技术创新项目立项建议书

附件2项目编号：中国化学工程集团公司技术创新项目项目立项建议书项目名称：自制移动式龙门桅杆进行多台设备吊装申报单位：中国化学工程第六建设公司申报时间：二〇〇八年三月中国化学工程集团公司编制二〇〇八年三月填报说明一、本项目建议书内容和格式是根据国家政府有关部门要求编制。二、填写项目建议书内各项内容，应实事求是，认真填写，表述明确。三、封面项目编号不填。四、项目建议书及相关材料统一使用A4纸打印，一式2份，同时提供电子文档。一、项目立项理由（包括项目的目的、意义）设备吊装的技术越来越倾向于利用大型吊装机械进行吊装，较为忽视一些自制工机具及桅杆。但是利用大型吊装机械进行吊装存在着许多局限性，主要有以下几点：1、租用大型吊装机械费用昂贵，导致施工成本居高不下。2、大型吊装机械施工作业对场地的要求面积大、地面密实平整，进场前仅处理场地就需要投入大量的人力、物力。3、大型吊装机械吊装方法适应性不强，特别是当需吊装设备到场滞后于大型吊装机械进场时间的情况下，吊装机械存在窝工造成损失；或大型吊装机械吊装进场时间滞后于设备吊装时间，导致设备必须长时间置放在施工现场，既占用场地，又需要进行保护和进行二次倒运，不但影响施工进度，也增加了施工成本。根据现场的施工条件和设备到场实际情况，在现场自行制作一些工机具及简易桅杆进行设备吊装，既可降低吊装费用、节约成本，又可以加强吊装施工的适应性，确保设备能及时吊装就位，加快施工进度。公司承建的内蒙古亿利化学工业有限公司40万吨/年PVC项目VCM装置中共有转化器64台，转化器直径为φ3200mm、刚性支座直径为φ4780mm、高度为6860mm，设备净重（吊装重量）64.5吨。此次吊装作业设备数量多、单台设备较大，是我公司吊装施工中所罕见的，并且该设备吊装是整个装置的关键工序，直接决定整个装置的施工进度。设备布置在框架+7.00m平面上，吊装场地狭小。经过到四家设备制造厂调查得知64台设备到场时间满足不了连续施工要求，如果利用大型吊装机械施工，根据作业情况需用250吨履带式吊车配合300吨液压汽车吊进行吊装，而且土建框架不能封顶。为了降低施工成本，加快建筑结构施工进度，确保设备能及时进行吊装，为工艺管道施工创造条件，经组织工程技术人员和起重工技师讨论研究，确定自制桅杆及配套工机具进行设备吊装，以克服大型吊装机械吊装存在的缺点。（可另加页）二、国内外技术现状和发展趋势随着国民经济的不断发展，我国各行各业项目建设方兴未艾，尤其是石油化工、冶金和电力建设方面，为了追求更高的投资效益，项目的生产能力越来越大，随之生产设备的体积和重量也都在向大型化和超大型化发展，批量也越来越大。为了缩短建设周期、提高施工效率，设备整体到场、整体吊装工程越来越普遍，对吊装技术和吊装设备的要求也越来越高。为此国内吊装用起重设备由过去单一桅杆方式，逐步发展成为以高性能的大型移动式起重机为核心的吊装设备，吊装技术也由桅杆吊装发展到桅杆、起重机多样化吊装方式。但一些大型生产项目选用的同种大型设备批量大，建筑物布置密集、紧凑，不利于大型移动式起重机的站位、吊装，所以在利用高性能的大型移动式起重机，不能完全撇弃桅杆吊装方式。如我单位承建的内蒙古亿利化学工业有限公司40万吨/年PVC项目VCM装置反应工序中共有转化器64台，转化器直径为φ3200mm、刚性支座直径为φ4780mm、高度为6860mm，设备净重（吊装重量）64.5吨。分布在四个框架内，框架间间距不具备大型移动式起重机的吊装作业条件，经研究分析后决定采用自制移动式龙门桅杆吊装。（可另加页）三、项目前期科研工作情况当设备图纸、建筑结构图纸到位后，项目部立即组织了吊装方案的讨论，进行了吊装方案的比较和选择。主要工作内容有：进行吊装总体方案的分析、比较和选择，进行桅杆及配套工机具的定型选择。在建筑结构图纸、设备图纸没有到位时，吊装方案主要倾向于利用大型吊装机械进行设备吊装，该方案主要有以下几个优点：一是投入的劳动力较少，施工准备时间较少；二是安全系数较高，作业人员不易发生安全事故；三是单台设备吊装时间短，如果设备到场时间准确、集中，可加快施工进度。但在图纸到位后，得知反应框架共有三层，顶层标高为+15.00m而且顶板设计为现浇整体结构,64台转化器布置在框架二层平台,安装标高为+7.00m。如果利用大型吊装机械进行设备吊装，则二层框架不能进行建筑施工，必须待设备全部吊装就位后方可进行施工，而经过调查得知四家设备制造厂的交付时间不能满足施工总体安排，可能造成利用大型吊装机械窝工停滞，造成设备安装总体施工进度滞后，同时影响工艺管道的安装进度。经过分析，项目部决定在框架建筑施工完毕后进行设备吊装。框架建筑施工完毕后，进行设备吊装，有两种方案可供选择：一是利用框架结构进行设备吊装；二是自制桅杆进行吊装，利用框架吊装可使用滑车组和卷扬机，但需要对框架进行强度校核，对框架进行加固，在楼板砸洞。框架加固和楼板砸吊装洞的工作量较大，影响楼板的结构强度，滑车组和卷扬机的挪位，倒换钢丝绳的工作量较大。而用自制桅杆需导链，可以移位和重复使用，但需要20T导链，而20T导链不是定型产品，需要定制，经综合比较，选用自制桅杆和20T导链为设备吊装的总体方案。四、开发目标和主要开发内容本项目的开发为利用自制桅杆和定制起重工具，对批量设备进行吊装施工以扩大吊装方法的适应性和降低施工费用节约施工成本。主要开发内容1、根据需要定制起重工具，DHZ20T导链为非定型产品，需寻找供应商进行定制。2、根据吊装作业的需要，设计制造整体框架式桅杆和吊钩，并进行强度校核。（可另加页）五、关键技术和技术研究路线（方案）比选一、关键技术是自制整体式桅杆和选用20T电动导链用20T电动导链比利用20T滑车组存在着以下优点1、20T电动导链的结构简单，尺寸较小，移动方便，不需要卷扬机等牵引工具，不需要设置锚点和穿钢丝绳等工序，在额定的起吊能力内具有操作简单节约工效等优点。2、20T电动导链的起升速率较慢、平稳、能同步起升，确保吊装的各导链受力均匀，安全可靠。自制整体桅杆与利用框架吊装存在以下优点1、能重复利用2、减少框架加固的工作量和楼板砸洞的工作量。二、吊装设备和工机具的选择、定型吊装根据实际情况，准备选用20T导链作为设备吊装的工具，共使用6台同时起吊，导链的负荷率为65﹪，安全系数较高，而为了减轻劳动强度，确保起吊时导链能同步起升决定用DHZ-20T型电动导链，导链的起升速率为0.09m/min。为了加强桅杆的强度和稳定性，而将桅杆设计成框架整体式桅杆，上面的梁为吊装梁。为了减少吊装的组装时间，根据设备的情况吊钩设计成U形螺栓，利用设备上封头的螺栓孔，U形螺栓用45#调质钢制成，并且进行强度拉伸试验。设备卸车利用现场有的50T履带吊和80T液压汽车吊。（可另加页）六、主要技术经济考核指标几种吊装方案的分析比较：第一种方案的总体施工思路为，不进行反应框架+7.00以上部位的施工，直接采用220t汽车吊将设备整体吊装就位，吊车回转半径为8.5m，杆长26.8m，额定起重量为70t，一次站位吊装1台设备，施工进度为1天2台设备或2天3台设备，施工费用为220t吊车的台班费为2.2万元，另外必须采用50t汽车吊尾，台班费为4000元，加吊车的进场费、人工费，其余的机械材料费，则每台设备的吊装施工费用为15000元—18000元左右。本方案存在的问题在设备未到货时土建施工必须停工，在设备吊装就位完毕后，土建框架继续施工，安装工程停工，土建施工完毕后，脚手架拆除完毕后，才可进行管道工程的施工，整个工程中的两次停工时间均在1个月左右（不考虑设备推迟到货等因素），土建施工的费用将大大增加。第二种方案总体思路在土建装置框架施工完毕后，在框架+7.00平面设置龙门桅杆，在龙门桅杆上设备6台20吨DHT—20型电动导链作吊点，将设备从设备预留洞处垂直吊装到设备+7.00平面上后，再组焊设备裙座，本方案的施工进度为1台设备，工序共有直立、垂直、起吊、焊接裙座，共需2天，设置两套龙门桅杆，则平均每天可吊装一台设备。本方案施工费用为，人工费及小型机具费用为每台8000元，机具摊销费用为每台3000元，用50t吊车抬设备尾部0.5个台班2000元，合计为每台设备费用为1.2—1.4万元。本方案需要解决的问题是设备卸车必须直接卸至设备吊装位置，需要在现场焊接设备裙座，设备裙座板厚为δ=50mm，按GB50236规定，必须进行焊前预热和焊后热处理，设备裙座的焊接和热处理将是吊装施工的关键工序。第三种方案总体思路为用150t吊车将设备吊至+7.00平面上，在反应器框架的顶部利用混凝土框架设置吊点，用两组50t滑轮组为吊车，用卷扬机作牵引，将设备垂直起吊后直接在基础上就位。本方案的单台设备吊装施工进度工序主要是混凝土框架的加固，吊点的设置，设备起吊放在+7.00平面上，设备水平面倒运至设备预留孔，设备起吊在设备预留孔就位，施工进度为2天1台，两台同时施工，施工费用主要是150t吊车台班1.2万元，框架加固0.3万元，人工费及其它机械费为0.4万元，楼板吊装则单台设备的费用在2万元至2.2万元。本方案主要存在的问题是在混凝土框架上设置吊点和加固混凝土框架，还必须在楼板上砸出2个φ300的吊装孔（每台设备），此方案必须对混凝土框架进行加固处理。三种方案综合比较如下：施工进度施工难度安全性施工费用结论方案一单台设备施工进度较快，总体施工进度慢。一般施工安全性良好单台费用不高，但土建施工费用、设备防护费用高本方案适用于单件、数量少的设备吊装并要求设备及时到位。方案二施工进度较慢，但能满足管道施工的要求和总体施工进度。一般，但裙座焊接难度较大施工安全性一般不高本方案优点在于能重复利用桅杆和工机具，不要求设备及时到位，适用于大批量的设备吊装。方案三施工进度同二较难需进行混凝土框架加固，施工安全性较差较高本方案适用于数量少的设备吊装，并且设备卸车布置存在困难。（可另加页）七、项目验收最终成果及成果形式项目验收最终成果：1、转化器吊装方案。2、64台转化器吊装就位。3、单位工程甲方验收接收。项目最终成果形式：1、自制移动式龙门桅杆进行多台设备吊装工法（可另加页）八、应用前景和经济效益预测随着国民经济的不断发展，我国各行各业项目建设方兴未艾，尤其是石油化工、冶金和电力建设方面，为了追求更高的投资效益，项目的生产能力越来越大，随之生产设备的体积和重量也都在向大型化和超大型化发展，批量也越来越大，规定的建设周期越来越短，建筑物布置更加密集、紧凑。由于一些大型生产项目选用的同种大型设备批量大，建筑物布置密集、紧凑，选用大型移动式起重机进行大型设备的吊装，吊装费用高，场地要求高，对机索具的要求高。采用自制移动式龙门桅杆进行大型设备的吊装，可以不受吊装场地的限制，缩短工期，节约成本，今后随着我国国民经济的不断发展，特别是石油化工行业的快速发展，利用自制移动式龙门桅杆进行大型设备的吊装技术将会越来越广泛，（可另加页）九、项目支撑条件（包括依托工程、合作（协作）单位情况等）本项目的开发主要依托我单位承建的内蒙古亿利化学工业有限公司40万吨/年PVC项目VCM装置，该装置共有转化器64台，转化器直径为φ3200mm、刚性支座直径为φ4780mm、高度为6860mm，设备净重（吊装重量）64.5吨，设备布置在框架+7.00m平面上，吊装场地狭小，经过到四家设备制造厂调查得知64台设备到场时间满足不了连续施工要求。此次吊装作业设备数量多、单台设备较大，是我公司吊装施工中所罕见的，并且该设备吊装是整个装置的关键工序，直接决定整个装置的施工进度。经公司研究决定，成立项目技术研究开发小组，自行研制开发自制桅杆进行大批量大型设备吊装技术，确保PVC项目VCM装置转化器的吊装成功，保证项目施工进度，降低施工成本，为今后同类工程设备的吊装积累技术经验。（可另加页）十、与本项目有关的专利检索及法律状况分析通过网上检索，上海宝钢冶金建设公司的《可移动龙门桅杆(海南千年塔钢结构)施工技术》获2002年中国安装协会第六