炼钢厂汽包、除氧器更换施工方法创新

发布人：黄宋斌

日期：2012年4月23日炼钢厂汽包、除氧器更换施工方法的创新目录工程概况小组简介选题理由设定目标提出方案并确定最佳方案工艺原理可行性分析制定对策对策实施效果检查巩固措施及标准化回顾与展望工程概况

宝钢一炼钢现有300t转炉3座。2011年OG系统改造主要对3#转炉进行施工，在项目实施过程中比较关键的施工工序是，布置在8层（57.1m）平台的汽包更换以及布置在7层（47.450m）平台膨胀水箱的拆除、新除氧器的安装。由于厂房内部空间狭小，设备体积大，设备单重大较大，所以本次改造的施工难度非常大。

由于宝钢生产的特殊性，3#炉施工的同时，1#、2#炉正常生产。如何在保证安全及质量的前提下，在最短的时间内完成汽包及除氧器的更换将是我们研究的课题。汽包、除氧器相对位置示意图工程概况小组名称宝钢项目部QC小组成立时间2011年3月课题名称炼钢厂汽包、除氧器更换施工方法的创新小组类型创新型组长张顺活动日期2011年3月—2011年12月课题注册BYGA-QC-2011-01小组成员8人注册编号GABXBU11-01活动频次每月活动三次，出勤率100%QC教育时间48小时以上成员组成序号姓名性别年龄学历职务分工组内工作接受QC教育时间1张顺男46大专项目经理组长方案策划、组织协调136小时2张菁女32本科总经济师副组长QC顾问96小时3沈亚君男45大专施工经理副组长方案策划、实施96小时4袁金兵男30本科总工程师副组长方案策划、实施96小时5杨大海男27本科技术主管组员方案策划、技术配合48小时6黄宋斌男26本科技术主管组员方案策划、技术配合48小时7陈群基男42中专施工主管组员方案实施48小时8龚永辉男21大专资料员组员资料收集48小时小组简介制表人：黄宋斌日期：2011年4月2日小组及小组成员基本情况附表1

选题理由适应市场发展需要：技术是工程质量的前提保证，工程质量则是企业的生命。目前，国内第一批建造的炼钢厂都面临着设备更新的问题。研究这一课题，不仅为以后的工程积累宝贵的施工经验，更能促使本公司在冶金行业获得良好的声誉，从而进一步适应市场发展的需要。施工质量要求高：汽包、除氧器作为锅炉系统的一部分，其施工质量要求极其严格，必须达到焊缝100%探伤合格、试压合格。在线更换，时间紧、任务重：作为冶炼行业的龙头企业，宝钢一般一年只安排3～4次定修，时间在7～8天。大型年修少之又少，必须在有限的时间内完成施工任务。设定目标1）根据以往的年修安排，年修的时间一般安排30天左右，这样可以确保在缺少一个炉子的情况下，炼钢厂的产能不明显下降。因此，本课题设定的目标为：制图人：黄宋斌日期：2011年4月9日图01安装合格率对比图

年修时间不超过45天2）由于汽包、除氧器均为锅炉系统设备，其施工质量要求极其严格，为有效减少施工工期，必须保证其一次安装合格率。为此，本课题设定的目标为：汽包、除氧器安装合格率100%。提出方案并确定最佳方案

（一）提出方案方案一：采用多分段形式将汽包及除氧器倒运进场，现场拼装。方案二：将原有屋顶拆除，直接利用大型吊机将汽包整体吊装进场；除氧器由地面分4段倒运至安装位置，现场拼装。方案三：在厂房8层设置滑移梁，汽包整体滑移安装就位，除氧器分两段倒运进场，现场拼装。提出方案并确定最佳方案

（二）方案比较序号方案分析其优缺点工期1方案一优点：采用传统更换工艺，施工成本较低。缺点：占用年修时间过长，生产无法满足，现场拼装量过大，质量难以保证。占用年修时间60天（24小时作业）2方案二优点：汽包安装较为方便，质量容易控制；占用年修时间较短。缺点：除氧器安装现场拼装量过大，质量难以保证；屋顶拆除后对生产有所影响。占用年修时间50天（24小时作业）3方案三优点：占用年修时间短，汽包整体安装，除氧器以最小分段模式安装，质量容易保证。滑移施工倒运过程安全风险低。缺点：工艺较复杂，施工成本较方案1、2要高。占用年修时间45天（24小时作业）制表人：黄宋斌复核：袁金兵日期：2011年4月26日三种方案各要素对比表

附表2

提出方案并确定最佳方案

（三）方案确定

通过上述三个方案的比较，QC小组认为，无论从安全还是质量方面考虑，方案3均占较大优势，且方案三虽然施工成本较高，但是极大的减短了年修时间，从炼钢厂的产能上分析，其实大大的降低了业主的投资概算。

经过QC小组讨论研究，本次炼钢厂汽包、除氧器更换决定采用做为施工方法。方案三工艺原理

（一）工艺流程采用液压滑移技术进行电除尘器的更换，施工工艺流程如右图：8层框架加固1悬挑平台安装2滑移梁安装3除氧器滑移4除氧器就位5汽包安装7最终状态6工艺原理

（二）关键工序本方案中的关键工序，分别为：滑移梁安装龙门架安装汽包、除氧器滑移倒运汽包、除氧器焊接工艺原理

1）滑移梁安装滑移梁由厂房外的悬挑梁延伸至厂房内汽包及除氧器安装位置，其安装完成后的效果如下图所示。制图人：黄宋斌日期：2011年5月7日图02滑移梁效果图工艺原理

在汽包及除氧器安装位置正上方，设置安装用龙门架，龙门架支点为8层平台梁，上部与屋架梁连通。

2）龙门架安装制图人：黄宋斌日期：2011年6月7日图03龙门架效果图工艺原理

3）汽包除氧器滑移倒运滑移的主要牵引设备为卷扬机。根据滑移重量确定选择卷扬的型号。

制图人：黄宋斌日期：2011年6月7日图04汽包与除氧器滑移剖面图工艺原理

4）汽包、除氧器滑移倒运制图人：黄宋斌日期：2011年6月7日图05汽包与除氧器倒运示意图工艺原理

5）除氧器焊接除氧器分两段安装，焊接主要为对接环缝一条。焊缝长度8.796m，板材16mm。焊材选用J427.制图人：黄宋斌日期：2011年6月7日图06汽除氧器分段焊接示意图可行性分析

根据公式：最大静摩擦力F（max）=μN，其中N约650KN，μ为0.15（钢对钢）,所以计算得出F（max）为98KN。

因此：选用一台10t双筒卷扬可以满足要求！！！

由于目前国内没有相关施工技术作为参考，本着对施工方案负责的态度，QC小组从方案的各关键点加以研究、论证，确保方案的万无一失。1）卷扬机选型验算

2）龙门架结构校核

可行性分析

工况一：门型架安装半边，利用门架与滑移梁相连的横梁做侧向滑移的横梁，将汽包滑移至安装位置正上方。

工况二：先安装好设置在滑移设施上的三根立根，再利用门架的顶部横梁做吊点，利用倒链将汽包提起，离一层横梁约50mm，然后拆掉第一层横梁将汽包下放到安装位置。可行性分析

2）龙门架结构校核

工况一：门架柱梁均选用截面为HW350X350X12X19的轧制H型钢，材质Q345B。门架横向两跨，间距5500mm；纵向一跨，间距4200mm；净空高度6000mm。处于安全考虑，门架底部在计算模型中虽是刚接，但门架柱的计算长度系数仍按铰接考虑，按规范D-2表：有侧移框架柱的计算长度系数来取值。结果：正应力比（柱最大0.476，梁最大0.468）；剪应力比（最大0.497，0.136）因此，满足要求！可行性分析

2）龙门架结构校核

可行性分析

工况二：门架柱梁均选用截面为HW350X350X12X19的轧制H型钢，材质Q345B。门架横向两跨，间距5500mm；纵向一跨，间距4200mm；净空高度6000mm。柱底均按刚接考虑，工况一中的三处铰支解除，门架柱的计算长度系数仍按铰接考虑，按规范D-2表：有侧移框架柱的计算长度系数来取值。结果：正应力比（柱最大0.337，梁最大0.244）；剪应力比（最大0.423，0.117）因此，满足要求！

3）滑移梁校核

可行性分析

主要针对滑移措施的重要杆件，及滑移工况下应力比较大的杆件进行应力测控。具体部位：CD跨八层平台5线、6线的平台梁；2）滑移设施外伸平台的两根支撑；3）六线滑移设施支座顶部连梁。制图人：黄宋斌日期：2011年7月12日图07斜撑在自重工况下的应力可行性分析

3）滑移梁校核

制图人：黄宋斌日期：2011年7月12日图08支撑在1.0x恒+1.0x活工况下的最大组合应力

可行性分析

3）滑移梁校核

制图人：黄宋斌日期：2011年7月12日图09五线平台梁在1.0x恒+1.0x活工况下的最大组合应力可行性分析

制图人：黄宋斌日期：2011年7月12日图10六线平台梁在1.0x恒+1.0x活工况下的最大组合应力

3）滑移梁校核

可行性分析

4）结论

在方案提出阶段，模拟安装工况，分别对滑移梁、龙门架以及倒运设备进行计算，并提出了相应的加固措施。鉴于以上几点，QC小组一直认为，方案可行。

制定对策

针对本次施工的特殊性，QC小组对施工工艺的关键点认真研究、分析，总结出来在施工过程中需要格外关注的5个问题，并按照“5W1H”的要求，制定了相应的对策、目标及具体措施。制定对策

序号预测问题对策目标措施地点完成时间负责人1施工人员对施工方法理解不深加强施工人员对于施工工艺的理解使每个施工人员都能了解施工工艺1.组织技术交底，现场实地讲解。施工现场2011.10～2011.11杨大海杨志明2龙门架安装精度不满足要求预防及出现偏差后及时处理不影响施工安全和进度1.参照图纸实地放线。2.施工过程中，技术人员全程跟踪。施工现场2011.10～2011.11张晓东杨志明3滑移过程中出现轨道断裂采取应急措施，保证滑移通畅保证滑移过程顺利、通畅1.选用优秀焊工，保证轨道接头焊接质量。2.发生轨道断裂现象后，在轨道下部垫设钢板，将轨道垫平。施工现场2011.11张晓东杨志明4除氧器焊接质量不达标制定合适的焊接工艺，制定预防及补救措施。除氧器焊接一次合格。1.选用优秀焊工，并进行焊接模拟。2.焊接过程进行动态管理。施工现场2011.11刘克田杨志明制表人：黄宋斌复核：袁金兵日期：2011年8月6日对策表附表3对策实施

实施一：加强施工人员对于施工工艺的理解

项目部多次组织全体施工人员进行技术交底，并做问卷调查，确保每位施工人员熟悉施工工艺。对策实施

定位、放线根据施工图纸所示尺寸，结合施工现场实际情况，在龙门架施工前，我测量人员以原有厂房结构作为参照，放出安装控制点，并以记号笔在相应位置标出。。技术、施工人员全程监控由于厂房内施工空间较小，龙门架的搭设必须严格按照施工方案，技术员在编制完施工方案后必须与施工员一起监督龙门架施工，确保万无一失。安装完成后复测，并作模拟龙门架在安装完成后，必须由专业测量工进行复测，并根据汽包、除氧器的尺寸进行模拟。

实施二：龙门架安装精度控制

实施三：滑移过程轨道断裂处理

对策实施

现场如出现轨道断裂，将轨道断处临时焊接、磨平，继续滑移，滑移离开断接位置可更换轨道。如无法焊接，需千斤顶将此处构件稍稍顶起，更换此根轨道。滑移梁、8层平台梁下挠过大会对轨道不利，因此应控制下挠值在轨道允许范围内。并且滑移过程中需对滑移梁进行全程检测。对策实施

实施四：除氧器焊接质量控制

1.在焊接前，进行技术交底。2.壳体焊接工艺依据《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708-2000）进行评定。本公司依据《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708-2000）对工程中应用的现场焊接工艺（手工电弧焊等）进行了评定，已评定合格。3.充分做好焊接机器具的准备工作，包括供电、焊接、预热、空压、辅助机具等设备有关配件的型号、规格、数量，施工前落实到位，并确认设备安装后可以正常运行，保证不影响施工。4.确保焊工劳保用品包括焊工服、面罩、墨镜、脚盖、焊工鞋等到位，保证施工顺利进行。

效果检查

（一）课题目标

制图人：黄宋斌复核：袁金兵日期：2011年12月20日图07安装合格率比较图通过实施本次QC活动所选择的施工方法，宝钢炼钢厂汽包、除氧器更换在规定的45天时间内达到