窑尾框架及预热器施工方案1、概述在采用干法窑外分解生产工艺的水泥厂中,窑尾框架及预热器是全厂生产过程中的关键设备,该设备主要是利用窑富余热,将生料进行干燥,预热和部分分解,从而达到使窑的生产能力成倍增加,能耗降低的目的。从全厂设备安装角度出发,窑尾框架及预热器是施工周期长、施工难度较大的重点部位。如何确保窑尾框架及预热器的安装周期及质量成为全厂设备安装的重点,在长期的水泥工艺设备安装过程中,我公司对窑尾框架及预热器的安装制定了严格的施工工法,为窑尾框架及预热器的优质安装提供了保证。1.1窑尾钢框架及预热器的有关参数窑尾框架为六层钢结构,由柱、梁、斜支撑、平台板、操作平台、梯子、栏杆等构件组成。主要立柱及横梁采用焊接H型钢,塔架联接形式采用栓焊相结合的连接方式,主要构件的连接均采高强螺栓连接,并在一些位置焊接加固,如柱与柱的连接、柱与梁的连接、梁与梁的连接,次要结构平台板、操作平台、梯子、栏杆等采用焊接方式。整个窑尾钢结构塔架重量约1300吨。预热器采用天津水泥工业设计研究院设计的双系列五级旋风预热器带TSD分解炉,生产能力为5000T/D,设备重量为636.8T。主要由五级旋风筒及进风管、分解炉、喂料室以及各相关的下料系统组成,该系统设备分层坐落在钢塔架上。1.2窑尾预热器系统构成,见下图所示1.3窑尾框架及预热器安装工程特点该工程为高空、多层。钢结构框架和预热器的安装必须按一定顺序自下而上逐层进行。设备组对安装、钢结构框架组对安装和砌筑等多工种施工,务必构成钢结构框架设备部分梯子、栏杆工艺设备附属设备及检修平台安装一级旋风筒、入料管道二级旋风筒、入料管道、上升管道三级旋风筒、入料管道、上升管道四级旋风筒、入料管道、上升管道五级旋风筒、入料管道、上升管道分解炉窑尾预热器六层钢结构柱脚、主立柱圈梁、支撑柱、主梁及承重梁平台梁、平台板立体交叉作业,形成施工作业面窄小、立体作业层多、工种交错、施工工期长等水泥行业安装施工的独自特点。为此在施工计划安排中要周密考虑施工工期和工程安全措施,确保工程质量和工程进度的实施。12.1技术要求高1.2.2作业条件差:由下至上逐层进行高空作业,设备、钢结构框架安装及筑炉进行交叉作业,脚手架搭设工作量大,地面组对设备、钢结构框架构件采用平焊而致设备和构件倒翻次数多,建筑面积小,施工作业面狭窄,大风、雨雪天,作业困难,影响施工。1.2.3焊接量大,要求严:焊缝质量应符合GB50205-2001《钢结构工程施工及验收规范》中的规定,全位置焊接,立焊缝和仰焊缝多,同时进行对称焊工作量大。1.2.4质量关键点明确:柱脚底坐中心线、水平度和垂直度,第一层框架施工找正进度和测试手段,节点吻合施工,设备胀力的消除。1.2.5不安全因素多:高空易滑落、坠落,平台孔洞坠落,各层平台物体堆放,吊装机具可靠性。1.2.6施工作业面布置要求高1.2.6.1施工平面布置由于预热器和钢结构框架吊装采用300T.M塔吊施工,并考虑塔吊使用率的提高(既能吊装窑尾预热器及窑尾框架,又能完成附近设备、非标的安装及预热器的预组装等),需测定出塔吊设置方位、设备堆放和预组装场地、钢结构框架组装平台等。经研究图纸及计算,选用300T.M塔吊,型号为ST70/27,钢结构吊装最重部位为35.950层中的○1C、○3C柱(编号为2GZ1E、2GZ3E)及○B、○C轴钢梁,其最重可达12T。查塔吊性能表,在该范围内可以满足最大起重量要求。具体详见施工平面布置图。1.2.6.2施工立面要求现场安装施工用电由窑尾塔架附近变压器引出,至现场设置一安装用总箱,塔吊配电、塔架施工用电均由此引出。施工立面将在每一层设置一配电总盘,各焊接及施工用电均用此引出,为保证施工焊接质量,便于电焊机的电流调整,要求电焊机旋转在同一施工平台面上,进行统一管理。1.3窑尾预热器及框架施工工序流程图1.3.1施工程序的原则性由下至上立体交叉作业每层先安装钢结构框架,后安装同层预热器设备。吊装顺序是:从里到外,吊装部件是:从大到小,先吊装立柱、圈梁支撑柱、主梁、联接梁,后吊装预热器设备,再吊装其他附属设备。做到吊一层,安装找正好一层,给上一层创造安装找正的良好条件。1.3.2施工程序要求每层吊装就位前,对于地面组装的部件,务必要齐全、完整。每层立柱、圈梁、支撑柱、主梁等框架钢构件要按技术标准就位、找正和焊接。每层设备主体、连接管、膨胀节都应正确就位、找正,严格按规范施工。栏杆和部分小件在每层平台允许堆放前提下提前吊到位,可作每层收尾项目处理。在安好层设备和构件中,同时完成该层楼面的楼梯安装。基础施工塔吊安装机座安装机体安装空载试车负荷试车超载试车机具准备机具布置基础验收基础放线搭设脚手架钢柱脚就位立柱安装立柱找正联接圈梁安装斜支撑安装搭内脚手架主梁定位安装主梁、斜支撑焊接钢柱砼灌浆次梁、平台安装平台板安装操作平台安装排风管道安装楼梯栏杆安装下料系统安装电梯支架安装构件出库设备检查设备分料立柱划线预热器出库设备检查组装焊接就位搭设脚手架每层设备和钢构件框架安装好后,必须检验合格后,办理中间验收手续方可进行上一层的施工。2、吊装方案窑外分解的预热器和钢结构框架的吊装,选用型号一台SZ70/27型自升塔式起重机(300T.M)。2.1塔式起重机技术特性ST70/27塔式起重机性能表R倍率R(max)mC(max)t253035404550556070IV14.016.08.006.365.204.343.673.152.722.36II28.48.08.007.526.305.394.684.684.133.3065IV16.416.010.37.606.705.204.503.803.403.00II32.68.08.008.007.206.205.404.854.303.9060IV16.416.010.48.006.805.604.904.253.803.30II32.68.08.008.007.356.405.705.054.604.1055IV17.716.010.98.907.426.495.644.784.40II35.08.08.008.008.007.206.105.374.9050IV17.816.010.48.957.696.545.905.00II35.88.08.008.008.007.356.205.5045IV19.216.011.79.407.826.605.70II36.18.08.008.008.007.206.3040IV19.216.011.79.407.706.60II36.58.08.008.008.007.30根据现场实际情况,考虑以后吊装生料均化库顶小型设备及窑尾塔架附近设备安装,故选用起重臂长为50M。2.2塔式起重机定位和附着支承的布置根据窑尾预热器工艺布置和施工现场吊装情况,选定塔吊设置方位为窑尾塔架电梯井附近位置。在该位置为距○2c梁中心线6350mm,○2C柱中心往○3C1000mm为塔吊中心位置。在该位置即可满足钢结构及设备安装要求。具体详见附图。塔吊的附着装置分别设置在第二、四、六层处装设,相邻两层附着装置的附着方向相互错开,附着杆的安设方式见下面图所示:塔吊附着装置图:2.3塔式起重机基础该塔吊采用固定式基础,固定式基础结构见下图:该塔吊采用固定脚埋在混凝土基础宽度为5600*5600mm,深度为1350mm,标号为C30。2m塔身采用L200*20角钢和600*600见方钢板等组成固定脚,安装时必须保证鱼尾板的安装尺寸150mm,固定脚应按电气要求正确接地。在固定脚附近浇注混凝土基础时使用的钢筋即不能切短,也不能减少。固定脚安装:将固定脚和固定框装在一起(由于运输等因素,难免会造成固定框的变形,使用前必须对固定框进行检查,要求固定框对角线长度及平面高度差不大于2mm,合格后方可使用)。将固定脚和固定框安装在加强钢筋上,并在固定脚支板下用垫铁调整固定脚的位置,保证固定框上的四角水平高差不大于2mm.塔身标准节在固定框安装完毕后,从两个方向检查其垂直度。浇注混凝土,待其干硬后,拆下固定框和塔身标准节。2.4塔式起重机组立和操作塔吊的安装和装配应严格按塔吊安装规范进行。塔吊操作及维护保养,应严格按其说明书进行。3、钢结构塔架的制造窑尾预热器钢结构塔架属高层工业建筑,属于超高层,重载荷,钢制构件拼装组合式建筑,对材料、制造工艺、喷砂除锈、涂料工艺、包装运输等技术标准要求较高,在水泥厂干法生产工艺中占有相当重要的位置,其制造质量将直接影响项目投资的经济效益。由于窑尾预热器钢结构塔架质量要求高,制造工艺较一般钢结构件复杂,要求制造企业必须实施严格的质量管理、先进的制造工艺、设备、检测手段,企业必须严格按照设计要求及相关标准进行生产,确保塔架制造的产品质量。3.1窑尾预热器钢结构塔架主要组成部分:钢底座、立柱、焊接工字梁(主要部件:边梁、承重梁)、型钢梁、斜支撑、联合钢平台、梯子、操作平台、栏杆。3.2质量标准钢结构制造应执行如下标准:《碳素钢结构》GB700-88《热轧H型钢(HN,HM)》GB/T11263-1998《六角螺栓C级》GB5780-86《碳钢焊条》GB/T5117-1995《熔化焊用钢丝》GB/14957-94《碳素钢埋弧焊用焊剂》《钢结构焊缝外形尺寸》GB10854-89《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95《钢结构焊接规程》JGJ81-91《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB311345-89《钢结构用扭剪型高强螺栓连接幅形式尺寸》GB3632《钢结构用扭剪型高强螺栓连接幅技术条件》GB3633《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规范》JGJ82-91《涂装前钢材表面锈蚀等级和除蚀等级》GB8923-88《焊缝符号表示法》GB324-88其中:钢材:应符合国标《普通碳素结构钢技术条件》(GB700-88),《低合金结构钢技术条件》(GB159-88)的规定要求,应具有抗拉强度、延伸率、屈服点、冷弯试验以及碳、磷、硫含量的合格证书。焊条:手工焊焊条英符合国标《碳钢焊条》(GB5117-85)规定,自动焊焊丝应符合国标《焊接用焊丝》(GB1300-77)规定。制作及预组装:符合GB50205-95《钢结构用扭剪型高强度螺栓技术条件》(GB3633-95),《钢结构用大六角头螺栓、大六角螺母、垫付圈形式尺寸及技术条件》(GB/P1228-123-91)规定。3.3技术准备与设计院、建设单位进行技术交底,技术文件会审。对设计院提供的设计图纸进行生产图设计分解,审核。编制质量标准及验收规范。编制综合进度计划。编制主、辅材料预算及采购计划。编制生产工艺规程。编制预组装技术方案。编制包装、发运方案计划。设计胎模具,并实施制造、安装、调试。3.4制造主要构件工艺规程3.5材料根据ISO9001质量管理体系及《质量手册》、《程序文件》的要求,从合格分供方名录中择优选择材料供应商,按采购计划签订采购合同。对所进场材料应进行如下检查:钢结构使用的钢材、焊接材料、涂装材料和紧固件等应具有质量证明书,必须符合设计要求和现场标准的规定。进场的原材料,除必须有生产厂的出厂质量证明书外,并应按合同要求和有关现行标准在甲方、监理的见证下,进行现场见证取样、送样、检验和验收,做好检查记录,并向甲方和监理提供检验报告。钢材必须按要求进行力学性能试验,其检验项目应根据钢材材质进行确定,对于B、C、D三级的钢材应按要求进行冲击试验。焊条进厂后,应放置在干燥区域,注意防潮。施工详图材料检验制作工艺放样、切割矫正和成形边缘加工制孔组装焊接及检验端部铣平摩擦面处理喷砂除锈、油漆编号钢构件验收工厂预拼装包装发运高强螺栓的形式和技术条件必须符合设计要求和有关规定,高强螺栓必须经试验确定扭矩系数或复验螺栓预拉力,当结果符合钢结构用高强螺栓的专门规定时方可使用。3.6放样、号料3.6.1.1熟悉施工图,并认真阅读技术要求及设计说明,并逐个核对图纸之间的尺寸和方向等。特别应注意各部件之间的连接点,连接方式和尺寸是否一一对应。发现