重型化工塔类设备（中压醇化塔）吊装工艺

　　摘要：土建框架内重型化工塔类设备的吊装施工工艺在化工行业的应用具有一定典型性，在我司承接的福建三钢(集团)三明化工有限责任公司一、二合成醇烷化技改工程多次使用并取得成功，本文就一合成醇烷化重型设备中压醇化塔的吊装施工工艺进行阐述，重点从吊装方法、吊装的计算校核等分析如何吊装中压醇化塔。

　　关键词：吊装;重型塔类设备;校核

　　一、工程概况

　　三明化工有限责任公司一合成醇烷化技改项目，R701中压醇化塔是一台核心设备，其外形尺寸：φ1610X88H=19590Q=91.55t安装于中压醇化塔框架基础上(见设备吊装示意图)。

　　二、施工前准备

　　1、设备基础土建施工完毕，并经验收合格。

　　2、施工图纸齐全，设备全部到达现场验收合格。

　　3、地脚螺栓预埋符合要求。

　　4、垫铁等的数量规格等符合要求。

　　三、吊装方法

　　根据江苏省化工设计院有限公司的框架施工图可以知道，在框架+31.000m层的东西向①、②轴之间设计为吊装承重梁，其每根横梁设计吊点承重受力为100吨，设备吊装需由框架南侧进入(其他方向无空间位置)，而南北向A、B轴之间每根横梁受力仅为30吨。根据一合成中压醇化塔的本体参数、结构特点和施工现场的条件，如果仅用现有的框架梁无法满足设备吊装的需要。经计算校核后，拟设计制作两根工字梁(见吊装工字梁示意图)安装在①、②轴之间的承重梁距①轴中心线2.2m处，对准中压醇化塔基础作为设备吊装用。设备吊装前，将两个吊装工字梁安装在+31.000m层①、②轴之间承重梁上，用[16#槽钢连接成一个框架,吊耳位置对准设备基础后将其限位。在每根工字梁上分别挂上一组H50×6D滑车组，用2副H50×6D的滑车组来抬吊中压醇化塔外壳。设备吊装前，将中压醇化塔外壳用钢排运至框架南面后(或将设备抬吊至钢排上)，将中压醇化塔外壳头部伸入框架内，利用里面挂的2组H50×8D滑车组将头部抬起,尾部用70T汽车吊抬吊;为了防止设备起吊后尾部突然冲进到建筑物里面，撞上基础，必须在设备尾部挂一副H40×6D的滑车组起到溜绳的作用，将钢排和设备缓缓地送入框架,直至设备直立就位(见设备吊装吊装示意图)。

　　

 

　　四、计算校核

　　1、吊装钢梁受力分析：

　　吊装钢梁受力示意图：

　　

 

　　Q计总=(Q+q)=(92+8)*1.1*1.1=121t

　　Q计=1/2P计总=60.5t

　　每根钢梁吊点处弯矩：Max=Mc=Q计*a*b/L=60.5*2.5*4.5/7=97.2t•m

　　选用H钢H740*400*20*20，由现场采用Q235B钢板自制。

　　钢梁自重均布力：q1=375kg/m

　　钢梁自身弯矩：M自=q1*L*2.5/2-q*2.52/2=375*7*2.5/2-375*2.52/2=2109kg.m=2.1t.m

　　截面惯性矩:Ix=[40*743-(40-2)*(74-4)3]/12=264580cm4

　　抗弯截面模量：Wx=Ix/ee=H/2=74/2=37cm

　　正应力σmax=(Mx+M自)/Wx=(Mx+M自)*H/2Ix=(97.2+2.1)t•m*37cm/264580cm4=99.3*104*37*10-2/264580*10-8=0.0139*1010Pa=139MPa<[σ]=150MPa

　　为加强安全系数，在钢梁的腹板、翼板等多处焊接加强板。

　　梁中部最大剪应力：

　　τmax=Qmax•∫0/Ib0=Q/Hd=60.5*104/0.74*0.02=40.9*106Pa=40.9MPa<84MPa

　　最大挠度=Fmax=P计*L3/48EIx=(60.5*73*104)/(48*2*1011*264580*10-8)=0.008m=8mm

　　2、跑绳拉力S=1/2*Q计*0.1455=1/2*121*0.1455=8.8t

　　其中每台10t卷扬机的跑绳拉力约为8.5t,起吊钢丝绳选用6×37+1，Φ=28，ó=155kg/mm2。

　　吊装中计算的参数：

　　1) 中压醇化塔R701重量Q=92t，吊具重量约q=8000kg;

　　2) 取动载系数为k1=1.1;不均衡系数为k2=1.1;

　　3) 板厚20mm的结构型钢抗弯许用应力为[σ]=150MPa，抗剪许用应力为84MPa

　　4) 滑车组有效绳数为n=16;

　　3、吊耳受力计算：

　　

 

　　3.1通过孔中心线水平断面处，吊耳A-A面受力分析：

　　σ=Q计/[(50-11)*δ]=60.5*1000/[(50-11)*6]=258kg/cm2=25.8MPa<[σ]=150MPa

　　强度满足安全要求。

　　3.2通过孔底面断面处，B-B面吊耳受力分析，按拉曼公式计算。

　　P=Q计/(d*δ)=60.5*1000/(11*6)=917kg/cm2

　　σ=P*(D2+d2)/(D2-d2)=917*(352+112)/(352-112)=1118kg/cm2=111.8MPa<[σ]=150MPa

　　式中：D-----吊耳外径长度，D=500mm

　　d-----吊耳孔内径，d=110mm

　　δ-----吊耳厚度

　　强度满足安全要求。

　　3.3吊耳板焊缝强度校核

　　τ=Q计/(L1*δ*0.7)=60.5*1000/(50*4*0.7)=432kg/cm2=43.2MPa<[σ]=150MPa

　　式中：L1-----焊缝接触长度，δ-----焊缝高度

　　强度满足安全要求。

　　五、吊装步骤

　　1、吊装前的准备工作

　　对现场行走路线进行压实，铺设必要的钢板以保护地下管网，设备吊装前，要做好全面仔细的检查核实工作。检查卷扬机、钢丝绳等起重机具是否完好，工作是否正常;设备基础是否符合要求，设备方位是否确定;各岗位人员是否全部到位等。

　　正式吊装前，吊装总指挥进行吊装作业交底;布置各监察岗位进行监察的要点及主要内容;起吊放下进行多次试验，使各部分具有协调性和安全性;复查各部分的变化情况。

　　2、吊装就位

　　由总指挥下令各岗位人员到位，检查指挥信号系统是否正常;各岗位人员汇报准备情况，并及时反馈给总指挥;正式起吊，使设备离开地面300-500mm时停止，并做进一步检查，各岗位人员汇报情况是否正常，正常后继续起吊，吊车随着卷扬机的提升缓慢旋转，直至设备达到垂直位置后，将吊车吊钩松开。

　　六、安全保证措施

　　1、起重工应持证上岗，由经验丰富的起重工担任指挥，一切行动听指挥。

　　2、吊装作业区要设置警戒区，并有专人看护，严禁无关人员进入和通过，吊臂和起吊物下严禁行走和站人。

　　3、起重作业前必须对起重机械的运行部位、安全装置、吊具、索具等进行详细检查，不得带病工作。

　　4、吊装前必须向参加起重作业的人员进行安全技术交底,并有全体人员签字的书面安全技术交底记录。

　　参考文献：

　　1、江苏省化工设计院有限公司设计的施工图。

　　2、《起重设备安装工程施工及验收规范》GB50278-98。

　　3、《化工设备安装工程质量检验评定标准》HG20236-93。

　　4、《化工塔类设备施工及验收规范》HGJ211-85。

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