呼图壁储气库放空火炬吊装技术
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【摘要】本文介绍了新疆呼图壁储气库放空火炬采用履带式吊车分段吊装技术，包括火炬的分段受力计算、吊装设备索具选用、施工程序等。
【关键词】放空火炬；履带吊车；分段吊装；受力计算；机索具选择；施工程序
一、工程概况
1.1呼图壁储气库集注站放空单元高压火炬筒体直径DN900，总高95米，重量46吨；另设置火炬塔架一座，该塔架为正三边形变截面空间管式桁架法兰连接结构，塔架设计总高为93.7米，重量180.5吨，塔架底部尺寸为20m×20m×20m。
1.2本工程塔架所用钢管采用热轧无缝钢管，钢管及连接板主体材质为Q345-D，爬梯、平台钢板及其它构件钢材材质为Q235-B。
1.3塔架整体采用热浸锌防腐，制作前钢构件表面均应进行喷砂（抛丸）除锈处理。
1.4火炬塔架采用工厂制作，分段、分部件现场组装，筒体现场组对焊接及防腐，塔架和筒体地面分段组合然后分段吊装。
二、吊装作业程序
2.1总体布置
根据呼图壁地区周边可调用的400吨履带吊性能特点，火炬及塔架吊装拟分4段进行，每段技术参数经过核算详见火炬分段参数表。火炬第一段（筒体及塔架）高度21.7米，塔架跨度20米，可直接在基础上组装，为保证火炬分段吊装空中组对顺利，火炬各段分段处采用法兰连接，火炬21.7米以上各段宜在地面进行整体预组装。
2.2施工程序
2.3吊装前的准备工作
2.3.1按照平面布置需要，将施工场地平整压实，应能满足大型机械及施工车辆作业需要；
2.3.2按方案要求安装各吊装段主吊耳和辅助吊耳，配置相应的吊索；
2.3.3火炬部件宜在地面全部安装完成，以减少高空作业工作量，且在第一、第二、第三吊装段上部设置操作平台，方便操作人员空中组对。
三、火炬吊装施工步骤
3.1第一段火炬筒体安装就位
第一段火炬筒体高度按照火炬吊装分段第一段高度进行制作，第一段火炬筒体高度为21.7+1米，重量14吨，采用50吨汽车吊做主吊车，臂杆长度为25.4米，作业半径6米，起重能力为16.3吨，可以满足吊装需要，吊耳可以采用捆绑式吊耳，辅助吊车根据该段筒体重心位置，计算受力情况选择吊车及工作参数。
3.2第一段塔架安装
第一段火炬筒体就位后，就可以进行第一段塔架的安装，第一段塔架结构可以在基础上直接进行组对安装，为了尽量减少高空作业工作量，塔架在地面上尽量组对成较大的结构单元，然后吊车配合进行安装，操作人员在事先搭好的脚手架上操作。
3.3第二段火炬吊装
第二段火炬在第一段火炬安装完成，21.7米层操作平台搭设完成后进行。第二段火炬包括筒体重量为72.5吨，主吊车采用400吨履带吊车，H工况，臂杆长度66米，工作半径16米，起重量为95吨，辅助吊车采用2台70吨汽车吊，臂杆长度18.9米，工作半径6米，起重量为33.5吨。
在各段火炬上部三个立柱节点处各设置一个板式吊耳。
3.4第三段火炬吊装
第三段火炬吊装在第二段火炬安装完成后进行，第三段火炬包括筒体重量为44吨，主吊车采用400吨履带吊车，HDB工况，臂杆长度117米，工作半径30米，起重量为66吨，辅助吊车采用1台70吨汽车吊，臂杆长度26.6米，工作半径6米，起重量为22.5吨。
3.5第四段火炬吊装
第四段火炬吊装在第三段火炬安装完成后进行，第四段火炬包括筒体重量为28吨，主吊车采用400吨履带吊车，HDB工况，臂杆长度117米，工作半径30米，起重量为66吨，辅助吊车采用1台50吨汽车吊，臂杆长度26.6米，工作半径6米，起重量为16吨。
3.6火炬头吊装
第四段火炬吊装完成后，火炬头单独进行吊装，吊车采用400吨履带吊车HDB工况，臂杆长度117米，工作半径30米，操作人员在93.5米平台安装连接。
四、火炬吊装受力计算
4.1第二段火炬吊装受力计算
4.1.1计算载荷
4.1.2第二段火炬抬头时受力计算。第二段火炬吊装，首先将火炬段由水平状态吊装成为垂直状态，由主吊车和辅助吊车配合完成，主吊车吊点设在上部横梁与立柱节点处，辅助吊车吊点设在该段距离底部5米处的节点处。该段计算载荷93.78吨，重心位置距离该段底部约12.04米。
辅助吊车受力：
主吊车受力：
根据以上计算，主吊车采用400吨履带吊车H工况，臂杆长度66米，工作半径16米，起重量为95吨，辅助吊车采用2台70吨汽车吊，臂杆长度18.9米，工作半径6米，起重量为33.5吨，可以满足吊装需要。
4.1.3吊装绳扣受力计算：
主吊装绳扣受力计算：主吊装绳扣系挂在主吊耳和主吊车吊钩之间，主吊耳设在火炬段上部梁和柱节点处，主吊装绳扣共三根互成60°夹角。主吊装绳扣最大受力发生在火炬段直立状态，最大载荷为93.78吨，则每股绳扣受力为：
主吊装绳扣选用Φ47.5-6×37-170钢丝绳，长度基本与本段火炬上部横梁长度一致为20米双股使用，其破断拉力为117.5吨。
主吊装绳扣安全系数：
安全系数大于6，所以所选主吊装绳扣是安全的。
4.2第三段火炬吊装受力计算
4.2.1计算载荷
4.2.2第三段火炬抬头时受力计算。第三段火炬吊装，火炬抬头从水平状态到垂直状态与第二段相同。该段计算载荷59.29吨，重心位置距离该段底部约10.98米。
辅助吊车受力：
主吊车受力：
根据以上计算，主吊车采用400吨履带吊车H工况，臂杆长度117米，工作半径30米，起重量为66吨，辅助吊车采用2台50吨汽车吊，臂杆长度18.1米，工作半径6米，起重量为23.2吨，可以满足吊装需要。
第三段火炬吊装主副绳扣采用第二段火炬吊装绳扣。
4.3第四段火炬吊装受力计算
4.3.1计算载荷
4.3.2第四段火炬抬头时受力计算。第四段火炬吊装，火炬抬头从水平状态到垂直状态与前同。该段计算载荷39.93吨，重心位置距离该段底部约11.4米。
五、火炬各段吊装参数统计计算
这里仅对火炬塔架柱和梁进行了统计和计算，得出火炬各段近似重心位置，作为火炬各段抬头时，主、辅吊车受力的计算依据。
六、吊装过程
6.1吊装前检查，吊装各系统设置完毕后，对各系统设置进行细致认真的自检和联合检查，发现问题及时整改，直至达到要求。
6.2试吊状态，各系统经检查确认无误后，进行试吊。主吊车和辅助吊车配合，将塔架分段中部抬离支撑约200mm后停止起绳，对系统进行检查，发现问题，及时处理。
6.3抬头状态，确认试吊状态无误后，进行正式吊装，主吊车吊继续起钩，辅助吊车提溜火炬段尾部，保持尾部距地面500mm距离，并始终保证主吊绳扣呈铅垂状态，塔架上部继续抬高，直至使火炬段呈垂直状态，辅助吊车脱钩撤出。
6.4就位状态，当塔架呈直立状态，继续提升火炬段直到火炬段超过已安装的火炬段顶部500mm高度，主吊车转动大臂将火炬段吊至安装位置，主吊车回落将组对法兰用螺丝连接。摘除各系统索具，检查后无误后依次将后续各段火炬进行吊装组对。
参考文献
[1]新疆石油勘查设计研究院，新疆油田呼图壁储气库集注站放空单元，《高压放空火炬塔架施工图》、《高压放空火炬筒体施工图》
[2]《大型设备吊装工程施工工艺标准》（SH/T 3515-2003）
[3]《现场设备工业管道焊接工程施工规范》（GB50236-2011）
[4]《化工工程建设起重规范》（HG 20201-2000）