封頂混凝土框架下氣化爐的運輸與吊裝作業(yè)

奧成杰，王軍龍

(陜西延長中煤榆林能源化工有限公司， 陜西榆林 718500)

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展需要，陜西延長中煤榆林能源化工有限公司(簡稱榆林能源)決定對煤油氣資源綜合利用一期項目進(jìn)行填平補(bǔ)齊。其中，以煤為原料新建的煤氣化裝置設(shè)計氣化爐共計3臺，采用“2開1備”的運行模式。單臺氣化爐設(shè)計高度22.238 m，上直徑為3.3 m，下直徑為3.9 m，總重量約310 t。由于氣化爐超寬、超重，加上運輸?shù)缆窏l件制約，最終采用“分開運輸設(shè)備主體與支座，到達(dá)現(xiàn)場后再進(jìn)行組裝焊接”的方法。實際建設(shè)過程中，設(shè)備制造進(jìn)度相對現(xiàn)場土建施工進(jìn)度滯后，公司決定對混凝土框架連續(xù)施工直至封頂，土建單位對影響設(shè)備吊裝的樓層提前孔洞預(yù)留。

1 混凝土框架施工

1.1 施工方案選擇

榆林能源一期填平補(bǔ)齊氣化框架設(shè)計共計10層，總高度為63 m。第9層為事故燒嘴冷卻水槽廠房，第10層為電梯間。氣化爐支座位于框架第5層，采用預(yù)埋螺栓的連接方式對設(shè)備進(jìn)行固定，支撐氣化爐主梁高度為1.8 m。因土建施工進(jìn)度及設(shè)備制造進(jìn)度的影響，框架連續(xù)施工至封頂，并對3臺氣化爐吊裝處預(yù)留了孔洞[1]。

1.2 預(yù)埋螺栓尺寸偏差控制

在框架土建施工過程中，氣化爐的預(yù)埋螺栓定位尤為重要，因設(shè)備制造廠家未提供定位模板，土建施工單位自行制作模板進(jìn)行螺栓安裝。經(jīng)反復(fù)多次測量，確保偏差數(shù)據(jù)在既定范圍內(nèi)，圖1為氣化爐預(yù)留螺栓測量示意圖，其中A、C代表相對方向的螺栓距離；B為相鄰兩組對應(yīng)螺栓之間的距離，分東北、東南、西北3個方向進(jìn)行測量；D為單組螺栓之間的距離。

圖1 氣化爐預(yù)埋螺栓測量示意圖

通過測量方法進(jìn)行統(tǒng)計可得具體測量數(shù)據(jù)，見表1、表2。

表1 A、C尺寸測量值 mm

表2 B、D尺寸測量值 mm

經(jīng)數(shù)據(jù)分析，圖中所列數(shù)據(jù)與理論計算值偏差均在5 mm以內(nèi)，符合吊裝作業(yè)偏差允許范圍。

2 運輸及焊接氣化爐

2.1 氣化爐運輸方案

該氣化爐制造商為西安核設(shè)備有限公司，運輸距離大約500 km，采用汽車運輸方式。因設(shè)備超重、超高，經(jīng)多方協(xié)調(diào)，采取分開運輸設(shè)備本體與支座的方式，到達(dá)現(xiàn)場后再進(jìn)行組裝焊接。

2.2 現(xiàn)場支座焊接

出廠前，氣化爐已進(jìn)行熱處理，因此在現(xiàn)場焊接時應(yīng)對其提前預(yù)熱，焊接后再次熱處理。焊縫進(jìn)行100%滲透檢測，按NB/T 47013.5—2015 《承壓設(shè)備無損檢測第5部分滲透檢測》標(biāo)準(zhǔn)，要求一級合格。

3 氣化爐吊裝

3.1 吊裝方案

此次氣化爐的吊裝作業(yè)由陜西延長化建公司大件吊裝負(fù)責(zé)，經(jīng)測算，決定采用“1 250 t履帶吊主吊，450 t履帶吊溜尾遞送”的方案[2]。

氣化爐吊裝采用雙機(jī)抬吊遞送法吊裝工藝，1 250 t履帶吊提升設(shè)備的上部吊耳，450 t履帶吊提升設(shè)備尾部法蘭處。首先，2臺吊車共同將氣化爐抬起，主吊車負(fù)責(zé)提升設(shè)備，溜尾吊車負(fù)責(zé)遞送，使氣化爐由平臥狀態(tài)逐漸過渡為垂直狀態(tài)；之后，溜尾吊車松繩摘鉤，由主吊車將氣化爐垂直吊起，并回轉(zhuǎn)提升將其放置在預(yù)留混凝土基礎(chǔ)上；最后，找正后把緊固定螺栓，完成吊裝工作。

3.2 吊車負(fù)荷計算

根據(jù)選擇工況，1 250 t履帶吊的額定吊裝能力為362 t，氣化爐完全直立后主吊最大載重為315 t，負(fù)荷率為87%。因此，1 250 t履帶吊符合吊裝要求。

根據(jù)選擇工況，450 t履帶吊的額定吊裝能力為230 t，氣化爐溜尾時最大載重為131 t，負(fù)荷率為57%。因此，450 t履帶吊符合溜尾要求。

3.3 吊裝距離測算

氣化爐吊裝示意圖見圖2。

圖2 氣化爐吊裝示意圖

其中：作業(yè)半徑R為22 m，臂長L為114 m，車身高度H1為2.9 m，氣化框架高度H2為55.15 m，氣化爐高度H3為22.238 m，吊車桿臂寬度r為3 m,氣化爐到吊車吊臂的距離為L1。

按相關(guān)資料[3]計算，臂桿與水平面夾角∠A=arccos(R/L)= arccos 0.19=79.05°。

垂直總高度H=H1+L×sinA=114.62 m；H-H2-H3=37.23 m，說明高度余量充足。

H-H2=114.62-55.15=59.47 m;L1=59.47/tan 79.05°=11.5 m，水平方向與吊車臂桿距離充足，故安全。

3.4 其他條件

3.4.1 風(fēng)速

在吊裝作業(yè)過程中，需時刻注意天氣情況，實

時測定風(fēng)速，對照風(fēng)載荷數(shù)據(jù)確定是否具備吊裝條件[4]。

3.4.2 吊裝場地?fù)Q填

吊裝場地挖深1 500 mm后，對開挖后的地基進(jìn)行原土回填并做夯實處理。在地面上采用3∶7灰土分層夯實，每層厚度不大于250 mm，總厚度為600 mm。夯實后再上鋪厚度為200 mm的碎石壓平壓實，作為設(shè)備吊裝場地及履帶吊組裝和工況變換的場地。

4 結(jié)語

在土建框架封頂?shù)那闆r下，通過對吊裝作業(yè)的詳細(xì)測算，采取預(yù)留孔洞的方法進(jìn)行氣化爐吊裝，有效解決了現(xiàn)場施工與設(shè)備制造之間的時間矛盾，大大提升了項目建設(shè)進(jìn)度。