CN101200982A

CN101200982A - 筒仓高空变压气顶安装方法

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Publication number: CN101200982A
Application number: CNA2007103020223A
Authority: CN
Inventors: 万以明; 冯印亭
Original assignee: MCC Jingtang Construction Co Ltd
Current assignee: China 22MCC Group Corp Ltd
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: CN100577971C

Abstract

一种筒仓高空变压气顶安装方法，属于高空机械安装方法。包括储罐罐体，其安装方法步骤是：铺设与焊接罐底板，安装内胎，安装一、二层壁板及包边角钢，安装中心厅，安装罐顶，拆除中心厅，围待安装板并安封口装置，安装平衡装置，安装密封装置。采用气顶技术安装贮罐方法简单易掌握，作业面宽，工期短。该方法使用设备少，结构简单，不易损坏，维修方便。因其为气顶倒装法，不需要大型吊车，无需高空作业，节省大量绞手架，操作安全。

Description

筒仓高空变压气顶安装方法

技术领域：

本发明涉及一种高空机械安装方法，具体地说是针对超高空、大容量、圆形拱顶锥底钢制容器现场制作安装而使用的筒仓高空变压气顶安装方法。

背景技术：

传统的高空机械正、倒装安装法，需要大型吊装机械和足够的作业场地，需要大量人力，较高的劳动强度，而且高空安装机械提升速度过慢，效率低。并且液压倒装需要昂贵的液压装置，施工成本高。

发明内容：

本发明的发明目的是针对现有技术的不足，提供一种筒仓高空变压气顶安装方法。该方法为气顶倒装法，作业过程不需要大型吊车，无需高空作业，使用设备少，且操作安全。

实现上述发明目的采用以下技术方案：一种筒仓高空变压气顶安装方法，包括储罐罐体，所述的安装方法包括下述步骤：

1)罐底板的铺设与焊接

罐底的铺设以通过罐体排污口的中心线为基准对称布置，其焊接方法是，先焊短焊缝，再焊长焊缝，长焊缝从中心向外焊接；

2)内胎安装

内胎主要作为顶升的滑道，它的外径比罐体内径小5～7mm，内胎的高度比罐壁中最宽尺寸大500mm左右，内胎厚度为罐体壁板平均厚度即可；

3)一、二层壁板及包边角钢的安装

按倒装的顺序，在内胎的外部安装两层壁板，使其比内胎高，以便安装包边角钢和罐顶，包边角钢先焊对接焊缝，再焊环缝；

4)安装中心厅

将用于临时支撑罐顶板的中心厅安装在罐体内的中心部位；

5)罐顶安装

安装前检查、调整包边角钢的几何尺寸，使其符合规范要求；

按顶板数量在包边角钢及中心厅上分出等分点，作为顶板定位的依据，先在包边角钢上分出等分点a，然后按图示方法在中心厅上找出相应点b；

罐顶板由多块扇形板组成，对称安装在罐顶位置，以保持罐壁及中心厅受力均匀，减少变形；

罐顶板焊好后取出中心厅，然后在罐顶中部安装中心板；

中心顶板焊后会产生凸凹，对凸凹超差部位进行调整，可加力顶起并加焊弧形板固定；

6)拆除中心厅

罐顶板焊接完成后，拆除中心厅；

7)围待安装板并安封口装置

围板前在罐壁外垂直方向划上刻度线，刻度间距50～100mm，借此观察起升平衡情况；

根据罐体直径大小留出活口，一般5000m³以下留一道，大于5000m³留2～3道，活口处搭接，搭接宽度为200～400mm，活口处搭接处用倒链封紧，然后焊接立焊缝，其立焊缝的焊接方法，先焊上三分之一，再焊中三分之一，最后焊下三分之一；

8)平衡装置安装

将平衡装置安装在罐体内；

9)密封装置的安装

密封装置采用宽200～300mm、厚度为2mm的密封用软胶皮，共有四道密封，(1)底板预留焊缝的密封，用软胶皮盖在焊缝上即可，(2)内胎与底板的角缝处的密封，(3)透光孔处的密封，顶升时将透光孔堵上，结束后打开作通风用，(4)罐壁板与内胎板的密封。

由于采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用气顶技术安装贮罐方法简单易掌握，作业面宽，工期短。

2、该方法使用设备少，主要设备为一台大流量的壳工鼓风机，该项类风机价格便宜，结构简单，不易损坏，维修方便。

3、因其为气顶倒装法，不需要大型吊车，无需高空作业，节省大量绞手架并有利于安全(操作人员始终在安全平台上定点操作，顶升期间仓内不需要留守人员观测)。

4、由于罐内气体均匀地作用在内壁上，不产生吊装变形，相比之下壁板的组对质量优于机械吊装。

5、安装速度快(每带顶升紧需要30分钟，总工期是机械提升的1/2)，施工成本低(人工和机械费仅为正装法的1/3，劳动强度低(安装工人仅需要回松导链，不需要提升牵引。全部操作均为机械作业，是机械提升倒装的1/2)，能适应多种现场条件(场地仅需要运输通道和路较小汽车吊作业场地，对周围安装不产生影响。风、雪天气仍然可以连续作业)。无论从施工安全、工期保证还是经济效益各个方面都属于国内外领先的安装技术。该发明在石油、化工、冶金等多种领域具有广泛的应用前景。

附图说明：

图1是本发明的安装工艺流程图。

图2是本发明的安装储罐示意图。

图3是本发明罐底板的铺设施工示意图。

图4是本发明内胎安装示意图。

图5是本发明壁板及包边角钢的安装示意图。

图6是本发明中心厅安装示意图。

图7、图8是罐顶安装方法示意图。

图9是本发明罐顶板示意图。

图10是本发明封口装置示意图。

图11是本发明平衡装置示意图。

图12是本发明内胎与罐底板密封结构示意图。

图13是本发明头管控处密封示意图。

图14是本发明罐壁与内胎密封示意图。

图15是本发明送风装置示意图。

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述。

本发明根据罐体的构造特点，按倒装的顺序组装部分罐体1，并将其密封起来，利用大流量的低压鼓风机，将空气送入罐体1内，由于罐体1的截面尺寸均较大，微小的压力差即可产生巨大的浮力，当罐体1内气体产生的浮力超过所要顶升罐体1的质量及摩擦力时，罐体1即浮起，当罐体1浮升到预定的高度时，控制风量，并与平衡限位装置配合，将其停留在预定的高度，迅速进行上、下壁板的组对，点焊固定后，停风进行正式焊接，各层壁板以此类推直至完成。

参见图1，本发明的安装方法步骤是：罐底铺设及焊接，内胎安装，一、二层壁板安装，包边角钢安装，安装中心厅，灌顶安装，拆中心厅，送风装置安装，围待安装板，安装封口装置，安装平衡装置，安装密封装置，第一次顶升，围下一层壁板、重复顶升，收尾，验收交工。

参见图2，本发明使用的鼓风机2位于罐体1的下部，其风道3与罐体1的底部连通，罐体的底部围一圈待安装板5，待安装板5的搭接处用封口装置4封紧，内胎10与罐底垂直，其上设有密封装置8，罐体内设有内平衡装置7，外部设有外平衡装置6，罐体顶部有透光孔9。

本发明安装方法的具体操作步骤如下：

1)罐底板29的铺设与焊接参见图3。

罐底板29的铺设以排污口11的中心线14为基准对称布置，这样可以有效地防止排污口11与焊缝相交。为了防止焊接时变形，要先焊短焊缝13，再焊长焊缝12，长焊缝12从中心线14向外焊接。

2)内胎10的安装

参见图4，内胎10主要作为顶升的滑道，并兼有一定的密封作用，为减少顶升过程中的摩擦阻力及便于壁板的组对，内胎10外径比罐体1内径小5～7mm，为防止罐体1脱胎，内胎10的高度H比最宽的罐壁15的尺寸M大500mm左右，即H＝M+500，内胎10厚度为壁板平均厚度即可。

内胎10的几何尺寸误差直接影响到罐壁15的质量，因此把内胎10的几何尺寸误差定为罐壁误差的1/3。

若同时安装多台贮罐时，可用其它罐壁作为内胎10。

3)一、二层壁板18及包边角钢17的安装

参见图5，按倒装的顺序，在内胎10的外部安装一、二层壁板18，使其比内胎10高，以便安装包边角钢17，和罐顶16。焊接罐壁的立焊缝要考虑收缩变形因素，采用先上、后中、再下的焊接顺序防止变形，包边角钢17的焊接要先焊对接焊缝，再焊环缝。

4)安装中心厅19

参见图6，中心厅19用于临时支撑罐顶板21，待罐顶板21焊接完成后拆除。将其设置在罐体1的中心(其它尺寸根据实际情况确定即可)。

5)罐顶16的安装

安装前要检查、调整包边角钢17的半径和水平度，使其符合规范要求。

参见图7，图8，按罐顶板数量在包边角钢17及中心厅19上分出若干个等分点，作为罐顶板21定位的依据。先在包边角钢17上分出等分点a，然后按图示方法在中心厅19上找出相应点b。a、b点在一条钢线20上。

参见图9，罐顶板21由多块扇形板组成，为了保持罐壁15及中心厅19受力均匀，减少变形，要对称安装罐顶板21，罐顶板21焊接好后取出中心厅19，然后安装中心板36。

将中心板36环焊缝焊接完毕后对凸凹超差部位进行调整，可加力顶起并加焊弧形板固定。

6)拆除中心厅

待罐顶板21焊接完成后，即可拆除中心厅19。

7)围待安装板5并安装封口装置4

参见图10，在罐体1的外部围待安装板5前要在罐壁15外垂直方向划上刻度线，刻度间距50～100mm，借此观察起升平衡情况。

根据储罐直径大小留出相当数量的活口24，一般5000m³以下留一道，大于5000m³留2～3道，活口处搭接，搭接宽度为200～400mm。活口24处搭接并用封口装置4封紧。封口装置4由保险绳22、封口倒链23组成。活口24处搭接处用安装在保险绳22上的封口倒链23封紧，然后焊接立焊缝。立焊缝的焊接在第一遍时，先焊上三分之一，再焊中三分之一，最后焊下三分之一。

8)平衡装置安装

参见图11，平衡装置由滑轮组25、立柱26和钢丝绳27组成，分为内平衡装置7和外平衡装置6，是保证起升平稳、防止冒顶的重要装置。滑轮组25安装在立柱26上，钢丝绳27绕过滑轮组25组成平衡装置，内平衡装置7安装在罐体1内，外平衡装置6安装在罐体1外。

9)密封装置的安装

密封装置是确保气顶施工顺利进行的重要组成部分。密封的好与坏直接影响起升的成败。密封可以采用多种形式，但密封的部位是一致的，本发明用宽200～300mm，厚度为2mm的软胶皮28作为密封材料。一般有四道密封，一、罐底板29预留焊缝的密封，用软胶皮28盖在焊缝上即可。二、内胎10与罐底板29的角缝处的密封见图12，罐底板29与罐壁15垂直，内胎10紧贴罐壁15，内胎10与罐底板29的角缝处放上软胶皮28呈直角状密封。三、透光孔9处的密封见图13，重锤32系在钢丝绳上，钢丝绳绕过固定在密封支架31上的滑轮，另一头固定在锥形帽30上，透光孔9设置在罐顶16与滑轮垂直的部位上，位于密封支架31内，顶升时将透光孔9用软胶皮28堵上，结束后打开作通风孔用。四、罐壁15与内胎10的密封见图14，该处的密封较其它部分密封重要，大部分的泄漏都发生在该处。待安装罐壁板29、罐壁15与罐底板29垂直，内胎10紧贴罐壁15，密封支架31是开口的矩形架用角钢或扁钢制成，每隔3m设一个，用于悬挂作为密封装置8的软胶皮28，一端与内胎10固定连接。罐壁15与内胎10用宽600mm，厚2～3mm、总长同罐内径的密封用软胶皮28密封。

工艺装置实施例

(1)送风装置

参见图15，该装置由鼓风机2、风道3、风门35和U形压力计34组成。鼓风机2是气顶的动力源，送风量及风压是由风门35来控制的，风压由U型压力计34测得，风道3在停风后可供工作人员出入，出入口33顶升时要盖严。鼓风机2与风道3之间用帆布筒联接以减少振动。根据鼓风机2的最大风压和风量选择风机。

1)最大理论风压设最后一次顶长虹的重量为W，罐截面积为F，最在理论风压为Hmax。

Hmax＝W/F

2)最大理论风量

最后一次顶升前的体积为V₁，顶升后的体积为V₂，顶升时间为T一般为10分钟左右，最在理论风量为Qmax，大气压力为P₀，V₂折算成P₀压力下的体积为V₀

V₀＝/P₀………………①

Qmax＝(V₀-V₁)/T ……………②

①代入②得

Qmax＝[(P₀+Hmax)V₂-P₀V₁]/P₀T

当为1时公式可简化为

Qmax＝[(1+Hmax)V₂-V₁]/T

3)实际所需风压和风量

根据数据统计实际风压H，和实际风量Q为：

H＝(1.15～1.25)Hmax

Q＝(3.5～4.5)Qmax

(2)平衡装置

1)平衡装置的受力计算

平衡装置可能出现的最大受力状态在第一次顶升中，该项次顶升的重量最轻，平衡力最大，以此选择平衡装置，设总平衡力为P，顶升的重量为W₁，则理论受力为：

P＝HF-W₁

2)每个控制点的受力

每个控制点的受力一般控制在3吨以下，即P/n≤3t式中n为控制点数。

(3)封口装置4

1)封口装置4的受力计算

设罐体半径为R，待安装壁板5宽为S，最大风压为H，环向力为P环，

P环＝HRS

2)封口倒链23的选择

封口倒链23一般配二台，每台的承受能力为HRS/2

(4)本发明第一次顶升过程

当罐体1内外的准备工作完成后，风机开始送风，当风压达到规定的数值时，应稳定风压，如果罐体1浮不起来，可稍加风压，并用木锤敲击罐壁15，如果还起不来，应停风检查，找出原因并处理好后，继续送风，顶升过程中如发现被卡现象，可用林锤敲击被卡处，并稍风压，夺顶升到位后，拉紧封口倒链23，调整对口间隙，迅速组对，组对应对称地向活口24方向进行，全部点焊后停风。

(5)围下一层壁板、重复顶升

当顶升结束后，进行正式焊接，焊接结束后，在罐体1外围下一层壁板，然后重复顶升过程，直至壁板安装完毕。

Claims

1.一种筒仓高空变压气顶安装方法，包括储罐罐体，其特征在于：所述的安装方法包括下述步骤，

1)罐底板的铺设与焊接

2)内胎安装

3)一、二层壁板及包边角钢的安装

4)安装中心厅

将用于临时支撑罐顶板的中心厅安装在罐体内的中心部位；

5)罐顶安装

按罐顶板数量在包边角钢及中心厅上分出等分点，作为顶板定位的依据，先在包边角钢上分出等分点(a)，然后按图示方法在中心厅上找出相应点(b)；

罐顶板由多块扇形板组成，扇形板对称安装在罐顶位置，以保持罐壁及中心厅受力均匀，减少变形；

罐顶板焊好后取出中心厅，然后在罐顶中部安装中心顶板；

6)拆除中心厅

罐顶板焊接完成后，拆除中心厅；

7)围待安装板并安封口装置

在罐体外部围待安装板前在罐壁外垂直方向划上刻度线，刻度间距50～100mm，借此观察起升平衡情况；

8)平衡装置安装

将平衡装置安装在罐体内；

9)密封装置的安装

密封装置采用宽200～300mm、厚度为2mm的软胶皮，共有四道密封，(1)底板预留焊缝的密封，用软胶皮盖在焊缝上即可，(2)内胎与底板的角缝处的密封，(3)透光孔处的密封，顶升时将孔堵上，结束后打开作通风用，(4)罐壁板与内胎板的密封。

2.根据权利要求1所述的筒仓高空变压气顶安装方法，其特征在于：所述的内胎的几何尺寸误差为罐壁误差的1/3。