2.5万吨年双氧水装置φ4500φ5200×42000萃取塔萃取塔制造安装施工工艺.doc
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1、2.5 万吨/年双氧水装置 4500/520042000 萃取塔 制造安装施工工艺 目 录 1、萃取塔结构简述 .1 2、主要技术要求 .1 3、制造难点及应对技术措施 .2 4、总体施工方案 .3 5、制造安装工艺 .3 5.1 塔体分段预制(见图 1) 3 5.2 塔体 4500 段组对 .8 5.3 塔盘支承环安装 .10 5.4 5200 段(第四大段节)筒体安装 14 5.5 塔体吊装 .15 5.6 支承梁安装 .19 5.7 塔体水压试验及基础沉降观测 .20 5.8 塔板安装 .20 6、塔内酸洗钝化 .22 7、人力资源计划 .23 8、施工进度计划 .23 9、施工机具及措
2、施用料需用计划 .24 10、安全生产 .26 1、萃取塔结构简述 4500/520042000 萃取塔为 2.5 万吨年双氧水(折 100浓度) 装置中的关键设备,能否生产出符合设计浓度(27.5)的双氧水(H 202) 即决定于此塔。该萃取塔的工作压力为常压,工作介质为 H2O、H 2O2。该塔总 高 42m,由裙座、4.5m 及 5.2m 不锈钢筒体组成,其材质为 0Cr18Ni10Ti。塔内设置 51 层塔盘,每层塔盘由支承环、支承梁及塔板构成。 该塔总重量 105t,其直径、高度及生产能力目前尚属国内及亚洲地区双氧水 生产装置中的同类塔之首。 2、主要技术要求 2.1 塔体直线度允差
3、为 26mm,安装垂直度允差 30mm。 2.2 塔盘安装后整个面上的水平度允差为 4.5mm;塔盘搭接间隙允差 0.1mm,对接间隙允差 0.2mm。 2.3 塔盘支承环与塔壁焊接后,其上表面在 300mm 弦长上局部平面度均 不得超过 1mm,整个支承环上表面应在同一水平上,该平面的水平度允差为 2.5mm。 2.4 相邻两层支承环间距的允差不得超过3mm,任意两层支承环间距的 允差在 20 层内不得超过10mm,20 层之外不得超过20mm; 2.5 所有 A、B 类焊缝进行 20%射线探伤,且不小于 250mm,级为合格。 2.6 塔内表面作酸洗钝化处理,所形成的钝化膜采用蓝点法检查,
4、无蓝 点为合格。塔内壁及内件表面应打磨光滑、平整。 3、制造难点及应对技术措施 3.1 双氧水特性简介 3.2 由于双氧水极易分解,对其生产装置中的设备及管道的材质有特殊 要求,该塔的塔体及内件材质和焊材均应符合设计要求。故在制造该塔的全 过程中必须严格执行有关主材及焊材的控制程序。 3.3 由于双氧水的渗透性非常强,故对生产设备及工艺管道的焊缝质量 要求很高。为了保证焊缝质量,该塔的不锈钢板材及构件之间全部采用熔化 极氩弧焊,并要求将内壁的所有焊缝打磨光滑。 3.4 为了保证塔板的安装尺寸,塔体的直线度及椭圆度应严格控制在允 许误差范围内。塔体分段制作时,每节筒体的上下两端面均应垂直于筒体轴
5、 线。筒体预制时,在各节筒体的两端设置胀圈,以控制筒体的椭圆度。塔体 组对时采用激光准直仪测量塔体的实际轴线,以控制塔体的直线度。 3.5 为了保证每一层塔盘安装后在 4.5m 范围内的水平度符合设计要求, 51 层支承环及支承梁上表面的水平度必须控制在 2.5mm 之内。为此,塔体 (卧式组对)焊接完成后安装支承环时,51 层支承环均应垂直于塔体轴线。 支承环安装定位线的标定是支承环安装的头道关键工序,为了准确地划出 51 层支承环的安装定位线(基准线) ,采取“轴线投影校正法” 。即在塔体的中 心拉一根 0.5mm 钢丝作为塔体的轴线。在钢丝上挂吊线锤,旋转塔体,每 间隔 45,利用线锤在
6、塔内壁标出一根塔体轴线的投影线,以此 8 条平行线 为基准分别校验与 51 层支承环的安装定位线的垂直度,以保证每圈定位线所 在的平面均垂直于塔体的轴线。 当 51 层支承环安装焊接完成后,竖立塔体。以支承环为基准,利用同一 块样板(靠模)安装各层支承梁,以保证 51 层支承梁的主梁及支梁的安装尺 寸均符合设计值。 4、总体施工方案 该塔采取在现场分节预制,塔体卧式组对焊接成形,整体吊装就位的施 工方案。施工程序如下: 5、制造安装工艺 5.1 塔体分段预制(见图 1) 如图 1 所示,先将塔体按板料的宽度分为 28 个小段节(不包括裙座) , 然后组对成 4 大段节。此项工作在距离安装现场约
7、 400m 的预制场进行。 5.1.1 段节预制 (1)根据板料尺寸,绘制排版图,按设计图确定人孔、管口、塔盘支承 环的位置,并按有关标准调整其与纵环缝间的距离,将塔体纵环缝的位置作 最终确定。壁厚 16mm、12mm、10mm 三种规格的筒节展开下料长度分别为 14187mm、14175mm、14169mm(名义长度) 。4500、5200 段尚需根据下封 塔体分段预制 塔体卧式组对 焊接 塔内支承环划线、安装、焊接、打磨 塔体吊装塔外钢平台安装塔内支承梁安装、焊接、打磨 塔体水压试验及基础沉降观测 塔板地面预装 塔板安装 中间验收塔体封闭塔内酸洗钝化 头、变径段、上封头的口径,修正相关筒节
8、的下料长度。 每一节筒体由两块等长板组成。下料划线设专人专尺,日温差较大时宜在上 午 10 时之前量尺划线,以缩小温差对尺寸的影响。依照排版图标注的 0线, 将每块板上的 0线在划线时标出,并由筒体内壁引至外壁,作为组对筒体 时的基准方位线。使用油性笔(极细端)划出每块板的中心线、切割线、检 查线。使用等离子割枪沿线外 2mm(留线)切割下料,采用刨边机加工坡口。 刨边成形的板,其长度允差为+1、-0,宽度允差为0.5mm,两对角线相差不 大于 2mm。 由下封头往上的第 2 节筒体下料划线时,距离边线(长边)500mm 划一 根平行线,钢板卷圆后该线应在筒体内壁,并用样冲标记。该基准线将作为
9、 第 1 层塔盘支承环安装定位线,也是塔体组对后拉尺量取 51 层支承环间距的 基准线。 (2)卷板 在三辊卷板机上(辊轴外圆包裹帆布)卷制半园弧板,按照压头分次 卷制样板检验成形的工序进行。弧形样板弦长为 1500mm,样板与弧板之 间的间隙不应大于 0.5mm。卷制过程中用龙门吊配合作业。 (3)筒节组对 将两半园弧板立放于组对平台上拼装找园。纵缝不留间隙,每道纵缝点 焊固定外弧加强板三块。采用半自动氩弧焊将纵缝内外焊完。 (4)裙座制作 裙座应符合以下要求:a、裙座上口平面与底环板平面平行且垂直于轴线, 其允差应小于 2mm;b、上口椭圆度允差应小于 2mm;c、裙座外壁划出 0线, 裙
10、座壁板所有孔洞暂不切割。 16 15004+12 15005+1000+600=15100 732 图 1 萃取塔分段组对示意图 10 15002+500+1360=486010 15005+1000+600=910012 15005+1000+600=910016 150010=15000 10 15002+500+1360=4860 第 4 大段节 7t 10 15005+1000+600=9832 第 3 大段节 17.3t =16 2010+15006=11010 第 1 大段节 25.9t 第 2 大段节 23.6t第 大段节 23.6t 5.1.2 分段组对 (1)将每 4(或 3
11、)节筒体组对成一段,倒装。由 8m10t 龙门吊 配合作业。4 节筒体的 0线必须组对呈一条直线,拉线测量偏差应 1mm。环缝不留间隙,=16、12、10 壁板均间隔 200 点焊 50mm。用氩 弧焊在筒内壁点焊。先将内环缝焊完,外环缝暂留盖面层不焊,待筒体 卧放时平焊盖面。 其组对工艺如图 2 所示。 (2)第 1 大段节组对 如图 1 所示,第 1 大段节与封头及裙座相连接。该段组对顺序为: 第 1 节筒体与封头连接与裙座连接(立式组对)第 2、3、4 节筒体 组对完成后与第 1 节筒体连接。每个大段节组对时,必须使各节的 0 线组对呈一条直线。每大段节组对过程中,在离环缝 50100m
12、m 圆周处 设置图 3 所示胀圈,先胀圆后施焊。胀紧后其椭圆度应小于 3mm。胀圈 对口环座 胀圈支架 吊装抱箍 十字扁担 4500 2t 千斤顶 支 架组对平台 胀圈 筒体 图 2 分段组对示意图 拆卸之前采用临时支撑杆加固,支撑杆用 763.5 钢管。每套用 4 根 形成米字撑。 (3)第 2 大段节组对 每 4 节筒体组对完成后,将其组对成第 2 大段节(卧式) 。胀圈设置 如图 3 所示。筒体组对过程中,由 8m 龙门吊和 30t 吊车配合作业。 (4)第 3 大段节组对 第 3 大段节与变径段相连接,注意控制该处环缝的错边,其它与第 2 大段节组对工艺相同。 (5)第 4 大段节组对
13、 转胎 胀圈弧形撑板(16 块) 正反扣支撑杆(16 支) 中心园盘 筒壁 图 3 胀圈装置示意图 第 4 大段节 5200,直筒段长度 3500,由 3 节组对成形。与上封头 相连接的筒节,注意控制其错边量,该段立式组对。 5.2 塔体 4500 段组对 5.2.1 组对场地平面布置 为了确保塔体制造质量,组对场地需砼地面约 400m2,厚 200mm。组 对场地设在萃取塔基础的北侧(见图 4) 。塔体组对找正及施焊时需搭设 遮阳棚 300m2,棚高 8m。场地布置如图 4 所示。 5.2.2 运输 (1)第 1、2、3、4 大段节的重量分别为 25.9t、23.6t、11.3t、7t。用
14、30t 平板车 1 台、50t 吊车 1 台、30t 吊 车 1 台完成 4 大段筒体的倒运工作,分别将各大段筒体由预制场运至安 装现场。 36000 12500 第 1 大段 节 第 2 大段 节 第 3 大段 节 200 砼组对坪 图 4 1 至 3 大段节筒体运至现场摆放位置示意图 萃取塔基础 厂区道路 (2)筒体在装卸运输中的防护 为了防止塔筒体在装卸及运输过程中发生变形,筒体的两端用胀圈 加固,中间用支撑杆加固。第 1、2、3 大段卧放时两端设置鞍座,与筒 体接触弧长为 90,中间隔垫 =5 橡皮。吊点设在鞍座上。如图 5 所 示。第 4 大段节呈立式放置吊运,下垫 =20 木板,筒
15、体下口用支撑杆 加固。 5.2.3 第 1、2 大段节组对 第 1、2 大段节筒体长 26110mm,重 49.5t。组对工艺如图 6 所示。 图 6 所示,利用 50t 和 30t 吊车抬吊,将两大段节筒体分别吊装于 转胎上。用激光准直仪找中心,通过调整转胎水平及垂直方向的位置, 使两段筒体的轴线位于同一条直线。当环缝间隙不均时,在筒体外园周 点焊纵向加固板,控制纵向收缩变形。其调整方法:激光准直仪安装在 裙座中心部位,以筒体的首尾两中心点为基准,校正激光束,然后观测 激光束在筒体中部中心板上的投影偏差,对中间两组转胎作相应调整, 使中部中心点与激光投影点相重合。此时筒体的实际轴线即呈一条直
16、线。 90 R2270 2267 2265 =5 橡皮 10 # 12 # 制作 6 套 吊点 1000 图 5 鞍座示意图 施焊过程中随时观测轴线的变化,可用先、后焊接的方法纠正其偏 差。 5.2.4 第 1、2 大段与第 3 大段节组对 第 1、2 大段与第 3 大段节筒体全长 35942mm,重 66.8t(不含塔盘 支承件) 。拆出图 6 所示中间的其中一组转胎,用于支承第 3 大段节筒体, 利用 50t 吊车将第 3 大段吊装于转胎上。其轴线找正方法同 5.2.3 条。 4500 段 塔 体 焊 接 完 成 后 , 将 位 于 塔 盘 700mm 层 间 的 人 孔 开 孔 , 50
17、0 人孔短管及补强圈暂不安装。 5.3 塔盘支承环安装 5.3.1 用筒体轴线投影法校验内壁方位线 (1)4500 塔体内壁的 0线 已 在 筒 体 组 对 时 划 出 , 尚 需 将 90、 180、270方位线划于筒内壁。划法为: 以 0线为基准,将壁内园分为 4 等分,分别在筒体的两端及中部 图 6 第 1、2 大段节组对找正示意 图 中心点 中心点中心点 中心架 砼地坪 激光准直仪 激光束 中心点 转胎 胀圈(3 套) 转胎调节机构 26110 第 1 大段节 25.9t 第 2 大段节 23.6t 中心点 分取等分,将相应三点分别连成三条直线。包括原已划定的 0线,即 已构成 4 条
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