CN110594536A - 一种塔类设备的垂直度调整方法 - Google Patents

Abstract

一种涉及塔类设备安装领域的塔类设备的垂直度调整方法，包含设置塔体测量标记点、塔体就位、X‑X和Y‑Y方向垂直度偏差测量、确定塔体实际偏差、架设最终测量仪器、调整主副垫铁组和检验定位七个步骤；是利用矢量运算三角形法则，将塔体互为90度的两个方向的垂直度偏差进行合成，确定出塔体垂直度的实际偏差方向和实际偏差值，根据塔体垂直度的实际偏差方向，确定首先需要调整的塔体底部的主垫铁组，根据实际偏差值，确定主垫铁组的调整高度，周围副垫铁组随之调整，将塔体垂直度的实际偏差调整到符合规范要求；该垂直度调整方法能够更加高效和精确的对塔类设备进行垂直度调整。

Description

一种塔类设备的垂直度调整方法

技术领域

本发明涉及塔类设备的安装领域，尤其是涉及一种塔类设备的垂直度调整方法。

背景技术

塔类设备是化工及石油化工生产中重要的单元设备之一，随着我国化工行业的迅猛发展，多数的化工工程施工中总会涉及到塔类设备的安装就位，而如何能更安全、更快、更准确的对塔类设备进行安装，也是安装公司为了提高行业竞争力需要考虑的问题；在塔类设备垂直度的找正调整过程中，通常会用到经纬仪，经纬仪是一种根据测角原理设计的测量水平角和竖直角的测量仪器，一般分为光学经纬仪和电子经纬仪两种，目前最长用的是电子经纬仪；在传统的国家和行业施工过程中，会利用经纬仪等测量工具，测出塔类设备在X-X和Y-Y两个相互垂直方向的偏差，再以这两个方向为基准反复循环调整塔类设备底端的垫铁组，直至塔类设备调正为止；

这种传统的调整方法最大的问题是，如果先调整X-X方向附近的垫铁组，势必会影响到Y-Y方向垂直度的测量偏差值，因此，不仅需要多次交叉调整两个方向上的垫铁，还需要多次调整经纬仪来不断更新偏差数据，会耗费大量的时间，安装效率十分低下；公告号为CN104420694B的一项中国方明专利公开了一种苯加氢工程塔设备通用安装方法，其中塔垂直度调整的步骤是，提供两台经纬仪，作90度交叉架设，通过检测塔筒体的上下轴线的偏差量，调整底座垫板的厚度，紧固设备地脚螺栓来达到设备垂直度，但这还是与传统方法类似，并没有详细说明更有效的调整方法，在对现有技术初步了解后，也没有找到与本发明类似的塔类垂直度调整方法。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种塔类设备的垂直度调整方法，能够更加高效和精确的对塔类设备进行垂直度调整。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种塔类设备的垂直度调整方法，包含设置塔体测量标记点、塔体就位、X-X和Y-Y方向垂直度偏差测量、确定塔体实际偏差、架设最终测量仪器、调整主副垫铁组和检验定位七个步骤：

S1、设置塔体测量标记点：在塔体外壁沿塔体轴向设置第一纵向中心线和第二纵向中心线，并保证第一纵向中心线和塔体轴心线所在平面与第二纵向中心线和塔体轴心线所在平面的夹角为90度；以塔体径向截面与第一纵向中心线和第二纵向中心线的两个交点作为相互对应的一组测量标记点，沿塔体轴向标出至少三组测量标记点；在至少三组的测量标记点中，包含位于塔体底部面圆周并分别处于第一纵向中心线和第二纵向中心线上的测量标记点i1和j1，以及位于塔体顶部圆周并分别处于第一纵向中心线和第二纵向中心线上的测量标记点i3和j3；

S2、塔体就位：利用吊装机具和吊装机械将塔体按要求初步就位，使得塔体底部面相对水平，并保证塔体底部的若干垫铁组沿塔体底部面外缘一周均匀分布；

S3、X-X和Y-Y方向垂直度偏差测量：a、以塔体底部面圆周为基准，标出一条穿过i1的径向线作为塔体的X-X方向，标出另一条穿过j1的径向线作为塔体的Y-Y方向；b、在X-X方向架设第一经纬仪，在与Y-Y方向平行并穿过i1的方向上设置第一测量标尺，通过第一经纬仪检测测量标记点i3的位置，并结合第一测量标尺，测出塔体在Y-Y方向的垂直度偏差方向和垂直度偏差值OA；c、在Y-Y方向架设第二经纬仪，在与X-X方向平行并穿过j1的方向上设置第二测量标尺，通过第二经纬仪检测测量标记点j3的位置,并结合第二测量标尺，测出塔体在X-X方向的垂直度偏差方向和垂直度偏差值OB；

S4、确定塔体实际偏差：利用矢量运算三角形法则，将相互垂直的X-X方向和Y-Y方向的塔体垂直度偏差方向和偏差值进行矢量运算合成，得出塔体的实际偏差值OC和相对于X-X方向的实际偏差角度a；利用三角函数公式，根据塔体在i1和i3之间的实际距离与计算得出的实际偏差值OC，得出塔体相对于竖直方向的偏差角度b；该偏差角度b也就是塔体需要调平的角度，再根据偏差角度b和塔体底面圆周的直径，计算得出塔体在竖直方向上的最大调整距离H；

S5、最终调整仪器架设：以塔体底部面圆周为基准，根据计算得出的实际偏差角度a，画出相对于X-X方向的塔体垂直度实际偏差方向，然后沿着与该实际偏差方向垂直，并且与塔体底部面圆周相切方向架设第三经纬仪；

S6、调整主副垫铁组：根据塔体垂直度的实际偏差方向，确定与实际偏差方向对应的垫铁组为主垫铁组，其它垫铁组均为副垫铁组，根据计算得出的最大调整距离H，调整主垫铁组到位，并在调整主垫铁组的同时，以实际偏差方向为对称线，按照距离主垫铁组由近到远的顺序，逐步调整两侧的若干副垫铁组，使得若干副垫铁组与塔体底面抵触支撑；

S7、检验定位：调整垫铁组结束后，在第三经纬仪的监测下，检验塔体垂直度偏差是否符合规范要求；若符合，将垫铁组点焊牢固，定位塔体；若不符合，根据第三经纬仪的监测结果，对垫铁组进行微调，直到塔体垂直度偏差符合规范要求为止。

进一步，所述S2塔体就位的步骤中，塔体初步就位是要求塔体按照设计图样或技术文件要求画定的安装基准线和定位基准标记进行初步就位。

进一步，所述第一经纬仪、第二经纬仪和第三经纬仪的架设位置与塔体的水平距离均大于塔体的实际高度，并小于塔体实际高度与15米之和。

进一步，所述S1塔体就位的步骤中，若干垫铁组设为24～48个。

进一步，所述S3 X-X和Y-Y方向垂直度偏差测量步骤中，第一测量标尺和第二测量标尺分别以X-X方向和Y-Y方向为中心线对称设为两段标尺，且每段标尺的有效测量长度大于塔体底面圆周半径。

进一步，所述S6检验定位步骤中，塔体垂直度允许偏差符合化工塔类设备施工及验收规范。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明公开的塔类设备的垂直度调整方法，是利用矢量运算三角形法则，将塔体互为90度的两个方向的垂直度偏差进行合成，确定出塔体垂直度的实际偏差方向和实际偏差值，根据塔体垂直度的实际偏差方向，确定首先需要调整的塔体底部的主垫铁组，根据实际偏差值，确定主垫铁组需要调整的高度，在调整主垫铁组时，周围副垫铁组随之调整，将塔体垂直度的实际偏差调整到符合规范要求，是一种简捷的塔体垂直度调整方法；相对于传统塔类设备的安装调正方法，本发明能够更加高效和精确的对塔类设备进行垂直度调整，提高了安装效率，大大提升了行业竞争力。

附图说明

图1是所述塔体的纵向中心线位置示意图；

图2是所述第一经纬仪和第二经纬仪的架设位置示意图；

图3是所述塔体实际垂直度偏差的合成示意图；

图4是所述塔体相对于竖直方向的偏差角度示意图；

图5是所述塔体底部垫铁组的调整示意图；

图中：1、第一经纬仪；2、第二经纬仪；3、第三经纬仪；4、主垫铁组；5、第一纵向中心线；6、第二纵向中心线。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进，本发明并不局限于下面的实施例：

结合附图1-5所述的塔类设备的垂直度调整方法，包含设置塔体测量标记点、塔体就位、X-X和Y-Y方向垂直度偏差测量、确定塔体实际偏差、架设最终测量仪器、调整主副垫铁组和检验定位七个步骤：

第一步为设置塔体测量标记点：在塔体外壁沿塔体轴向设置第一纵向中心线5和第二纵向中心线6，并保证第一纵向中心线5和塔体轴心线所在平面与第二纵向中心线6和塔体轴心线所在平面的夹角为90度；以塔体径向截面与第一纵向中心线5和第二纵向中心线6的两个交点作为相互对应的一组测量标记点，沿塔体轴向标出至少三组测量标记点；在至少三组的测量标记点中，包含位于塔体底部面圆周并分别处于第一纵向中心线5和第二纵向中心线6上的测量标记点i1和j1，以及位于塔体顶部圆周并分别处于第一纵向中心线5和第二纵向中心线6上的测量标记点i3和j3；如果塔体顶端为尖头，则能够以塔体的最顶端作为X-X方向和Y-Y方向的测量标记点，如果塔体为圆柱状，根据需要，测量标记点在第一纵向中心线5和第二纵向中心线6上均设为三个，并分别设于塔体顶部、中部和底部圆周线上，如果先在塔体上确定了第一纵向中心线5和第二纵向中心线6，进而再确定测量标记点，就能够以纵向中心线和塔体底部的测量标记点来确定X-X方向和Y-Y方向；需要注意的是，在第四步通过计算确定了塔体的实际偏差，并得到有效数据后，可以通过测量标记点i2和j2作为检验用标记点，重新得出一组新的数据，用于检验经纬仪的测量结果；

第二步为塔体就位，在塔体就位之前，需要对设备本体进行验收，并对塔体附件及垫铁组进行检查，再利用吊装机具和吊装机械，将塔体按照设计图样或技术文件要求画定的安装基准线和定位基准标记进行初步就位，使得塔体底部面相对水平，并保证塔体底部的若干垫铁组沿塔体底部面外缘一周均匀分布，根据需要，第一步塔体就位的步骤中，若干垫铁组设为24～48个，合理设置垫铁组数量，便于对应实际偏差方向进行调整；

第三步为X-X和Y-Y方向垂直度偏差测量，a、以塔体底部面圆周为基准，标出一条穿过i1的径向线作为塔体的X-X方向，标出另一条穿过j1的径向线作为塔体的Y-Y方向；b、在X-X方向架设第一经纬仪1，在与Y-Y方向平行并穿过i1的方向上设置第一测量标尺，通过第一经纬仪1检测测量标记点i3的位置，并结合第一测量标尺，测出塔体在Y-Y方向的垂直度偏差方向和垂直度偏差值OA；c、在Y-Y方向架设第二经纬仪2，在与X-X方向平行并穿过j1的方向上设置第二测量标尺，通过第二经纬仪2检测测量标记点j3的位置,并结合第二测量标尺，测出塔体在X-X方向的垂直度偏差方向和垂直度偏差值OB；第一经纬仪1和第二经纬仪2通过测量标记点分别测塔体X-X方向和Y-Y方向的垂直度偏差为现有技术，在此不做详细描述，需要注意的是，第一经纬仪1和第二经纬仪2在相同步骤中所采用的测量标记点需是位于塔体同一圆周上的测量标记点；此外，第一经纬仪1和第二经纬仪2的架设位置与塔体的水平距离均大于塔体的实际高度，并小于塔体实际高度与15米之和，架设位置太远或太近都会增大测量误差；优选的，第一经纬仪1和第二经纬仪2的架设位置与塔体的水平距离为塔体实际高度，或者为塔体实际高度与10米之和；此外，S3 X-X和Y-Y方向垂直度偏差测量步骤中，第一测量标尺和第二测量标尺分别以X-X方向和Y-Y方向为中心线对称设为两段标尺，且每段标尺的有效测量长度大于塔体底面圆周半径，一般会将每段标尺的有效测量长度设置为塔体底面圆周半径；

第四步为确定塔体实际偏差，利用矢量运算三角形法则，将相互垂直的X-X方向和Y-Y方向的塔体垂直度偏差方向和偏差值进行矢量运算合成，得出塔体的实际偏差值OC和相对于X-X方向的实际偏差角度a；利用三角函数公式，根据塔体在i1和i3之间的实际距离与计算得出的实际偏差值OC，得出塔体相对于竖直方向的偏差角度b；该偏差角度b也就是塔体需要调平的角度，再根据偏差角度b和塔体底面圆周的直径，计算得出塔体在竖直方向上的最大调整距离H；

第五步为最终调整仪器架设，以塔体底部面圆周为基准，根据计算得出的实际偏差角度a，画出相对于X-X方向的塔体垂直度实际偏差方向，然后沿着与该实际偏差方向垂直，并且与塔体底部面圆周相切方向架设第三经纬仪3；根据需要，第三经纬仪3的架设位置与塔体的水平距离均大于塔体的实际高度，并小于塔体实际高度与15米之和；优选的，第三经纬仪3的架设位置与塔体的水平距离为塔体实际高度，或者为塔体实际高度与10米之和；

第六步为调整主副垫铁组，根据塔体垂直度的实际偏差方向，确定与实际偏差方向对应的垫铁组为主垫铁组4，其它垫铁组均为副垫铁组，根据计算得出的最大调整距离H，调整主垫铁组4到位，并在调整主垫铁组4的同时，以实际偏差方向为对称线，按照距离主垫铁组4由近到远的顺序，逐步调整两侧的若干副垫铁组，使得若干副垫铁组与塔体底面抵触支撑；根据需要，若实际偏差方向没有很准确的对应到一块垫铁组，采用就近原则，如果实际偏差方向对应到两块垫铁组中央，那么这两块垫铁组均为主垫铁组4，同步进行调整；

第七步为检验定位，调整垫铁组结束后，在第三经纬仪3的监测下，检验塔体垂直度偏差是否符合规范要求；若符合，将垫铁组点焊牢固，定位塔体；若不符合，根据第三经纬仪3的监测结果，对垫铁组进行微调，直到塔体垂直度偏差符合规范要求为止；根据需要，在第七步检验定位步骤中，塔体垂直度允许偏差符合化工塔类设备施工及验收规范。

本发明未详述部分为现有技术。

Claims (6)

1.一种塔类设备的垂直度调整方法，其特征在于：包含设置塔体测量标记点、塔体就位、X-X和Y-Y方向垂直度偏差测量、确定塔体实际偏差、架设最终测量仪器、调整主副垫铁组和检验定位七个步骤：

S1、设置塔体测量标记点：在塔体外壁沿塔体轴向设置第一纵向中心线（5）和第二纵向中心线（6），并保证第一纵向中心线（5）和塔体轴心线所在平面与第二纵向中心线（6）和塔体轴心线所在平面的夹角为90度；以塔体径向截面与第一纵向中心线（5）和第二纵向中心线（6）的两个交点作为相互对应的一组测量标记点，沿塔体轴向标出至少三组测量标记点；在至少三组的测量标记点中，包含位于塔体底部面圆周并分别处于第一纵向中心线（5）和第二纵向中心线（6）上的测量标记点i1和j1，以及位于塔体顶部圆周并分别处于第一纵向中心线（5）和第二纵向中心线（6）上的测量标记点i3和j3；

S2、塔体就位：利用吊装机具和吊装机械将塔体按要求初步就位，使得塔体底部面相对水平，并保证塔体底部的若干垫铁组沿塔体底部面外缘一周均匀分布；

S3、X-X和Y-Y方向垂直度偏差测量：

a、以塔体底部面圆周为基准，标出一条穿过i1的径向线作为塔体的X-X方向，标出另一条穿过j1的径向线作为塔体的Y-Y方向；

b、在X-X方向架设第一经纬仪（1），在与Y-Y方向平行并穿过i1的方向上设置第一测量标尺，通过第一经纬仪（1）检测测量标记点i3的位置，并结合第一测量标尺，测出塔体在Y-Y方向的垂直度偏差方向和垂直度偏差值OA；

c、在Y-Y方向架设第二经纬仪（2），在与X-X方向平行并穿过j1的方向上设置第二测量标尺，通过第二经纬仪（2）检测测量标记点j3的位置,并结合第二测量标尺，测出塔体在X-X方向的垂直度偏差方向和垂直度偏差值OB；

S4、确定塔体实际偏差：利用矢量运算三角形法则，将相互垂直的X-X方向和Y-Y方向的塔体垂直度偏差方向和偏差值进行矢量运算合成，得出塔体的实际偏差值OC和相对于X-X方向的实际偏差角度a；利用三角函数公式，根据塔体在i1和i3之间的实际距离与计算得出的实际偏差值OC，得出塔体相对于竖直方向的偏差角度b；该偏差角度b也就是塔体需要调平的角度，再根据偏差角度b和塔体底面圆周的直径，计算得出塔体在竖直方向上的最大调整距离H；

S5、最终调整仪器架设：以塔体底部面圆周为基准，根据计算得出的实际偏差角度a，画出相对于X-X方向的塔体垂直度实际偏差方向，然后沿着与该实际偏差方向垂直，并且与塔体底部面圆周相切方向架设第三经纬仪（3）；

S6、调整主副垫铁组：根据塔体垂直度的实际偏差方向，确定与实际偏差方向对应的垫铁组为主垫铁组（4），其它垫铁组均为副垫铁组，根据计算得出的最大调整距离H，调整主垫铁组（4）到位，并在调整主垫铁组（4）的同时，以实际偏差方向为对称线，按照距离主垫铁组（4）由近到远的顺序，逐步调整两侧的若干副垫铁组，使得若干副垫铁组与塔体底面抵触支撑；

S7、检验定位：调整垫铁组结束后，在第三经纬仪（3）的监测下，检验塔体垂直度偏差是否符合规范要求；若符合，将垫铁组点焊牢固，定位塔体；若不符合，根据第三经纬仪（3）的监测结果，对垫铁组进行微调，直到塔体垂直度偏差符合规范要求为止。

2.根据权利要求1所述的塔类设备的垂直度调整方法，其特征是：所述S2塔体就位的步骤中，塔体初步就位是要求塔体按照设计图样或技术文件要求画定的安装基准线和定位基准标记进行初步就位。

3.根据权利要求1所述的塔类设备的垂直度调整方法，其特征是：所述第一经纬仪（1）、第二经纬仪（2）和第三经纬仪（3）的架设位置与塔体的水平距离均大于塔体的实际高度，并小于塔体实际高度与15米之和。

4.根据权利要求1所述的塔类设备的垂直度调整方法，其特征是：所述S2塔体就位的步骤中，若干垫铁组设为24～48个。

5.根据权利要求1所述的塔类设备的垂直度调整方法，其特征是：所述S3 X-X和Y-Y方向垂直度偏差测量步骤中，第一测量标尺和第二测量标尺分别以X-X方向和Y-Y方向为中心线对称设为两段标尺，且每段标尺的有效测量长度大于塔体底面圆周半径。

6.根据权利要求1所述的塔类设备的垂直度调整方法，其特征是：所述S7检验定位步骤中，塔体垂直度允许偏差符合化工塔类设备施工及验收规范。