偏心設(shè)備雙機(jī)抬吊空中遞送技術(shù)

甘繼榮

南京南化建設(shè)有限公司 江蘇南京 210044

在當(dāng)前化工設(shè)備的改擴(kuò)建過(guò)程中，經(jīng)常需要將大型偏心設(shè)備抬吊至高空安裝，但由于各種條件限制，有時(shí)不能使用大型吊車(chē)進(jìn)行吊裝操作，揚(yáng)子石化－巴斯夫SAP 高吸水性樹(shù)脂改擴(kuò)建項(xiàng)目中R1200 型聚合反應(yīng)器的安裝即是這種情況。為滿(mǎn)足施工要求，我們因地制宜地采用偏心設(shè)備雙機(jī)抬吊空中遞送技術(shù)，節(jié)省了施工成本，降低了施工難度。本文以此工程為例對(duì)偏心設(shè)備雙機(jī)抬吊空中遞送技術(shù)加以說(shuō)明。

1 吊裝方案與技術(shù)特點(diǎn)

1.1 吊裝方案的選擇

在揚(yáng)子石化－巴斯夫二期擴(kuò)建SAP 高吸水性樹(shù)脂項(xiàng)目中，R1200 型聚合反應(yīng)器從德國(guó)進(jìn)口，其規(guī)格為10230×3520×3427mm，設(shè)備總重量約54.0t，吊耳兩側(cè)重量分別為21t、33t，且分布不均勻，偏心量較大。聚合反應(yīng)器就位于鋼結(jié)構(gòu)框架內(nèi)，安裝標(biāo)高13.7m。吊裝時(shí)，需要經(jīng)過(guò)干燥間頂部長(zhǎng)度7.5m，高度13.7m 的鋼結(jié)構(gòu)維修平臺(tái)。吊裝難度較大。

如圖2 所示，該設(shè)備吊耳為板式吊耳，兩側(cè)吊耳的重量分別為21t、33t，分布嚴(yán)重不均勻，國(guó)外供貨商要求單主機(jī)旋轉(zhuǎn)遞送吊裝，且使用偏心吊點(diǎn)板孔式平衡梁（平衡梁下板孔距離的長(zhǎng)度為5740mm，較重端內(nèi)側(cè)吊耳板孔至重心距離為2163mm，較重端外側(cè)吊耳板孔至重心距離為3430mm），設(shè)備起升高度至少為22m，最小需要500t 全路面起重機(jī)，而設(shè)備卸車(chē)位置的北側(cè)有84in.的管道在施工，不宜有大吊車(chē)的站位。

圖1 R1200 型聚合反應(yīng)器設(shè)備平面布置圖

圖2 板式吊耳及設(shè)備尺寸平面圖

吊裝方案在選擇的過(guò)程中受限于施工企業(yè)現(xiàn)有機(jī)械能力、施工現(xiàn)場(chǎng)條件、施工成本等諸多因素。國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)裝置中也有較多類(lèi)似重量分布不均勻的臥式進(jìn)口成套設(shè)備，但多數(shù)是在較低空就位吊裝，安裝時(shí)采用大噸位單主機(jī)旋轉(zhuǎn)遞送法或同類(lèi)型多臺(tái)起重機(jī)吊裝，配以不規(guī)則偏心吊點(diǎn)板孔式平衡梁。這種方法使用的大型起重機(jī)占用場(chǎng)地大、費(fèi)用高、自身安裝時(shí)間長(zhǎng)。

我單位從安全、工期和性?xún)r(jià)比的角度綜合考慮，充分利用公司現(xiàn)有起重資源（SCX2000 型200t 履帶式起重機(jī)、QY130K 型130t 全路面汽車(chē)吊），綜合考慮力學(xué)平衡原理，采用不同類(lèi)型起重機(jī)的雙機(jī)抬吊空中遞送方式替代單主機(jī)旋轉(zhuǎn)遞送方式。該吊裝技術(shù)和使用偏心吊點(diǎn)板孔式平衡梁進(jìn)行吊裝的方法相比較，節(jié)省了費(fèi)用，降低了使用不成熟技術(shù)所帶來(lái)的吊裝風(fēng)險(xiǎn)（見(jiàn)圖3）。

圖3 R1200 型聚合反應(yīng)器吊裝施工

1.2 偏心設(shè)備雙機(jī)抬吊技術(shù)的特點(diǎn)

該技術(shù)應(yīng)用化工行業(yè)工程起重施工規(guī)范，重點(diǎn)解決偏心設(shè)備雙機(jī)抬吊空中遞送吊裝技術(shù)，在滿(mǎn)足吊裝工程需要的前提下，充分利用了我公司現(xiàn)有的起重資源。

本吊裝方案采用不同類(lèi)型起重機(jī)的雙機(jī)抬吊空中遞送，其中履帶式起重機(jī)工作速度控制系統(tǒng)是由類(lèi)似于摩托車(chē)的油門(mén)手柄與“SC”控制器聯(lián)合，同時(shí)改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓泵的流量，或保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速僅改變液壓泵的流量；回轉(zhuǎn)速度控制是根據(jù)液壓泵的流量變化，可以從最大速度調(diào)節(jié)到任意值，速度為1.7 r/ min；前后卷筒鋼絲繩在空載時(shí)的速度為120～2mpm，卷?yè)P(yáng)速度隨載荷量和作業(yè)條件不同而不斷變化。全路面汽車(chē)起重機(jī)最大回轉(zhuǎn)速度為1.8r/ min；空載條件下主起升機(jī)構(gòu)的起升速度為115m/ min；起重臂變幅時(shí)間為60s。

該技術(shù)采用不同類(lèi)型的起重機(jī)，由于兩臺(tái)起重機(jī)起吊速度不一致、吊臂回轉(zhuǎn)不協(xié)調(diào)，均會(huì)造成起重機(jī)載荷分配不均勻，故每臺(tái)起重機(jī)的負(fù)載率都小于75%。在吊裝提升階段，通過(guò)觀測(cè)較重端四個(gè)吊耳等長(zhǎng)度吊帶張緊力不同，保持負(fù)載小的起重機(jī)提升速度略大于負(fù)載大的起重機(jī)至吊裝高度，呈平衡穩(wěn)定狀態(tài)；在空中旋轉(zhuǎn)遞送階段，通過(guò)觀測(cè)較重端四個(gè)吊耳內(nèi)外側(cè)吊帶張緊力的變化，及時(shí)調(diào)整較輕端起重機(jī)的起伏桿或提升速度，控制偏心設(shè)備重心的偏移距離與偏移速率，動(dòng)作同步、回轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)、荷載平衡。

1.3 偏心設(shè)備雙機(jī)吊裝技術(shù)的難點(diǎn)

雙機(jī)抬吊在提升階段，同步動(dòng)作控制、平衡荷載控制較難。雙機(jī)抬吊空中遞送時(shí)受到鋼架結(jié)構(gòu)框架高度和抗桿距離的影響，履帶式起重機(jī)需要適當(dāng)移動(dòng)站位，此時(shí)設(shè)備的重心偏移速率極不穩(wěn)定，回轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)控制難（見(jiàn)圖4）。

圖4 履帶式起重機(jī)移動(dòng)站位圖

2 吊裝施工方案

雙機(jī)抬吊由于不同類(lèi)型的起重機(jī)容繩量和起升速度等各項(xiàng)指標(biāo)不相同，需要解決提升階級(jí)兩臺(tái)起重機(jī)動(dòng)作的不同步性和荷載分布的不平衡性。通過(guò)觀測(cè)較重端四個(gè)吊耳等長(zhǎng)度吊帶張緊力不同，保持負(fù)載小的起重機(jī)提升速度略大于負(fù)載大的起重機(jī)至吊裝高度，呈平衡穩(wěn)定狀態(tài)（見(jiàn)圖5）。

圖5 聚合反應(yīng)器起吊階段

偏心設(shè)備雙機(jī)抬吊后需要空中遞送一段距離才能滿(mǎn)足吊裝要求，空中遞送時(shí)受到鋼架結(jié)構(gòu)框架高度和抗桿距離的影響，履帶式起重機(jī)需要適當(dāng)移動(dòng)站位，此時(shí)設(shè)備的重心偏移速率極不穩(wěn)定，需要觀測(cè)較重端四點(diǎn)等長(zhǎng)度吊帶張緊力不同，通過(guò)較輕端起重機(jī)的起伏桿和提升加以平衡控制。

偏心設(shè)備雙機(jī)抬吊空中旋轉(zhuǎn)遞送階段，保持較輕端高度不變，旋轉(zhuǎn)較重端，通過(guò)觀測(cè)較重端四個(gè)吊耳內(nèi)外側(cè)吊帶張緊力的變化，及時(shí)調(diào)整較輕端旋轉(zhuǎn)速度、較重端的起伏桿或提升速度，呈平衡協(xié)調(diào)性，控制偏心設(shè)備重心的偏移距離。以下是空中旋轉(zhuǎn)遞送的過(guò)程示例（圖6～圖9）：

3 主要技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)

（1）地基處理：根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，采用換填墊層法處理，對(duì)地基的軟弱下臥層頂面處附加壓力Pz、土的自重壓力Pca、地基承載力修正值fa 的計(jì)算、地基承壓能力載荷試驗(yàn)（沉降值測(cè)量）。

圖6 聚合反應(yīng)器吊至指定高度

圖7 聚合反應(yīng)器進(jìn)行高空旋轉(zhuǎn)

圖8 聚合反應(yīng)器推送至平臺(tái)

圖9 滾杠牽引至安裝位置

（2）吊裝能力：SCX2000 型200t 履帶式起重機(jī)作業(yè)半徑12m，額定吊裝負(fù)荷48t，負(fù)荷率73.03%；QY130K 型130t 全路面汽車(chē)起重機(jī)作業(yè)半徑10m，額定吊裝負(fù)荷37.2t，負(fù)荷率61.4%。

（3）吊裝高度和抗桿距離：履帶式起重機(jī)與鋼框架抗桿位置近，需適當(dāng)調(diào)整。

（4）吊裝安全性：機(jī)械化高，吊裝安全性可靠、實(shí)時(shí)監(jiān)控性好。

（5）采用高纖維合成圓形吊帶替代傳統(tǒng)索具鋼絲繩的應(yīng)用，具有強(qiáng)度高、耐磨損、抗氧化、抗紫外線好、質(zhì)地軟、不導(dǎo)電、無(wú)腐蝕、輕便柔軟、重量輕（是同等金屬吊索具的25%）、易于支配、搬運(yùn)和保存。同時(shí)在該技術(shù)中更容易（與鋼絲繩相比）觀察和監(jiān)控吊帶的張緊力。

4 技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益

（1）在施工生產(chǎn)過(guò)程中，該吊裝方案為我單位帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益（見(jiàn)表1）。

表1 偏心設(shè)備雙機(jī)抬吊方案收益表

（2）我單位通過(guò)此次吊裝施工，成功積累了高吸水性樹(shù)脂裝置吊裝經(jīng)驗(yàn)，為巴斯夫在巴西新建的高吸水性樹(shù)脂裝置提供了吊裝示例，為業(yè)主在大件吊裝中的費(fèi)用控制提供了依據(jù)，為社會(huì)帶來(lái)了效益。

（3）該技術(shù)可推廣至國(guó)內(nèi)或國(guó)際石油化工、精細(xì)化工行業(yè)在新建或改擴(kuò)建項(xiàng)目、技改技能項(xiàng)目，適用于臥式偏心或大型立式設(shè)備的雙機(jī)抬吊空中遞送吊裝。

石化設(shè)備吊裝所具有的獨(dú)特性和難以預(yù)見(jiàn)性充分說(shuō)明，雙機(jī)抬吊吊裝，尤其是采用兩種不同型號(hào)吊車(chē)的偏心設(shè)備高空抬吊，不僅僅是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的吊裝工程，它對(duì)吊裝設(shè)備選取、機(jī)械負(fù)載性能分析、配合協(xié)調(diào)、吊機(jī)操作等反面提出了較高要求。本工程綜合考慮成本、安全和合理性三方面因素，因地制宜地采用200t 履帶式起重機(jī)、130t 全路面汽車(chē)吊進(jìn)行雙機(jī)吊裝，確保了施工安全，提高了施工效率，極大的節(jié)省了預(yù)算成本，經(jīng)實(shí)踐證明是合理有效的。

1 沈養(yǎng)中, 石靜.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M], 科學(xué)出版社, 2001.

2 SH3515- 2003 大型設(shè)備吊裝工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)[S].

3 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司.大型設(shè)備吊裝技術(shù)[M],石油工業(yè)出版社,2012.

4 駱發(fā)江, 徐長(zhǎng)鋒等. 大噸位雙機(jī)抬升吊裝技術(shù)的應(yīng)用[J]. 建筑施工,2011, 22(7): 574- 576.

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