 （t/m2）

处理深度 （m）

软弱下卧层所受压力

和PZ+PC (t /m ) 11.6

2

序号 名 称

允许承载 f(t /m )

2

1 450t 吊车作业区域

1.0 16.04

6.5吊装前准备工作 吊装前准备工作

设备吊装前，必须做的准备工作如下： 6.5.1吊装方案已经业主和监理审批。

6.5.2对施工人员的吊装技术交底和施工安全技术交底已经召开。 6.5.3吊装索具经过检查合格，无断丝现象。

6.5.4对设备的吊耳以及吊装平衡梁的焊缝进行检查，确保其焊缝合格证书齐全，满足设计文件要求。 6.5.4设备基础已经进行验收合格，且调正用垫铁都已经准备完毕，满足吊装前要求。

6.5.5设备进场已经验收，设备管口、方位、中心线及管口是否封闭都要进行检查，合格后才能进行吊装。

6.5.6吊装区域场地已经平整，四周障碍物已经处理，地面已经处理，地耐力达到要求。

7.设备吊装受力分析及受力计算7. 设备吊装受力分析及受力计算 设备吊装受力分析及受力计算

（1）设备重心确定（设备重心计算见附表）

设备重心X C =ΣG i ×L i /G i =4298102/288. 345=14906mm

X C 设

L i ：各部位重心距裙座底部距离

其

中

：

备重心

ΣG i ：各个部位重量之和

主吊车450t 绳扣挂在设备主吊耳上，溜尾吊车绳扣挂在设备溜尾吊耳上，450t吊车起钩，溜尾吊车随设备起升而跟着旋转直至设备的直立后，溜尾吊车松钩，主、辅吊车受力分析如下：

G 计=(G +g) =288. 345+10=299t 其中G ：设备重量，g ：钩头及绳扣重量

则：F 1=G ×14906/(14906+10462) =169. 4t

F 2=G −169. 4=118. 9t

F1由450t 履带吊来承受，F2由350t 汽车吊来承受。

（3）设备直立时受力计算=]

设备直立时，全部重量由450t 履带吊来承担受力为288.345t。

（4）吊车负载校核。 450t 吊车负载计算：

吊装过程450t 履带吊受力最大为299t， 其最大负荷率为：

η=299/341=0. 882=88. 2%

350t 溜尾汽车吊负载计算：

吊装过程350t 汽车吊受力最大为118.9t，其最大负荷率为：

η=118. 9/159=74. 8%

满足要求。

（5）吊装平衡梁选择及强度计算

该设备使用吊装平衡梁一根，L=3400mm，选用φ325*10，材质为Q235B。 平衡梁受力计算如下:

P′=P/2sin60°=289t/2sin60°=166.9t P″= P′*cos60°=166.9t*0.5=83.45t 平衡梁的强度计算：

平衡梁选用φ325*10的钢管材质Q235B,管长L=3.4m, 断面积F=98.9cm2, 查石油化工手册中钢管特性表， 其回转半径r=11.16cm. 平衡梁长细比：

λ=μ*L/r=1*340/11.16=30.46

μ=1 μ--长度系数 L--平衡梁长 L=340cm

由长细比查表得稳定系数φ=0.9768 平衡梁强度计算如下:

σ=P″/ΦF=83.5*10/0.9768*98.9*10=86.4N/mm2(Mpa)

4

2

平衡梁许用应力计算如下:

平衡梁钢管为φ325*10，材质为Q235B，其屈服限为σs=205Mpa，取安全系数为n=1.75。 [σ]=σs/n=205/1.75=117Mpa>86.4Mpa 平衡梁所受应力小于许用应力，安全，满足要求。

（6） 吊装钢丝绳选择及安全系数校核

主绳扣选用φ75，6*37+1-170，2根，共80m，单根2弯4股，单股绳破断拉力 P破=287.56t。则安全系数n =8*p 破/p ′=8×287. 56/291=6. 96>6

安全,满足要求

溜尾绳选用φ65mm,6*37+1-170的钢丝绳,单根2弯4股，共2根，总绳长32m，单股绳破断拉力 P破=218.5t。则安全系数n =4×p 破/p ′=4×218. 5/140=6. 24>6

安全，满足要求 （7）吊车的安全距离校核 L：主臂杆长度 L=54m A：臂杆底铰至地面的高度， A=2970mm B：臂杆底铰至回转中心的距离， B=2300mm t：塔体底部距地面高度6m，

D：设备顶部直径2950mm。 d：平衡梁规格：φ325*10 R：吊车回转半径 R=16m H：设备的长度 26414mm 主臂杆倾角计算：

主臂杆杆顶到地面的高度：

h 1=542−13. 72+2. 97=60. 9+3. 47=55. 2m

则臂杆倾角α=arccos 13. 7/54=75. 3

吊车杆顶到吊钩间最小距离C：

C =55. 2-5-26. 414−8=15. 78m >5. 3m 符合要求，

其中8m 为钩头距离设备顶部法兰垂直距离。 臂杆到设备顶部的距离E：

E =(55. 2−5−26. 5) /tan 75. 30−3/2=4. 7m >0. 5m ，符合要求。

（8）吊耳强度校核

尾部吊耳采用设备尾部接管B，尺寸及核算如下： 溜尾吊耳采用尾部接管B，

考虑受力性能及安全，尾部吊耳钢丝绳系挂时挂在吊耳根部位置。本方案中吊耳校核钢丝绳系挂位置按图示位置计算。设备尾部接管B（吊耳）规格为φ870*130mm,吊耳长度725mm，吊耳材质SA-336F22CL.3 IV ，查表其许用应力为

[δ]=310MPa

，取其安全系数1.75，则

[δ]实=310/1. 75=177MPa ，吊耳强度计算如下：

竖向载荷F 2=134. 7t ，则吊耳根部1-1截面

最大弯矩：M =F 2×L =134. 7×104×0. 595m =801465N ⋅m ，吊耳截面积：A=4982.5cm

2

抗弯截面模数：W =π×(D 4−d 4) /32D =0. 049024m 3

弯曲应力：δ弯=M /W =801465/0. 049024=16. 3MP a

1. 合成塔外壳设备重心计算表 2. 450吨履带吊车性能表 3. 大件设备吊车吊装参数一览表 4、氨合成塔卸车平面布置图

5、吊装时合成塔移动路线及吊车行走路线图 6、大件设备吊装顺序

2+3τ2=21. 82+3×2. 72=22. 3MP a

附表1： 氨合成塔外壳R020201重心计算表

件号

名称

重量（kg）

重心高度（mm）

力矩

备注

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 则： 全螺纹螺柱 螺母

球底封头组件 支撑环锻件 支座 支撑环 筒体

端部法兰组件

顶盖 主螺栓 主螺母 保护罩 螺栓 吊环螺柱 全螺纹螺柱 螺母 法兰 支撑1组件 双锥环 柔性石墨垫 支撑2组件 密封环托圈 螺栓 D 口活套法兰 D 口异径管 密封膜片 全螺纹螺柱 螺母 名牌 吊耳 管头 螺杆 螺母 垫片 308 84.8 9253 4950 4106 2877 212485 22363 25890 2600 363 360 2 80 5.6 0.64 46 144 435 128 64 1 400 330 30 224 68 0.5 740 5.4 0.48 0.028 0.024 288344.472 0 0 1488 2168 4068 5168 13368 25368 26187 26187 26414 26414 26187 26414 26414 26414 26414 26170 25939 25883 25883 25883 25368 25368 25368 25368 25368 5168 25368 1085 1085 1085 1085 0 0 13768464 10731600 16703208 14868336 2840499480 567304584 677981430 68086200 9588282 9509040 52374 2113120 147918.4 16904.96 1215044 3768480 11283465

0 3313024 1656512 25883 10147200 8371440 761040 5682432 1725024 2584 18772320 5859 520.8 30.38 26.04 4298101826

总体重心

14906

实联化工(江苏) 有限公司40万吨/年合成氨项目安装工程施工组织设计 7、主要施工方法 50

附表2:450吨履带吊吊装性能表

实联化工(江苏) 有限公司40万吨/年合成氨项目安装工程施工组织设计 7、主要施工方法 51

附表3：大件设备吊车吊装参数一览表

序号 序号

设备名称 设备名称

吊装方法 吊装方法

设备重量 设备重量 （t ）

规格 规格 mm mm mm

吊车 吊车

吊装参数 吊装参数

（主、辅） 回转半径（m 臂杆长度（m 额定起重量（T 回转半径（m ）臂杆长度（m ）（T ）主SDB200T

289 55 55.6 56.35 112.97

φ2950×26414 φ2275 H=23200 φ2100*11300 超起配重 辅 SDB SDB SDB SDB 100T超起配重 SDB

16 6 20 20 20 22

54 14.7 54 54 54 54

341 159 83 83 83 148

1 2 3 4 5

合成塔外壳 合成塔内件 废热锅炉 水冷器 热气-气换热器

450吨履带吊主吊、350T 汽车吊

溜尾

450吨履带吊（QUY450） 450吨履带吊（QUY450） 450吨履带吊（QUY450） 450吨履带吊（QUY450）

6 氨水冷凝器 450吨履带吊（QUY450） 61.46 φ2100*11971 STC-SV(06-8-A)

20 54 83

7 8

合成气压缩机组 氨压缩机组

450吨履带吊（QUY450） 450吨履带吊（QUY450） 450吨履带吊主吊、350T 汽车吊

116.3 约150

+STC-SV(06-6)

MCL526+3MCL528

主臂 主臂 主SDB 50T

54 15.6

126 75

9

-52

-

高压氨分离器

溜尾

74.05 DN2200×10500 超起配重 辅

7

实联化工(江苏) 有限公司40万吨/年合成氨项目安装工程施工组织设计 7、主要施工方法

附表4：合成塔卸车平面布置图

-53-

实联化工(江苏) 有限公司40万吨/年合成氨项目安装工程施工组织设计 7、主要施工方法

附表5：吊装时合成塔移动路线及吊车行走路线图

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附表6

大件设备吊装顺序表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

-55-14 15

位号 R-020201 R-020201 V-020201 V-020202 V-020302 E-02030201 E-02030202 E-020206 E-020207 E-020208 E-020205 E-020203 E-020204 E-020201 E-020202

名称 氨合成塔外壳 氨合成塔内件 高压氨分离器 中压氨分离器 液氨受槽 氨水冷凝器 氨水冷凝器 冷气气换热器 第一氨冷器 第二氨冷器 水冷器 锅炉给水预热器 热气气换热器 蒸汽过热器 废热锅炉

设备重量（吨）

288.345 55 74.05 12.01 20.19 61.46 61.46 26.55 30.332 30.81 56.35 14.2 112.97 27 63

主吊吊车 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带 450T 履带

辅吊吊车 350T 汽车吊 350T 汽车吊 350T 汽车吊

吊装时间 2.27 3.11 3.1 2.29 3.02 3.03 3.04 3.08 3.08 3.09 3.7 3.6 3.5 3.1 3.2

备 注

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