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1、曼型气柜干式充气顶升正装施工工法工法编号：RJGF(闽)042008完成单位：福建省工业设备安装有限公司主要完成人：刘时球 林锦水 黄尚敏 郑光忠1 前言随着我国燃气行业的快速发展,干式储气柜已经广泛用于城市煤气、冶炼煤气、煤层气、天然气等诸多领域，其中曼型(稀油密封型)干式气柜，以其自身运行压力平稳、排放含酚污水少等优势，而逐步取代各类湿式气柜，成为燃气行业主要的储气设施。福建省工业设备安装有限公司根据多年的气柜施工经验，不断改进施工工艺，大胆创新，将传统的用水（用油）密封充气顶升施工工法，成功改进为干式充气顶升正装施工工法。该工法由于成本低、进度快、技术性强、操作安全可靠，因此有明显的技术
2、先进性和显著的经济效益和社会效益。2 工法特点2.0.1 采用干式充气顶升施工，活塞不再注水，大大降低了活塞顶升荷载，同时减少了施工用水量和用电量，不产生废水、废油，能够很好地满足环保要求。同时减少了顶升准备时间、注水时间，节约施工了成本和提高了施工进度。2.0.2 能够克服水顶升时，侧板内表面全部浸泡在水中，使得钢板表面锈蚀、变粗、密封滑板和侧板间隙变大、密封性能下降的缺点，还可避免水顶升过程中，当活塞倾斜时，水向低处流动，造成倾斜加大、各立柱荷载负荷不均、挠度变形加大、立柱垂直度偏差变大等不利于气柜施工的因素。提高了气柜顶升施工的安全性，延长了密封系统部件的使用寿命。2.0.3 对气柜施工
3、精度提出了更高的要求，特别是对密封装置与气柜内壁的安装精度要求高，否则无法达到气顶升的条件和保证施工的安全。因此有明显的技术先进性。2.0.4 由于密封机构内不再盛水，可以直接检查顶升过程中的弹簧变形及活塞运行情况，检查滑板与侧板接合情况，使得整个顶升过程处于完全可控状态。2.0.5 在柜顶配套使用自行设计的柜顶吊装小车，因此不再使用大型塔吊及其他吊装机具，节约了施工成本和提高了施工进度。3 适用范围适用于城市煤气、炼铁高炉煤气、焦炉煤气等领域使用的稀油密封型（曼型）干式煤气柜施工，规模从2万m320万m3均可适用。4 工艺原理在气柜施工过程中，按正常施工工艺完成柜底板、活塞板、柜顶、密封装置
4、、第一节短立柱及第一带侧板等结构件的安装工作后，使得气柜形成一个密闭的储气空间，达到顶升条件。此后利用活塞和顶架临时固定后安装的脚手架，借助柜顶吊装小车继续将第一节长立柱和事先确定要安装的侧板带数安装完成，然后利用鼓风机从气柜侧板上鼓风机接口处吹入压缩空气，依靠气柜密封装置与侧板形成的良好的密闭空间，产生空气浮力，使气柜活塞及柜顶缓慢升起，从而逐步完成气柜从下到上各层立柱与侧板等部件的安装任务。5 施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1气柜气顶升准备气顶升准备从气柜基准点确定开始，到活塞气密性试验合格为止。其施工工艺流程见图5.2.1-1，具备气顶升条件时气柜结构见示
5、意图5.2.1-2，各阶段施工要点如下：图5.2.1-1 气柜气顶升准备施工工艺流程图图5.2.1-2 具备气顶升条件时气柜结构示意图1 气柜基准点的确定。以柜底中心为基点，利用经纬仪确定气柜各标志块位置，测量标志块之间和确定其中心到立柱滑轨面中心的距离。注意在测量标志板的中心点和各弦长时应使用拉力器定点，并进行温度补偿计算，从而确定几何尺寸。2 柜底板铺设。按施工图要求先安装煤气进出气管及下水管，再安装底板。注意作好隐蔽记录，并按排版图, 从柜中央向两侧铺开安装。焊缝经外观检查合格后进行抽真空法检测，底板不平度检查，局部最大凹凸值应控制在-40+60mm。3第一节短立柱安装。先安装柱脚，再安
6、装立柱及底板油沟、第一带侧板（气柜最底侧板）、活塞承托、底部油沟加热管，在第一带侧板安装鼓风机、油管及加热管接口等附件。安装时应注意调节柱脚时要有均匀的拉力和必要的温度补偿。立柱的垂直度h/5000mm、基柱顶标高偏差小于1mm,相邻柱顶柱高偏差小于1mm,间距偏差小于1mm，轴线、切向偏差小于mm。4活塞组装。用汽车吊将中心环吊入柜中心，并调整其精度。将制作完毕的活塞桁架第一片吊入柜内，用特制的工装来安装桁架，并调整其垂直度，半径长度。调整后，用活塞承托和机具支承，与活塞中心环用螺栓连接后进行焊接，然后再吊入第二片桁架进行安装、调整并按图要求将两片活塞桁架连接起来，再逐片安装活塞桁架直至桁架
7、全部安装并调整完毕。之后在活塞桁架上铺设活塞板、活塞油槽及活塞附属设施。活塞组装后各部应符合要求:活塞中心环标高允差+20mm,中心环中心允差5mm，活塞桁架跨度允差5mm,中心线与立柱中心线允差5mm，上、下导辊座中心线与滑轨面中心线应重合，允差3mm，上、下导辊座中心线允差3mm。并注意活塞油槽按照在对称区域上进行安装。5柜顶组装。在组装活塞桁架期间，可穿插安装顶架中心环承台。中心环吊装时，控制顶架的中心环标高偏差30mm,中心偏移5mm，半径偏差5mm，顶架径向偏差5mm。柜顶桁架制作好后应进行预组装。在活塞桁架上方安装临时支撑，用吊车从对称位置顺次进行吊装，在活塞桁架的支承平面上进行调
8、整、固定，并将各桁架与柜中心环焊接连成一体。之后安装换气装置、内部吊笼和顶架走道，救助装置等其他附属设施。注意顶板用吊车从柜顶外围向中央进行吊装安装。6第一节长立柱安装。在活塞和顶架组装完成后，拆除在活塞桁架上方安装的临时支撑使顶架下降，利用鸟形钩、螺旋扣将顶架和活塞牢固固定，顶架荷重通过鸟形钩由活塞承受。利用立柱连接工装将其与第一节短立柱连接，调整立柱达到各项精度要求，并考虑侧板焊接后的收缩变形，进行施焊。注意立柱接头处内异缘面，侧面和侧板搭接面应磨平,滑轨面接头应齐平、光滑，立柱滑轨面径向、切向不平度小于1mm/2m，全高总倾斜量应小于h/5000mm 。之后在柜顶组装柜顶吊装小车，用于今
9、后对称组装侧板、立柱等。7活塞导轮安装。首先安装上部导轮，下部导轮待密封装置安装完后再装。并保证上下导轨座中心线与导轮面中心线重合，最大误差3mm。为了防止焊接收缩，在气柜安装过程中，上导轮全部采用固定轮，弹簧式的也暂改为固定式的。导轮与立柱应靠紧到用手的力量不能转动程度为止，调整其垂直度，使导轮中心与立柱中心线重合。8密封装置安装。按图要求安装密封装置，安装角部滑块时，严格控制滑板块组对尺寸。滑板应与壁板贴紧，局部最大间隙小于0.5mm,滑板端头与滑轨板接合处间隙为41mm。达到要求后再安装圆木、帆布、吊耳等密封部件。施工中，要注意保护帆布，以免焊渣烧坏帆布。密封装置见示意图5.2.1-3。
10、图5.2.1-3 密封装置示意图9安装鼓风机。在第一带侧板鼓风机连接口处安装鼓风机。为确保安全应另备一台同型号鼓风机和满足功率要求的柴油发电机。10活塞气密性试验。在以上各阶段安装完成后，利用柜顶吊装小车对称安装第二至第九带侧板（侧板带数的多少应根据活塞和顶架临时固定后的高度事先确定）,经过必要的调整符合要求后,按照焊接工艺施焊。之后进入气顶升前气密性试验，在起动鼓风机后，使活塞保持上浮状态，将肥皂水涂刷在焊缝上，进行气密性检查。测量密封滑板与侧板间隙，观测泄漏情况，调整到符合要求。5.2.2 气柜气顶升。顶升原理：利用鼓风机进行空气加压，实现 V进气V漏气，产生压强差P，当PS=G9.8时，
11、活塞理论上可以处于悬浮相对静止状态，当PSG9.8时，活塞将向上升起，通过控制风机流量，从而控制上升速度，使得活塞达到预定的位置。式中 V为密闭储气柜内容积；P为气柜内压强变化值；S为活塞底面积；G为活塞及柜顶等所有结构、设备的质量。气顶升施工要点如下：1 在气顶升前应对以下事项检查、落实，须完全符合要求。1) 组装的侧板没有漏焊。2) 顶架吊车在对称位置固定。3) 脚手架和侧板没有碰撞地方。4) 导轮和立柱间没有异物。5) 密封装置内没有其它部件、废弃物。6) 立柱内面塞销磨光良好。7) 鸟形钩挂板安装正确。8) 鼓风机以外的电源应切除，通到柜顶上部的电缆应有伸缩余量。9) 联络通讯设备正常
12、。10) 活塞、外部脚手架上升通道畅通。11) U型压力计完好（顶升时指派专人负责观察压力波动情况）。12) 活塞上、地面的各指挥人员按要求就位，各岗位操作人员到位。13) 检查密封帆布的配重安装情况符合要求。14) 倾斜测量装置安装正确，顶时升，检测人员按要求到位。2 起动鼓风机后，使活塞上升离地50mm左右，稍作停留观察气柜整体平衡情况、密封状况及上升通道情况，确认无异常后方继续顶升达到第九带侧板，使鸟型钩嘴超过立柱上已安装好的挂板，并使钩嘴自动复位挂住挂板。之后关闭鼓风机，将气柜中的空气排出，顶架及活塞荷重通过鸟型钩由立柱支承。3 顶升过程应派专人负责监视活塞油沟内液面高度和观察并记录高
13、强度螺栓的扭曲情况。5.2.3立柱与侧板安装在上次气顶升结束后，就利用顶架为平台，进行侧板安装和立柱安装及附属设备安装。一般安装一层侧板后按上述气顶升要求进行一次气顶升，直到安装到气柜的设计高度为止气顶升工作结束。此期间为保证气顶升的安全，在每一根立柱上固定两块用于与鸟型钩嘴连接的挂板, 两挂板间距为一带侧板高度。当顶升时, 鸟形钩嘴与下层挂板脱开, 直到鸟形钩嘴超过上层挂板时, 使钩嘴复位, 挂住挂板。如中途遇停电等故障, 活塞下降, 迅速将钩嘴复位, 挂住下层挂板。5.2.4 上部侧板及附属装置安装1 上部（气柜最顶部）侧板、檐板组装，并且和顶架及立柱结合。应注意事项：1) 外部脚手架解体
14、撤去。2) 侧板最后几带及上部附属装置，用特制脚手架安装。3) 摘下活塞顶架间鸟形钩和顶架连接螺栓，用千斤顶把顶架顶升到指定位置。4) 用柜顶吊装小车吊上檐板，将檐板、立柱、顶架用螺栓连接成一体后进行焊接。2 附属装置安装在顶架、檐板和立柱连接时，以下附属设备亦同时安装。1) 紧急放散管安装。2) 天窗加工、安装玻璃。3) 外部电梯井调整。4) 柜容指示器。5) 油上升管。6) 预备油箱检查台。7) 活塞导轮调整。8) 拆除施工用临时电源。9) 上部参与工程及脚手架解体。10) 涂装工程，电器仪表工程开始安装。5.2.5气柜试运行要点1从鼓风机的配管处把空气放空，使活塞降下，此时从活塞上对侧板
15、内面除锈及清除杂质全面扫除干净。2活塞降下前，将临时电源电缆更换为设计生产用的。同时对活塞导轮的尺寸、密封装置进行检查调整。3活塞着地后对密封装置进行全面检查，检查是否有构件损坏，弹簧套筒内是否有杂质在内等，有以上情况视严重程度进行修复、更换，并根据顶升情况，进行一些必要的调整。4活塞导轮调整、安装。将气顶升安装所用的导轮调整，清洗，重新安装弹簧导辊、弹簧，固定导轮，进行必要的调整。为使活塞不倾斜、不转动，导轮与柱接触面的压力应当保持均匀一致。5在密封装置和导轮检查完毕后，进行活塞上、下升降试验，对气柜各项技术指标进行检查记录，情况良好后，活塞着地。对底部油沟和活塞油沟进行清扫，将密封油注入油沟。总体工程完工后，用鼓风机将风吹入储气室内，按设计要求进行全过程运行。5.3施工现场管理人员及劳动力计划见表5.3表5.3 现场劳力情况管理岗位人数技术工种人数项目经理1冷作工20项目副经理1焊工20技术负责人1管工5钢构施工员2电工8焊接施工员1仪表工5电仪施工
