双筒体自提升式火炬系统施工技术总结

双筒体自提升式火炬系统施工技术摘要：叙述了中国***********************扩建工程（**部分）双筒体自提升式火炬系统的组对、安装方法，包括火炬塔架、火炬筒、提升轨道的安装施工措施、质量控制措施等。关键词火炬塔架分段对接轨道提升一、工程概况中国***********************扩建工程（化工部分）火炬，位于****装置东北侧，由塔架（含一座25米左右的楼梯间、一挂由底到顶的直梯）、2根火炬筒体、火炬头及一套火炬筒翻转和提升系统、3套航空警示灯、自动点火盘及控制盘柜等组成。火炬塔架顶端标高144.628m、开根尺寸为21m×21m、塔架73.762m以下为变截面结构（长×宽21000×21000/10500×10500㎜），73.762m至塔顶为等截面结构（10500×10500㎜），整个塔架为四棱形高耸钢结构。四个立面中，捆绑火炬筒的北立面是始终与地面保持垂直的，其外侧的垂直轨道可以用来引导和固定火炬筒。塔架除梯子平台外，所有的杆件均为16Mn材质钢管；散件到货，连接仅采法兰（高强度螺栓）连接，塔架总重约890t。火炬筒标高155.22米（含火炬头），总长149.352m，总重220吨（北火炬筒111吨、南火炬筒109吨），材质为16MnR；北火炬规格Φ1626×14mm，南火炬规格Φ1575×14mm，分24节到货。火炬筒体翻转、提升系统由两条传输梁轨道、两座翻转平台（每个筒体一个）、一台翻转液压卷扬机、一台提升液压卷扬机、两台阻滞液压卷扬机、一座液压控制泵站组成。翻转定滑轮固定在塔架垂直立面的EL23.849m的翻转吊装横梁上，提升定滑轮固定在塔架垂直立面的EL38.024m的提升吊装横梁上。二、施工部署火炬塔架采用分段组对、分段吊装的方法。塔架共分8段，其中第l段(+32.5平面以下)在基础上直接组对、安装；其余7段在地面组装成型，750t吊车正装法分段就位。火炬塔架整体就位后，测量塔架北侧垂直度；合格后安装提升导轨，利用翻转、提升系统进行火炬筒体的提升。详细工艺流程见图14根主肢立柱的斜垫准备铁4根主肢立柱的斜垫准备铁施工方案的编制4根主肢立柱灌浆料的准备熟悉图纸高强度螺栓的复验基础验收技术交底塔架杆件、高强度螺栓的到货、验收及摆放底部三层塔架在基础上散件组装，且此三层的直梯安装底部三层塔架垂直立面主肢立柱找正中间各分段塔架吊装每个分段塔架垂直立面主肢立柱找正4根主肢灌浆，而后提升火炬筒上部9层塔架分7段在地面立装、找正及验收，且每段塔架直梯地面安装每层塔架验收轨道地面组装（两根拼装成一根）吊装最后一段塔架时，必须在地面完成其上的航空灯固定支架和滑轮的安装，且穿好导向和提升钢丝绳采用倒装法，同时使用大吊车，将轨道安装在塔架垂直面上安装翻转平台、传输梁、液压泵；安装翻转、提升和阻滞液压卷扬机；安装翻转和提升用的定滑轮、动滑轮和钢丝绳筒整体验收，形成完工报告三、火炬塔架32.5m以上部分分段参数(见表1)火炬塔架分段示意图表1火炬塔架32.5m以上分段参数表分段名称外形尺寸（长×宽宽×高㎜）安装底标高/m安装顶标高/m净重量/t第=1\*ROMANI段（21000×211000）/（155877×155887）×205000EL+32.5000EL+53.0000134.5第=2\*ROMANII段（15587×155587）/（105000×105000）×240000EL+53.0000EL+77.0000115.5第=3\*ROMANIII段10500×100500×223600EL+77.0000EL+100.660094第=4\*ROMANIV段10500×100500×111800EL+100.6600EL+112.440037.4第=4\*ROMANV段10500×100500×111800EL+112.4400EL+124.220031.6第=4\*ROMANVI段10500×100500×112000EL+124.2200EL+136.220028.2第Ⅶ段10500×100500×88428EL+136.2200EL+144.662824注：塔架重量包含连接螺栓、直梯及小平台的重量（合计1t）。四、火炬塔架32.5m以上部分各段吊装计算和校核（见表2）表2火炬塔架32.5m以上各段吊装工艺参数分段名称主吊750t履带吊车车工况选择臂杆长度/m工作半径/m吊装重量/t额定起重量/t吊装负荷率第=1\*ROMANI段SLDB9130152.520275%第=2\*ROMANII段SLDB10530133.516580%第=3\*ROMANIII段SDWB84+4222104.512285%第=4\*ROMANIV段SDWB84+703047.96771%第=4\*ROMANV段SDWB84+703042.16763%第=6\*ROMANVI段SDWB84+843438.748.579%第=7\*ROMANVII段SDWB84+843434.548.571%注：750t履带吊215t级吊钩重13t，125t级吊钩重5.5t，主吊索具2t，平衡梁3t。分段塔架地面立装分段塔架地面立装正装法分段吊装就位正装法分段吊装就位五、塔架对接质量控制措施采用分段正装法，各段塔架在高空进行对接。由于火炬塔架的结构尺寸大、质量重，在吊装过程中可能产生变形；加上高空作业将影响操作人员的技术水平．为此采取如下措施：1、各段地面立装后，各段塔架的顶面及底面四边形的边长误差要控制在±5mm以内。2、正式吊装安装前各段首先进行预组装（两两组装），主肢法兰对接时螺栓100%穿进螺栓孔，同时测量北立面垂直度，确保塔架在高空吊装组对顺利进行。3、为避免塔架在吊装时受自重影响及横向挤压产生变形，特设置十字平衡梁（详见下图）辅助吊装，平衡梁下连接塔架的索具长度取2m左右。由于塔架上下端面为变截面，吊装时采用多个卸扣相连设置不等长索具来调整重心偏差，使塔架吊装底平面处于水平状态，以利于组对时把紧螺栓。4、为防止分段吊装时塔架变形，各段底部4根主肢的对角方向，采用倒链、钢丝绳进行软加固。以控制该端面尺寸，保证高空对接质量。5、采用激光铅垂仪来检查塔架的中心线，采用经纬仪来校正塔架的垂直度；通过在主肢法兰处加钢性垫片来调整垂直度，垫片加工成圆环形，圆环由边缘向中心有一定斜度，然后将垫片切割成四至八瓣的月牙形，再将斜垫片镀锌，接着将垫片按事先编好的顺序安装在法兰中，最后将斜垫片与一侧法兰的边缘分段焊接牢固，分段焊处需重新除锈和冷喷锌防腐处理。十字支撑式平衡梁详图六、火炬筒提升轨道安装调整火炬筒提升导轨的间距和垂直度直接影响到火炬筒的正常提升和拆卸，若导轨垂直度误差超过100mm或单段导轨的垂直度误差超过12mm，导轨在固定支架处的间距偏差小于14mm的则必须进行调整。与塔架北立面（即始终垂直地面的立面）垂直的方向，导轨垂直度的调整方法为：割除导轨支撑上与导轨相接的连接板，然后将导轨支撑管修短到合适尺寸，最后重新焊接导轨支撑连接板，完成导轨垂直度的调整。导轨东西方向的垂直度，主要由导轨支撑的长圆孔的位置确定，一般在工厂控制，现场不再考虑调整。导轨间距调整则采用在地面缩小火炬筒滑块间距的方法予以解决。七、火炬筒体安装单根火炬筒体分12节，在现场组焊成24.384m长的筒节5段和27.432m长的筒节1段（含3.048m长的火炬头），组焊后的火炬筒体连接采用法兰连接。火炬筒体与塔架之间的连接主要是依靠每节筒体顶部和底部的横担滑块嵌入塔架北侧的H型钢提升轨道内固定，施工时利用翻转、提升系统（见平面布置图）进行安装。筒体安装顺序：1、现场分段组焊火炬筒体，安装分段火炬筒的附筒管线、附筒电气仪表线，并并进行保温；安装每段火炬筒上的水平移动轮。2、将组装合格的6段火炬筒按安装顺序，用50吨履带吊摆放在传输梁的水平槽钢轨道上，最后在最顶部的火炬筒上安装火炬头。3、火炬筒体首段（带火炬头）提升时，先将筒体底部法兰与翻转平台用螺栓固定牢固，再将翻转动滑轮与火炬筒顶部的翻转吊耳连接，阻滞卷扬机绳索与筒体顶部的阻滞吊耳连接。4、启动翻转卷扬机和阻滞卷扬机，首节筒体将以翻转平台为旋转支点完成由水平到竖直的动作，然后通过垂直塔架导轨的开口进入轨道，封闭垂直导轨的上开口，摘除火炬筒上的翻转动滑轮和阻滞绳索，完成翻转工作。5、将提升动滑轮与首节火炬筒体底部的提升吊耳相连，卸掉火炬筒与翻转平台连接的固定螺栓。6、开启提升卷扬机，使首节筒体沿垂直导轨开始上升，达到要求高度（应为第二节火炬筒节高度加1.5m）后，停止提升卷扬机，至此该节火炬筒体安装完毕。在第二节火炬筒翻转进入垂直导轨与首节火炬筒完成连接前，提升卷扬机必须一直提着首节火炬筒。7、按上述方法完成第二节火炬筒的翻转入轨，然后在第二节火炬筒顶部放置密封垫片，回落提升卷扬机，将首节火炬筒放在第二节火炬筒上，用螺栓连接两筒节间的法兰。随后连接附筒的进气、蒸汽和公用设施管道，并将电源/信号电缆连接到附筒接线盒内。8、将首节火炬筒的提升滑轮摘除，安装在第二节火炬筒下部的提升吊耳上，将两节火炬筒体一起提升到要求高度（应为第三节火炬筒节高度加1.5m），再翻转第三节火炬筒体进入垂直轨道，如此重复作业，完成火炬筒的提升。摆放在传输轨道上的北区6节火炬筒体摆放在传输轨道上的北区6节火炬筒体正在翻转中的北区首节筒体正在翻转中的北区首节筒体翻转中的北区第二节筒体翻转中的北区第二节筒体正在翻转中的南区第6段筒体正在翻转中的南区第6段筒体八、高空作业安全防护措施由于火炬系统施工高空作业量多、危险性大，为此制定了相应的安全防护措施。(1)对750t履带吊车站位的地基进行换土、夯实处理，确保承载力大于300KPa；且在站位处和吊装时行走区域铺设路基箱，铺设前要准确放线并做必要标识。(2)吊装前需对起重机各系统进行检查，并进行试吊工作。(3)火炬塔架32.5m以下第一节主肢安装完毕后，以火炬为中心30m半径范围内拉设安全警戒线；分段吊装时以火炬为中心50m半径范围内应设专人警戒，非吊装施工人员严禁入内。(4)吊装段在空中组装时，仅需安装主肢法兰和主横梁斜撑增加法兰的螺栓，故该处在空中必须有脚手架平台。7个吊装段除了顶部的吊装段，其余6个吊装段在地面组装时，其顶部必须搭设4根主肢法兰的“井”字形脚手架操作平台和4根主肢的连通通道。(5)塔架施工不允许交叉作业，塔架上的工器具、螺栓、扣件等小物件必须放入包内，暂时不用时需在塔架上固定牢固，架子杆等长构件不用时需用铁丝固定在平台上。(6)夏季在塔架上施工，因温度较高，故人员应做好防暑措施，例如：现场设有固定饮水点，且配备藿香正气水、人丹等防中暑药品。九、质量控制要求由于目前国内尚无关于双筒体自提升塔架式火炬塔架的验收规范，《石油化工钢结构工程施工及验收规范》SH3507-2005也仅对固定式火炬塔架有要求，而对双筒体自提升塔架式火炬的质量验收没有详细要求，因此为确保火炬系统安装质量，特制订如下要求：1、到场的国外高强度螺栓必须经过力学和化学成分复验，方可使用；2、法兰接触面的贴含率不低于75%,用0.3㎜塞尺检查,插入深度的面积之和不得大于总面积的25%,边缘最大间隙不得大于0.8㎜；法兰间隙超过0.8㎜时应用月牙形斜垫片垫实；3、塔架垂直立面的整体垂直度≤100mm，且每两层的垂直度≤12mm；4、已安装的结构单元,在检测调整时,应考