低温罐穹顶气升施工方案.docx
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1、宁波瑞福特气体储运有限公司20,000m3低温乙烯终端和配套公用工程低温罐穹顶气升施工措施批准:审核:编制:中国石化集团南京工程公司宁波瑞福特气体储运有限公司20000m3低温乙烯终端和配套工程项目部2011年07月13日目录1. 0概述12. 0编制依据13. 0主要施工程序24.0主要施工措施24. 1平衡装置34. 2密封系统64. 3风机系统94. 4吹升准备104. 5预气升124. 6吹升134. 7罐顶气升计算145.0 HSE控制措施185. 1气顶升工具的检查185.2电源的控制195. 3预气顶升的控制195.4 气顶升过程控制195.5 高空作业和防坠落195.6 其他控
2、制措施205. 7突发事件应急救援预案215. 8气顶升风险评估及安全防护措施226.0用电保证措施247.0气顶升过程中可能出现的其他问题248. 0质量保证措施259.0气顶升人力计划2610.0气顶升设备机具及手段用料计划27附件301.0概述20000m:乙烯低温罐为全容罐,外罐为圆筒状预应力钢筋混凝土结构,底板和穹顶混 凝土结构中无预应力体系。桩基以上部分由罐底板、筒体墙、环梁和穹顶组成。混凝土筒 体墙外径36300mm,内径35000mm,筒体墙壁厚650mm,筒体墙高度25130mm,从底板至 穹顶顶部高度为33020mm,墙体上端设承压环,上有拱状球形结构金属拱顶,由径向梁和
3、环向梁组成网架结构,网架上铺设外罐顶板。拱顶上部分层浇注混凝土,穹顶混凝土最薄 处为300mm。储罐混凝土外罐壁内侧有一层防潮板(通过预埋件贴在外罐壁内侧并进行密 封焊接),罐底由三层钢板及保冷层组成,最下层底板为防潮板,中、上两层底板为5%Ni 钢材质,每两层底板间铺设泡沫玻璃砖保冷层。防潮层材质为S275J2,厚度为5mm,内罐 材料为5Ni钢,半径为16500mm,高度为24400mm,罐底边缘板为8mm,中幅板为5mm。壁 板共 8 层,自下向上分别为 12. 5mm, 11. 5mm, 9. 7mm, 8. 2mm, 6. 6mm, 6. 4mm, 6. 4mm, 6. 4mm 内悬
4、挂顶为铝合金平顶结构,材质为5083-0,通过吊杆悬挂在外罐拱顶主梁上。罐壁无管 口,所有管线都由罐顶开孔与罐内连通,罐内管线、吊挂以及平台走道材质为SS304。吊顶保温和壁板保温使用玻璃纤维,外墙和内罐间填充珍珠岩。本次低温罐穹顶及悬顶通过气升方式进行就位,本方案仅对现场罐顶的气升进行指导 施工。2. 0编制依据1、宁波瑞福特气体储运有限公司20, 000m:低温乙烯终端工程乙烯低温罐工程合同 及设计交底。2、德国TGE公司设计图纸。3、本公司多年来施工工程管理经验。4、本项目编制的低温罐安装施工方案。5、 5074/TH37/PCD/1900/0001 Method statement f
5、or storage tanks mechanical erection.6、 5074/TH37/PCD/1900/0003 Method statement for steel roof erection of storage tanks.7、 5074/TH37/PCD/1900/0004 Method statement for roof air raising of steel dome roof.8、 5074/TH37/QAP/1900/0001 Quality assurance and quality control plan for steel part.9、5074/TH
6、37/TSP/1900/0002 Inspection requirement for metallic works of storage tank.10、5074/TH37/TSP/1900/0009 Specification for pressure test of pump column and N19.11 5074/TC37/ITP/1900/0001 Inspection and test plan.3. 0主要施工程序低温罐穹顶及悬顶在混凝土罐内底部安装临时支撑,在临时支撑上进行穹顶及悬 顶的组装。气升前要求除穹顶梁与承压环连接筋板、悬顶外边缘与内罐连接盖板、罐 顶接管不安装外
7、,其余所有部件均安装完,接管套管、盖板及补强板、无套管接管及 法兰、穹顶上方所有剪力钉均需全部安装完,检试验完。穹顶(悬顶)制作一平衡装置安装f密封装置安装一封门及风机安装一预气升f 气升一穹顶就位一穹顶与承压环焊接一密封装置及风机拆除。4. 0主要施工措施本次低温罐穹顶设置14根钢丝绳作为平衡装置,上端利用吊耳固定在承压斜板外边 缘,下端穿过穹顶后固定在对面环向预埋件上。穹顶下方周边安装密封装置。主门洞设置 风道,安装2台鼓风机,其中1台备用。小门洞设置人员通道,通道设置两道门,中间为 减压舱(见密封系统)。门洞密封板与混凝土罐内壁预埋件焊接,密封板材质与预埋件材 质相同。示意图如下:D =
8、 35n罐顶气升平衡系统图4.1 平衡装置从外罐承压环上均匀设置14个平衡装置临时支撑,并用钢丝绳由临时T型支撑经外 罐顶边缘设置的滑轮转至穹顶下方,再设置滑轮引至外罐底部环向预埋件固定端上锁紧。 在安装过程中一定要保证14根钢丝绳的绷紧,且各根钢丝绳的松紧程度一致,以保证罐 顶在各个方向所受的力相等。1、固定端穹顶平衡装置上端利用吊耳及卸扣将钢丝绳固定在承压斜板外边缘:如下图:上部固定端卜部固定端吊耳采用6=12钢板(S275J2)制作,吊耳尺寸为100X 100,中间孔洞直径630,与 承压环斜板采用双面满焊,焊角高度为10mm。下部采用在混凝土罐内壁环向预埋件作为固定端,可在预埋件上焊接
9、临时吊耳栓拉钢 丝绳,吊耳尺寸同上。2、拉绳平衡装置设置14根拉绳均匀分布。拉绳采用13钢丝绳制作,两端分别固定在环梁 预埋固定端及下部临时吊耳上。每根拉绳自上而下穿过穹顶板绕过导向轮再横穿至对面的 另一个导向轮,绕过导向轮后固定在下部固定端上。每根拉绳两个固定端应呈中心对称。拉绳穿透穹顶顶板位置设置长圆孔,宽度为30mm、长度为60mm,孔洞周边采用棒式 磨光机打磨光滑,不得存在毛刺及棱角,以防损伤钢丝绳。孔洞位于顶板中心半径16700mm 圆上,角度分别为 21. 5。、48. 21、73.93 、99. 64、125.36, 151.04、176. 78、 2015、228.21、253
10、. 93、279. 64、305. 36、331.07、356.78 ,在拆除平衡 装置后采用与穹顶顶板同材质同规格钢板搭接覆盖封堵。导向轮固定在穹顶顶板下表面上,可提前将导向轮安装在钢板上,然后利用方帽及圆 销子将导向轮固定在穹顶顶板上(要注意圆销子插入方向同钢丝绳走向)。方帽采用与罐 顶板同材质的钢板(6=38)制作,与顶板采用四周满焊,焊角高度为6mm。导向轮安装 板采用12X500X500钢板制作。3、支架拉绳在上部固定在固定端后需利用T型支架转向,支架焊接在承压环斜板上,两侧设置斜支撑,上部设置横向支架,横向支架两端采用半圆管作为支撑点,防止损伤钢丝绳。T型支架内挑超过承压斜板内侧边
11、缘276mm,3、拉绳锁紧外侧挑梁端点至预埋件上方。平衡装置拉绳安装后应采用拉力计进行测量,最终采用花篮螺丝调节,确保每根拉绳 拉力相当。拉力以现场钢丝绳绷紧为准(约为1.5吨)。钢丝绳预拉紧必须对称进行,首先预紧的是对称的4个方向的钢丝绳,并依此为基准 进行其它钢丝绳的张紧。调整后对钢丝绳方位和垂直度进行检查。确保单根钢丝绳在一个垂直的平面内。4. 2密封系统拱顶边缘密封:将U形夹安装在拱顶下部边缘上密封,U型夹采用64.0的E-7018 焊条制作,间距为400至500nlm。将密封材料嵌入U形夹中并使用铁丝绑扎牢固,密封材 料之间使用胶带粘贴牢固;密封材料与拱顶之间采用胶带粘结。密封材料选
12、用密封帆布,宽度为L6米,对折后内覆13X13X1的钢丝网作为弹性支 承,两层密封帆布之间涂抹粘结剂,使两层密封帆布粘结在一起,防止在吹升过程中空气 进入。密封装置每隔2米采用方帽及圆销子与顶板锁紧。密封安装图MH 10 KMf密封构造图临时门洞密封:用6mm钢板封闭大小临时门;钢板四周与洞口周边预埋件焊接密封, 与墙体预埋件相焊位置钢板采用和预埋件同材质的钢板制作,待穹顶气升完清除密封板后 对焊缝位置进行补焊、打磨合格后再进行PT检测。为增强临时门密封板的刚性,采用120槽钢作为临时门密封板加强筋,小门增加横纵2根加强筋,大门增加两横两纵4根加强筋, 加强筋安装在罐壁内侧。TCP系统预埋件密
13、封钢板ana.成压舱u 人员通S一门洞120 ;a003小门密封图TCP系统预埋件门洞加强筋1200CU9E拱顶人孔、各接管的管口封闭,对于直径大于500mm的接管及套管密封板,外侧应增 加十字筋增加强度,防止在气吹过程中发生变形。4. 3风机系统根据风机图纸制作风道并正确安装风机(2台:包括1台备用),根据风机参数配备 2台发电机(备用)。由专业电工接通它们之间的电源线路。通风管及风道(2组)。风机安装在主洞口附近地面,地面采用混凝土硬化,并预埋 地脚螺栓,将风机固定在地面上,风机安装过程中应由专业钳工进行安装,确保风机正常 运行。风机出口采用风道通过主洞口密封板进入关内。风机出口为长方形,
14、尺寸为800(高) X730 (宽),风道尺寸同风机出口,风道全部采用焊接接头。在风道上正确安装控风板, 以控制进入的风量。控风板安装方法为:风道正上方开730X12方形孔,内插720X900 X10钢板作为控风板,风道控风板两侧各焊接两块扁铁形成控风板滑槽,控风板上方设 置龙门架挂设倒链用以控制闸板。在控制阀后面增加软连接,软连接采用密封帆布制作, 软连接两端与风道采用方形法兰连接。7 V7 ,大门密封板风道(800X730)闸板(6 =101V V VV V V VV V、软连接。混凝土地面v v v v v v vy 7 V V V V V V v7风机安装示意图同时在罐顶上部利用一个6
15、500的接管套管作为放风口,用以控制罐内压力来调节穹 顶上升速度。放风孔盖上栓挂双麻绳(双方向控制)并延伸至承压环上部,在穹顶气升过 程中安排专人负责,根据指挥指令调整放风孔开启程度。放气孔的结构图风机在安装完毕后预吹升前应进行风机试运行试验,同时对电源转换柜、发电机进行 电源转换试验,确保穹顶吹升过程中设备正常运转。4. 4吹升准备(1)罐底5个排水口已封堵。(2)外层混凝土罐体浇注完成,且必须保证上部混凝土环梁的强度达到要求,并应 有环梁混凝土产品试块报告。对混凝土罐体的内径允许偏差、椭圆度、垂直度、是否存在 凸起或是较大的凹坑进行复验。(3)混凝土环梁预应力(下两圈)结束。(4)环置在外
16、层水泥罐体顶部的承压环的焊接工作是否完成,椭圆度,标高,内径 允许偏差是否都在规范的要求之内。(5)确认罐顶钢结构,顶板的安装和焊接工作全部完成,罐顶下方的铝吊顶及其走 台已安装就位,吊顶下方的冷却管线已安装和焊接完毕并完成了相关的检验(如:焊口的 射线检验等),罐顶穿管安装焊接完毕。用于罐壁板安装的电动葫芦,滑线轨道都已安装 完毕并运转正常,根据外层水泥罐壁内径的测量报告,对罐顶盖板的边缘进行切割,保证 罐顶盖板与外层水泥罐壁之间的间隙,避免罐顶盖板在气升期间发生卡塞现象。(6)拆除与临时支撑的连接;(7)采用临时材料封闭外罐混凝土临时大门和罐顶开孔等;(8)设立送风系统:在外罐壁临时大门等
17、处,设两个风道,采用两台鼓风机(1台 备用)向罐内送风;同时配备临时发电机,防止气升中途停电。送风系统(鼓风机,风道, 风门,调风装置)的安装完成,在风机安装就位前要对风机的送风性能进行测试,保证在 罐顶气吹时的送风压力。用于布置风机的平台一定要牢固,防止风机运转时产生的震动, 如果在气升期间风机产生的震动造成轴温升高,风机停止的话将有可能造成整个气顶升的 失败。(9)临时锁紧装置准备:利用H160型钢制作(将H160型钢自腹板一剖为二)锁紧 装置,在罐顶吹升到位后需利用锁紧装置将所有外罐穹顶主梁与承压环临时锁紧,锁紧装 置与穹顶梁焊接时要利用与穹顶梁同材质的钢板进行隔离。然后进行顶板与承压环
18、的组对 焊接,临时锁紧装置应在穹顶主梁与承压环连接筋板焊接完后进行拆除。锁紧装置见下图:V7 j 7 (9)设立监控系统:罐顶气升前罐内压力监测系统安装完毕(罐顶和临时大门处各 安装一个“U”型管压力计)用于监测气升期间罐内压力,气升时罐内压力约为200mm水 柱左右O(10)罐顶气升平衡性观测尺安装完毕(应在罐顶0 ,90 , 180 ,270四个方位 各布置一把盘尺,用于测量罐顶上升的速度和倾斜量),气升过程中随时根据现场情况调整 平衡配重,如一侧发生较大的倾斜,可利用塔吊向罐顶倾斜的相反方向加一定重量的钢筋 进行现场调整。如平衡配重计算准确,这种问题一般不会发生。(11)检查供电系统是否
19、正常,确保鼓风机在吹升过程中供电系统正常;(12)气升期间的天气情况是个值得关注的问题,应选择晴朗无雨的天气进行气吹顶 升工作,保证罐顶就位时的焊接。(13)按检查表项目(见附件)由监理单位、总包单位(EPC)、分包单位三方进行联 检并确认。(14)技术交底在气升前,召集所有人员开气顶升交底会,详细解释操作方法,应包括以下内容:设置完善的气顶升责任矩阵;向鼓风机操作人员解释在现场如何进行操作,以及需要检查的内容和需要向气升总 指挥负责人提供的信息;解释如何读取U型压力计和尺子读数。解释当电源或鼓风机发生故障时如何处理。当罐顶开始升起时,罐内检查人员应立即撤离罐外;严禁在对讲中闲聊;气顶升总指挥
20、与关键岗位之间的通讯使用双频道;在气顶升职责矩阵中的关键岗位的人员,一定要悉本职岗位的操作事项。4. 5预气升为保证气升能正常进行,防止发生安全质量事故,故在穹顶正式气升前进行预气升, 用以检查气升各系统的可靠性,是否罐顶不受临时支柱的约束,及罐顶重心的稳定性;1、开始启动1#号鼓风机(鼓风机编号需气升前编制好),起初主要检查密封情况;2、增加风量使罐内压力逐渐增加,此时要注意观察“U”形管中水柱压差,控制水柱 液位差变化值速率不大于1L5cm/min,直到罐顶慢慢离开临时支撑,记录此时的U型 压力数值;3、继续增加风量直到所有的罐顶脱离临时支柱至少500mm,记录此时的压力值,这 时检查临时
21、支柱与罐顶之间的脱离高度,如果偏差过大,那么采取增加配重方式,保证罐 顶中心的稳定性;同时检查密封情况;4、紧接着检查平衡系统的滑轮是否正常;5、切换电源到2#鼓风机工作,目的是测试从1#鼓风机关闭到启动2#鼓风机的时间 是否能继续稳定罐顶。6、关闭2#鼓风机,罐顶落回到临时支柱上;7、为防止穹顶在回落过程中发生轴向移动而使主梁无法回落至原立柱上,故在0、 45、90、135、180、225、270、315八个位置支柱上增设导向装置。导向 装置采用20#槽钢制作,每2个位置组成一组,保证穹顶在下降过程中能顺利会落在支柱 上。如下图:4. 6吹升(1)经检查确认吹升准备工作已全部就绪后,再次检查
22、确认所有的设备和人员就位, 气顶升即将开始时,确认鼓风机及电源在正常工作状态。(2)启动1#号鼓风机,慢慢增加风量达到压力顶起罐顶;当罐内的风压使罐顶缓缓 上升时,位于罐顶的人员要读取四个位置尺的数据判断罐顶上升时是平衡的。(3)继续增加压力和监控罐顶的上升情况,密切关注罐顶密封情况和平衡状态,同 时检查确认14个导向钢丝绳工作正常;继续增加压力和监控罐顶的上升速度,并确认罐 顶一直保持在平衡状态。(4)根据罐顶上升的速率和上升的过程中罐顶的平衡状态,可适当的加大风机的进 风量,加快罐顶的上升速率,但上升速率不宜过快,升速在200300mm/min为宜。(5)当罐顶距就位处还有2000mm时,
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