烟囱及钢架制作安装施工方案（21页）

1、烟囱及钢架制作安装施工方案目录1.1编制说明1.2编制依据1.3施工准备1.4施工方案的选择1.4.1施工方法的选择1.4.2施工步骤1.5施工方法1.5.1施工准备1.5.2烟囱吊装系统及塔架吊装桅杆系统的安装1.5.3塔架与烟囱安装1.6吊装设备、索具的选择与校核1.6.1滑轮组及缷扣的选用1.7烟囱及塔架安装技术要求1.8施工安全注意事项1.9焊接工艺1.9.1焊接材料选用及烘干1.9.2焊接参数1.9.3焊接要求3.5.7焊接检验.1.1编制说明尾气烟囱和钢结构塔架是XXXXXX有限公司40万吨/年硫酸装置干吸工段的组成部分。由于是投标阶段业主仅提供一份总平面布置图，对尾气烟囱和钢结构

2、塔架具体参数尚不清楚，本方案是根据以往我公司类似工程的施工经验编制而成，因此我们称为原则方案，本原则方案只作为投标阶段使用，更具体方案待施工时，根据图纸另行编制。由于尾气烟囱及钢结构塔架高度大，施工技术含量高，大量作业是在高空条件下进行的，保障安全施工显得尤其重要，因此尾气烟囱及钢结构塔架是本次硫酸装置施工的重点和难点。根据我们的经验估算尾气烟囱和烟囱钢结构塔架的参数见下表：项目规格材质重量（t）尾气烟囱高80m 2.2m =14/12/10Q235A/316L(约2m长)52钢结构塔架高78m 底端三角形边长12m16Mn89烟囱最顶部约2米长为不锈钢材料，其余材质为Q235A。烟囱框架水平

3、截面为等边三角形塔式焊接管结构，钢管材质为16Mn。1.2编制依据HGJ20183化学工程建设起重施工工艺；GB5020595钢结构工程施工及验收规范； HGJ3890化工厂火炬及排气筒塔架规定；XXXXXX有限公司提供的，由中国石化集团南京设计院设计的40万吨/年硫酸装置总平面布置图我公司类似工程的烟囱、火炬及框架的施工经验和技术资料。1.3施工准备在装置区南面的绿化区域内设置一个材料堆放场；一个喷砂防腐场和一个加工预制工场。加工预制场内设有放样平台、加工预制平台、卷板机、电焊机及其他专用设备。本装置安装中的下料、加工、预制、喷砂防腐等工序都在绿化区域内进行。施工专业技术人员详细审阅，并向施

4、工安装人员进行专业施工交底；平台搭设等施工现场布置；接通电源，施工机械就位，焊机、起重设备检查与接线；起重吊装机械及索具准备，缆风绳、卷杨机锚点设置；施工材料领用与出库工机具已校验，起重吊装索具已检查并能安全使用；水、电、气、通信已到施工现场；对职工进行安全教育与培训；防雨、排水措施。1.4施工方案的选择1.4.1施工方法的选择尾气烟囱及烟囱塔架施工方法，通常有二种。方法一：在地面将塔架拼装完后，整体用二台吊车抬吊立起安装就位，然后利用塔架分段倒装烟囱，这个方法的特点是：安全性高，施工工期相对较短，但占地面积大，组装必须使用的平台也需很大。考虑到塔架的刚性等问题，整体吊装一般适合50米以下的塔

5、架。方法二：将塔架的最底层（变角处）利用吊车拼装就位，然后将塔架散件从低往高逐一顺装至顶部，然后利用钢结构塔架倒装烟囱。此法特点是：施工占地面积小，但施工难度大，施工工期相对较长，安全防护投入大。根据总平面布置图和招标文件要求在150天内完成整个装置的施工特点，采用整体吊装则会影响附近其他安装项目的施工，总进度难以保证。另外，塔架高度达80米整体吊装尚须对刚性进行加固加强。根据现场情况及上述二种方法的特点，我们拟采用第三种方法；方法三：此法取上述二种方法中适合本工地施工的特点部分，优化上述二种方法的共性部分，其方法是：塔架采用散件顺装，烟囱采用先顺装后倒装，即顺装与倒装相结合的施工方法。1.4

6、.2施工步骤施工方法的确定就决定了本项目尾气烟囱及烟囱塔架的施工步骤，本施工步骤分二个阶段，第一阶段是加工预制，第二阶段是烟囱及塔架的安装，详细步骤见图5-1施工步骤流程图。1.5施工方法1.5.1施工准备：（1）在烟囱东南则铺设一个组装平台，平台大小满足塔架最底层段拼装的要求；（2）在烟囱基础中心用枕木和钢板铺设一个3m3m安装平台，用于放置和支撑安装阶段的烟囱；（3）将所有卷杨机、缆风绳的锚点设置完并做好标记与保护，将五台卷杨机安装固定并接通电源；（4）现场其他安装所使用的焊机等设备就位并接通电源，集装箱、工棚按施工平面布置图要求布置摆放；（5）对塔架及烟囱基础进行验收与找平。2、材料防腐

7、（1）塔架所有型材在下料前全部喷砂并涂刷防腐底漆和一道面漆，最后一道面漆待安装完后进行；（2）烟囱加工卷制逐节进行防腐，其防腐工序与型材相同：（3）防腐要求按防腐工程技术要求与图纸要求进行；3、加工预制：（1）塔架型材按拼装段进行放样与下料，下料时做好构件标识与标记，并做好记录，下料完的半成品堆放不同规格型号、不同材质、不同长度等要分别堆放，较小构件还要集中装箱、捆扎，预防丢失、混用与错用；（2）为了减少烟囱壳体焊接工作量，钢板尽可能采用宽幅板，其宽度为1.8米；（3）为减小烟囱组装偏差，下料采用半自动切割机切割，下料后的矩形对角线偏差应控制在2mm以下；（3）卷制后的烟囱筒节圆度偏差为3mm

8、，卷制并找圆后进行必要的刚性加固；（4）由于烟囱板厚有几种规格，因此对烟囱筒节做好必要的标识，以防错用；（5）依据本组装方案的要求，将10节宽度1.8m卷板壳体在加工区内拼装成二段，每段5节，该二段烟囱壳体是烟囱最顶端的二段，预制组装时要切记注意。1.5.2烟囱吊装系统及塔架吊装桅杆系统的安装烟囱吊装系统及塔架吊装桅杆安装系统是在塔架安装到21米，烟囱倒装到27米时进行。烟囱吊装系统是由在塔架上的三个角处安装三套起吊烟囱壳体的滑车组，和在烟囱壳体上设置的吊装钢圈，通过卷杨机将烟囱提升拼装。塔架构件安装是通过设在烟囱壳体顶端上的吊装桅杆作为起吊机械实现的，其方法如下：（1）烟囱吊装系统油轮组：三

9、套滑车组第一次安装是在塔架安装到约21米时进行，并借助现场安装的25t吊车将滑轮组安装在塔架三个角上并绑扎固定好，通过导向滑轮与地面三台3t卷杨机相连接；吊装点：在距离烟囱顶端下约9米处安装一个可拆卸的吊装环形钢圈，吊装圈是用I25b工字钢卷制成直径比烟囱外径大5060mm圆形，等分成三等份，安装时用72套M26370mm双头螺栓联成整圈，吊装钢圈上焊接3组吊耳（6个），在烟囱壳体上安装9个悬挂式支座，支座位于每组吊耳的二则均匀分布，吊装圈上的吊耳与3个绑扎在塔架上的滑轮组相连，通过3台3吨卷杨机将已安装完的烟囱壳体提起与待安装的烟囱短节拼装（如图：52）；（2）塔架拼装系统桅杆按吊装架构件最

10、大重量考虑不大于2t，此桅杆除能够吊起构件外,还须能够回转到所有安装位置构件的吊装,最少回转半径为1.5米,最小起吊高度8米,根据以上条件,我们拟用三根桅杆进行施工塔架,杆长度为10米，桅杆选用16810结构钢管加工而成。用设在地面的三台3t卷杨机作牵引，通过桅杆实现塔架拼装。塔架拼装系统是安装在距离烟囱顶端7米处均布安装三个可变幅、转向桅杆，桅杆长度为10米，桅杆底部受力支点为铰腕式结构，桅杆变幅是由设置烟囱顶端的手动葫芦的调节实现，转向是用拴在桅杆顶部的绳索通过人力实现（如图：56）； 在烟囱顶部以下7米处（桅杆底端）安装一个操作平台，此平台作为安装塔架时人工操作桅杆变幅和转向之用。 1.

11、5.3塔架与烟囱安装（1）塔架底层段安装竖直拼装塔架最下一层，其高度约在8米左右（准确尺寸按施工图）。首先在平台上放出该段的样，找准计算或放出三个倾斜柱的俯视投影，借助12t吊车倾斜立起三根柱，可用脚手架钢管做临时支撑，用大于1kg线锤测量顶端点与投影点重合，并进行临时固定，之后再进行水平梁与支撑的安装，直到全部散件安装完。由于该层段是塔架的基层，必须严格控制组装偏差；本段重量约在20t左右，吊车回转半径6.5m，吊车杆伸出长度15m满足吊装就位要求， 经查阅50t轮胎式起重机参数回转半径6.5m，杆长17.4时最大起重量为21.2t。见表5-150t吊车参数表。如果图纸重量大于21t时要重新

12、选择50t以上的吊车；塔架吊入塔架基础后，用平垫铁和斜垫铁对塔架找正找平。表5-1：50t吊车参数表（2）顺装烟囱顶部至 18米 将已在加工区内加工完的二段9米长烟囱壳体用平板车运输至安装现场；用50t轮胎式起重机将距顶部的第二段（9米长），从塔架上端吊入到烟囱基础上，烟囱从地面立起时用一台12t吊车配合；直径2.2米、厚度1012毫米、长度为9米的烟囱壳体重量小于5.9t，从表5-150t吊车参数表查得回转半径8米时，杆臂伸出长度24.8时，最大起重量为14.7t完全满足吊装要求；用50t轮胎式起重机与12t吊车配合将距顶部的第一段（9米长）立起，立起后将12t吊车缷钩收杆，50t吊车将该段

13、与基础上另一段拼装，见图5-3：烟囱18米处吊装图；规格与第一段相等同的烟囱壳体段，50t吊车在回转半径8米、杆长30米时最大起重量为12t，满足吊装要求；本段拼装之前应将塔架吊装系统预焊件安装完，尽可能减少高空作业。（3）将塔架安装至地面21米 为加快施工进度，采用吊车将塔架从距离地面约8米组装到21米；塔架单根柱、梁最大重量约2t，用一台25t吊车起吊各种规格的散件，以达到组装拼装目的，如图54用吊车安装塔架至21米；塔架安装时在相应的层处搭设脚手架平台，每安装完一层将脚手架拆除并向上移动一层。（4）烟囱18米及塔架21米以上段安装用三台3t卷杨机作牵引，利用塔架21米处滑轮组和吊装钢圈，

14、将高度18米的烟囱分五次提升安装至27米，每次拼装一节，每节1.8米，第一次倒装时由于吊点与烟囱重心相近，在塔架距离地面2.5米处用三个手动葫芦锁紧被吊装的烟囱，随着起吊高度的变化而调整锁紧度，防止吊装烟囱空中倾斜，如图55；利用烟囱顶端的桅杆通过地面另外三台3t卷杨机将塔架安装到距离地面27米；用再将用桅杆将三台吊装烟囱的滑轮组从21米移至27米用固定在塔架加的滑轮组将从高度27米烟囱逐节倒装至36米重复上述第和二道程序分别将烟囱和塔架安装到62米和53米如图56；利用安装塔架的桅杆将距烟囱顶端下9米处的吊装钢圈下移到20米，即距离62米高度状态下烟囱顶端29米和距离地面33米，此状态下不需

15、上移滑轮组的绑扎点可将其余18米左右的烟囱吊装完；用桅杆塔逐段将塔架全部安装完毕，用滑轮吊装组件将其余的18米长（10节）烟囱壳体安装完；为保证吊装安全和稳定性，当塔架安装到30米时在每个角点设置一条缆风绳，安装到60米时每个角点再增设一条缆风绳；（5）撤除吊装组件先将吊装钢圈撤除用烟囱上的桅杆将其吊下；将吊装烟囱的三台卷杨机跑绳全部卷回；切割烟囱壳体上的悬挂式支座，并用角向磨光机打磨平滑；用一台桅杆将其余二台撤除缷下；在塔架上临时设置一个单滑轮，将卷杨机跑绳通过单滑轮将桅杆撤除缷下；收回卷杨机跑绳；撤除固定在烟囱上的铰腕式结构，并将焊点打磨平滑。1.6吊装设备、索具的选择与校核1.6.1滑轮

16、组及缷扣的选用（1）滑轮组的选用烟囱最大重量约为52吨，三套油轮组每套最大载荷：选用H3D3型轮滑轮组三套（共6个30t3轮）；其中：Pn每组滑轮受力P吊装最大载荷K动载系数，取1.1（2）缷扣选用：滑轮组受力与缷相同并配套使用，每个缷扣最大受力为20.53，选用规格为320kN；1.6.2卷杨机选用卷杨机选用最大牵引力5t其中：Pn每组滑轮最大受力P1卷杨机最大牵引力i滑轮组的倍率滑轮机械效率（摩擦系数），取0.81.6.3钢丝绳选用（1）绑扎千斤绳（主吊钢绳）每组滑轮组受力Pn（20.53t）等于系在吊装圈吊耳上的主钢丝绳受力，考虑吊装钢绳与吊装烟囱之间的夹角，需要计算出由于夹角而生产的合

17、力大于Pn值的合力，为了减化计算过程，给Pn乘上一个大于1的系数K1，每组吊装点的钢丝绳用2绳2根共4条，其计算公式：Pn每个吊装点受力（每组滑轮受力）P2每根钢丝绳的受力n钢丝绳绳数K1系数，取1.2从国产钢丝绳主要技术规格GB110274查出37mm（637+1）钢丝绳公称抗拉强度1550MP a其钢丝破断拉力总和P为798.5kN。钢丝绳容许拉力：37（637+1）钢丝绳容许拉力8352kg大于每根钢绳受力6160kg，满足吊装安全要求。T-钢丝绳容许拉力P-钢丝绳破断拉力总和（kN）K-安全系数取8c-换算系数取0.82（637+1）（2）卷杨机跑绳卷杨机跑绳受力P13800kg从国产

18、钢丝绳主要技术规格GB110274查出26mm（637+1）钢丝绳公称抗拉强度1550MP a其钢丝破断拉力总和P为400.5kN，钢丝绳容许拉力：26（637+1）钢丝绳容许拉力4118kg大于每根钢绳受力3800kg，满足吊装安全要求。T-钢丝绳容许拉力P-钢丝绳破断拉力总和（kN）K-安全系数取8c-换算系数取0.82（637+1）根据方案计算与校核，将吊装主要机具材料罗列如下表烟囱及塔架吊装主要机具材料表序号设备与材料名称规格与型号单位数量备注1吊车50t台12卷杨机5t台33卷杨机3t台34滑车组H3D3组63轮30t5单滑轮H51G只65t6单滑轮H51KBG只245t7缷扣320

19、kN只128缷扣100kN只309缷扣50kN只2010手动葫芦5t只911手动葫芦3t只612钢丝绳26（637+1）m600缆风绳13钢丝绳22（637+1）m450配3t卷杨机跑绳14钢丝绳26（637+1）m1280配5t卷杨机跑绳15钢丝绳37（619+1）m50吊装主钢绳1.7烟囱及塔架安装技术要求（1） 制作烟囱和塔架用的管道材料、板材、型材必须有产品合格证和物理力学性能技术指标证明书，塔架主要构件进入现场焊接前应进行超声波检查，不得有微裂纹、夹渣等现象；塔架底部尺寸必须与基础尺寸核实无误后方可放样下料。（2）塔架的制作安装焊接应符合设计图纸及钢结构工程施工及验收规范有关规定，所

20、有构件节点下料前必须按施工图1:1放大样。所有构件在安装前，必须在地面进行预组装，预组装采用临时螺栓连接的方式。（3）施工前做好加工工艺设计，下好的塔架构件要注意按标高层编号，分类堆放。（4） 塔架腹杆的几何位置，在平面外与设计位置的偏移要求小于2mm,在平面内与设计位置的偏移要求小于4mm。（5） 塔架各杆件中心线,严格要求在节点处于汇交一点,塔架各横截面中心要求在一条垂直线上,安装后垂直偏差要求小于1/1500.（6） 钢结构安装前钢结构所有构件的所有表面均应先进行机械除锈,除锈等级为St2.5,除构件端部不刷漆外,其余均按要求刷底漆。（7） 塔架局部弯曲或整体弯曲，其任意构件的相邻两点间

21、的挠度矢高应小于*/1000并小于4mm。（8） 现场焊接的塔架接管缝采用单面V型坡口对接焊，焊接高度长度满足设计图纸和规范要求。焊缝不得有气泡、裂纹及未焊透现象。（9） 为了防止塔架在高空中安装不稳，拟在30米、60米各设立三根缆绳。（10）烟囱的卷板管的同一筒节上的纵焊缝不宜大于两道；两纵向焊间距不宜小于500mm，上下筒节之间纵焊缝间距应大于200mm。（11） 卷管采用单面焊双面成型，在卷管加工过程中，应防止板材表面损伤。对严重伤痕的部位必须进行修磨，使其圆滑过渡，且修磨后的厚度不能小于设计厚度。（12） 为了保证烟囱的垂直度,在烟囱顶部中心用钢丝吊线锤一直延伸在烟囱的底部,以便保证烟

22、囱上下同心，其线锤重量不小于2kg。1.8施工安全注意事项（1）施工方案必须经监理、业主批准后，方可进行吊装作业；（2）进入现场的所有人员都必须经过安全教育，考核合格后方可上岗作业，参与吊装工作的人员必须接受安全交底方可进行吊装作业；（3）本塔架及烟囱制作安装工程几乎都为高空作业，所有上高空人员必须进行身体检查；（4）登高作业系好安全带，超高作业应检查身体，高血压者，心脏病者不能上岗；（5）脚手架必须搭设牢固经检查合格后，方可使用；（6）进入现场的作业人员，必须按规定穿工作服、工作鞋、戴安全帽、防护眼镜，登高作业人员应穿软底鞋（解放鞋）；（7）禁止高空向下抛物，（8）塔架上的安全保护实施应与塔

23、架施工同时进行；（9）吊装索具（钢丝绳、缷扣、吊耳）使用前必须进行严格检查，合格后方可使用；（10）塔架作业范围及周边，设立警戒线，划分警戒区，专人负责警戒；11、起重臂下及吊装作业范围下严禁站人，吊装作业设有专职指挥员，统一指挥协调；（12）起重人员应熟知施工方案、吊车性能、操作规程、指挥信号和安全要求。起重人员穿戴有明显标识的反光服. （13） 当阵风风速大于10.8米/秒时，不得进行吊装。 （14）雨、雾等恶劣天气严禁吊装。（15）参加吊装的施工人员，必须坚守岗位，并根据指挥者的命令进行工作。吊装过程中，任何岗位出现问题，必须立刻向指挥报告。没有指挥者的命令，任何人不得擅自离岗； （16

24、）吊装指挥人员的指挥信号、手示必须与吊车操作人统一，指挥人员可以同时采用对讲机进行通讯指挥；（17）桅杆的焊接必须牢固，桅杆的转动用葫芦控制平稳，铰腕处应涂上润滑脂；（18）烟囱、塔架要接地可靠防止焊接电流通过钢丝绳而损伤；（19）焊接时应注意附近的吊装钢绳，防止钢绳被电弧打伤，必要时用绝缘材料做临时防护；（20）吊装钢丝绳和卷杨机跑绳要经常和定期进行检查，一旦发现损伤应停止吊装作业，立即更换；（21）卷杨机、缆风绳等锚点要定期进行检查。1.9焊接工艺焊接设备采用直流弧焊机，焊机选用400A和500A二种型号，400A用与工件的焊接500A主要用焊缝碳弧刨气坡口和清根；1.9.1焊接材料选用及

25、烘干（1）塔架材料为16MnR，焊材选用E5015型J507焊条，烟囱顶部一段为不锈钢304材料，选用E0-19-10-16型A102焊条， Q235A 和304之间选用E1-23-13-16型A302焊条，Q235A 材料焊条选用E4303型J422；（2）碱性焊条烘干温度为350400，达到温度后保温12小时，烘烤时应缓慢升温，保温后随炉冷至150后移到100150低温烘箱中贮存，随用随取；（3）酸性焊条烘干温度为200250，达到温度后保温1小时，烘烤时应缓慢升温，保温后随炉冷至150后移到100150低温烘箱中贮存，随用随取；（4）焊条使用时，严禁将焊条突然放入高温烘箱或从高温状态直接

26、取用焊条，以防聚冷产生开裂、脱皮，不同规格和品种的焊条应分开烘烤、放置；（5）焊条领用时，应备有性能完好的焊条保温筒，并根据当班工作量一次领用一个品种的焊条。当次未用完的焊条应及时回收，重新按规定烘烤后方可使用，重新烘烤次数不得超过两次。1.9.2焊接参数（1）焊接坡口形式环缝（横焊）焊接层次：板厚10mm以下焊三层，大于12mm焊五层，如图57：环向焊缝焊接形式图纵向焊缝：板厚12mm以下焊三层，大于12mm以上焊四层，如图58：纵向焊缝焊接形式图（2）焊接参数环向焊缝焊接参数板 焊接层次焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（mm/min）180901820801502-3100130202280150板厚1612焊接层次焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（mm/min）1100120202210016024150170242610016051501702426100160纵向焊缝