氨吹脱及结晶系统在围护结构狭小空间中的安装技术

作者:刘铁军 龚颖 张怡坚 刘斌 张伯发
单位:深圳市市政工程总公司
摘要:深圳市某新建渗滤液处理厂需在围护结构内建设氨吹脱及结晶系统,该系统包括5套吹脱塔及2套结晶塔。介绍氨吹脱及结晶系统在围护结构狭小空间中的安装技术,利用围护结构梁、板预留吊钩,采用倒装及分部、分层吊装的方法,解决室内吊装能力受限的难题。应用BIM技术指导工艺管道安装,通过合理安排施工顺序,提前解决交叉碰撞问题,形成完整的垃圾渗滤液处理厂氨吹脱及结晶系统综合施工技术。
关键词:吹脱塔结晶塔吊装建筑信息模型施工技术
作者简介:刘铁军,高级工程师,E-mail:691236884@qq.com。
基金: -页码-:96-98

1 工程概况

   氨吹脱及结晶系统主要功能是将渗滤液在吹脱塔内去除氨氮,并将吹脱产生的含氨尾气导入饱和结晶器内,通过硫酸生产硫酸铵晶体,硫酸铵晶体可作为化肥 [1,2,3,4,5,6]。本系统包括氨吹脱系统和饱和结晶系统2个子系统的设备及工艺管道,其中吹脱塔尺寸为3 500mm×15 000mm,单节重3.5t,包括塔顶、塔底和3节中间节,共5套;结晶塔尺寸为6 000mm×11 000mm,单节重2.0t,包括塔顶、塔底和2节中间节,共2套;工艺管道数量大、种类多。

2 工程特点及难点

   1)应用环境腐蚀性强,施工质量要求高

   氨吹脱及结晶系统中包含渗滤液、硫酸、含氨尾气等高腐蚀液体及气体,工作环境腐蚀性强,对设备材料防腐要求较高;且系统泄漏易造成严重后果,对强度、水密性及气密性要求高,施工质量要求严格。针对上述问题,选择玻璃钢作为主要罐体材料,不锈钢和PE材料作为主要管道材料,施工完成后需经严格密封性试验检验,合格后方可通过验收。

   2)安装空间狭小,需采用倒装吊装工艺

   本工程需在围护结构中进行安装施工,场地面积小,无法采用大型机械吊装。经研究决定,吹脱塔采用倒装吊装工艺,自上而下依次吊装。塔节利用滑行轨道及卷扬机滑移至拼装位置,有效利用预埋吊钩和主体结构进行分部、分层吊装,塔体上半部分利用梁、板预留吊钩吊装,下半部分利用安装在2层楼板上的龙门架吊装,塔节间采用螺栓连接。

   3)工艺管道需应用BIM技术解决碰撞问题

   本系统工艺管道数量多、材质种类较多,工艺管道安装应用BIM技术进行碰撞检查,提前解决交叉碰撞问题,采用虚拟仿真技术优化施工工艺流程。

3 施工工艺流程

3.1 设备基础验收

   塔体安装前,须对混凝土设备基础进行验收,考虑系统安装质量的高要求,避免因设备基础偏差影响安装质量,特制定严格的验收标准。

   设备基础验收合格后,按设备安装标高配置各组垫铁,保证各垫铁顶面标高相同,使垫铁与垫铁、垫铁与底座紧密贴合,避免出现松动现象。

3.2 吹脱塔吊装

   吹脱塔采用倒装吊装工艺,考虑楼面及吊钩承重,分部、分层吊装,将吹脱塔分为顶部封头、中部1~3塔节、底部塔底,采用螺栓连接(见图1)。

图1 吊装示意

   图1 吊装示意 

   Fig.1 Hoisting

3.2.1 吊装准备

   1)滑行轨道安装采用钢管焊接成滑行轨道,安装在吹脱塔基础上,用于移动塔节。按吊装顺序将吹脱塔依次移至基础滑行轨道上,准备吊装。

   2)吊钩安装在23m高楼面结构梁上安装吊钩,每组吊装采用5个吊钩,中间吊钩采用10t电动葫芦,四周吊钩分别采用5t电动葫芦,组成吊装组合(见图2)。设备质量经精确计算,实际吊重为7t,吊装组合能有效满足吊装需求。

图2 吊钩位置示意

   图2 吊钩位置示意 

   Fig.2 Hook position

3.2.2 吊装工艺流程

   1)将吹脱塔顶部封头吊起至4.5m,将塔节1移至基础中心,顶部封头置于塔节1上,用紧固件连接法兰,将顶部封头和塔节1共同吊起至7m。

   2)将塔节2移至基础中心,将顶部封头及塔节1置于塔节2上,用紧固件连接法兰,将顶部封头和塔节1,2吊起至10m。

   3)将塔节3移至基础中心,并在7.5m楼面安装手动葫芦龙门架及2台3t电动葫芦,选用I20b制成可拆卸移动龙门架,龙门架承重均在楼面承重梁上,楼面承重5t,设备实际吊重3t(见图3)。

图3 龙门架

   图3 龙门架  

   Fig.3 Gantry

   4)将塔节3吊至4.8m,将吹脱塔塔底移至基础中心,将塔节3置于塔底上,用紧固件连接法兰,再将顶部封头及塔节1,2置于塔节3上,连接法兰,最后找正、找平。

3.3 结晶塔吊装

   考虑结晶车间空间及楼面承重能力,结晶塔采用分部、正装吊装方式。将结晶塔分为塔底、2节中间节和塔顶,按顺序自下而上吊装。在结晶塔基础正上方楼面布置1个吊钩,承重10t,利用吊钩和电动葫芦进行室内吊装工作。结晶塔安装前,将楼面模板、室内脚手架及结晶器外围墙体门洞位置脚手架拆除,以便设备进入车间。饱和结晶器分为母液槽、喷淋、外围壳体等,采用自下而上的拼装安装工艺,单个吊装质量为2t左右,利用卷扬机与电动葫芦相互配合。

3.4 BIM技术应用

   BIM技术已大量应用于类似工程中 [7,8]。本工程在管道安装前应用BIM技术进行碰撞检查,指导施工,并与各单位进行沟通协调。

3.4.1 应用内容

   1)创建BIM模型利用设计文件等资料,创建施工BIM模型,包括土建、工艺、机电模型,并根据模型进行专项BIM应用工作。

   2)碰撞检查根据BIM模型完成碰撞检查BIM专项应用,检查建筑、结构不一致,建筑净空高度不一致等问题,完成工艺、消防、电力桥架等专业管线与结构的碰撞检查。

   3)设计深化BIM模型依据专业要求,对模型进行深化,消除各专业碰撞,深化结果经确认后,按深化后的模型进行施工。

   4)沟通协调应用BIM模型与监理单位、设计单位等进行沟通,并进行施工交底。

   5)施工方案模拟分析本工程特点和技术难点,对重要节点采用虚拟仿真技术展示施工工艺流程,优化施工方案,保证施工顺利进行。

   6)施工指导利用BIM模型指导结构施工预留预埋工作及机电施工管线安装工作,形成预留预埋图纸和管线安装节点详图,用以指导施工。

3.4.2 应用结果

   根据BIM模型碰撞检查结果,进水管预埋套管与结构梁位置存在冲突,导致后期难以安装。因此,在管道施工前与设计单位联系进行设计变更,将套管向右平移50cm(见图4)。

图4 碰撞检查

   图4 碰撞检查  

   Fig.4 Collision check

   BIM模型显示结晶槽不在抽滤箱的正上方,为防止结晶槽接口松动,避免强腐蚀渗滤液直接落于地板污染环境,经与设计单位联系,将结晶槽位置变更至抽滤箱正上方。

3.5 工艺管道安装

3.5.1 组对安装玻璃钢风管

   安装步骤为:风管转运至安装楼面→风管法兰钻孔→风管垫片安装→风管组对安装→风管吊装就位→风管支架安装→水平、垂直、坡度测量→安装完成。水平管段分3段组装成型,独立吊装就位后对接连成整体(见图5)。

图5 水平管段安装示意

   图5 水平管段安装示意 

   Fig.5 Installation of horizontal pipes

3.5.2 第1水平管段安装

   1)将2节1 400直管与吹脱塔顶部管口垂直组装成型,法兰用螺栓固定。

   2)在楼面将1 400等径三通、1 400直管、电动风阀等组装成型。

   3)用4台3t电动葫芦提升组装成形的管段,提升至吹脱塔3顶部,与顶部封头管口对接,并安装预制风管吊架。

3.5.3 第2水平管段安装

   1)将2节1 400直管、1只风阀与吹脱塔顶部管口垂直组装成型,法兰用螺栓固定。

   2)在楼面将2 400×1 400异径三通、2 400×1 400异径管、2 400直管、电动风阀等组装成型。

   3)用4台3t电动葫芦提升组装成型的管段,提升至吹脱塔4,5顶部与封头管口连接,并安装预制风管吊架。

3.5.4 第3水平管段安装

   1)将2节1 400直管、1只风阀与吹脱塔顶部管口垂直组装成型,法兰用螺栓固定。

   2)在楼面将2 400×1 400异径三通、2 400×1 400异径管、2 400直管、电动风阀等组装成型。

   3)用4台3t电动葫芦提升组装成型的管段,提升至吹脱塔1,2顶部与封头管口连接,并安装预制风管吊架。

3.6 验收

   安装完成后,对系统安装设备、管道型号、位置、标高等进行检查验收。通过对系统进行清水调试检查可知,风管法兰螺栓连接处个别位置存在渗漏,经技术研究决定,连接处采用承插式玻璃钢胶接。改进后进行48h清水调试检查,检查结果表明系统无渗漏、无变形、无异常,确认为合格。

4 结语

   介绍氨吹脱及结晶系统在围护结构狭小空间中的安装技术,并将该技术应用于深圳市某新建渗滤液处理厂项目中。工程实践表明,运用该技术安装的氨吹脱及结晶系统具有防强腐蚀性,系统安装时安全稳定,运行良好。该技术丰富垃圾渗滤液处理厂氨吹脱及结晶系统施工技术理论,可用于处理厂围护结构内设备的安装。

    

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Installation Technology of Ammonia Stripping and Crystallization System in Narrow Space of Enclosure Structure
LIU Tiejun GONG Ying ZHANG Yijian LIU Bin ZHANG Bofa
(Shenzhen Municipal Engineering Co.)
Abstract: A new leachate treatment plant in Shenzhen needs an ammonia stripping and crystallization system in the enclosure structure,which includes five stripping towers and two crystallization towers. This paper introduces the installing technology of ammonia stripping and crystallization system in narrow space of enclosure structure. By using the reserved hook of enclosure beam and slab,inverted installation,partial and layered installation,the problem of limited indoor lifting capacity is solved. BIM technology is applied to guide the installation of process pipeline,and the problem of cross-collision is solved in advance through reasonable arrangement of construction sequence,to form a complete comprehensive construction technology of ammonia stripping and crystallization system in landfill leachate treatment plant.
Keywords: stripping towers; crystallization towers; hoists; building information modeling(BIM); construction
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