董建偉
摘 要: 介紹650t履帶吊在超起工況下分段拆除H2S/CO2吸收塔的吊裝方法
關鍵詞: 吸收塔 吊裝 超起工況 大型吊車 卡環(huán)
1、 工程概況
脫硫、脫碳裝置區(qū)內有1臺H2S/CO2吸收塔,設備位號C2201/2202,該塔高68.8m,容器凈質量(不含梯子、平臺、內件)重284.59t,含梯子平臺,不含可拆內件重300t。根據甲方要求,拆除該塔更換新塔,該塔位于氣化渣水框架西側,其南邊和西邊是管廊框架,場地受限、高度高、重量重是本次拆除更換的難點。
2、 施工工藝程序
設備拆除吊裝程序大體安排如下:
3、 H2S/CO2吸收塔拆除吊裝計算
3.1、H2S/CO2吸收塔吊裝受力計算
H2S/CO2吸收塔安裝時是分三段到貨,現(xiàn)場立式組對安裝的,上段長度17.46m,重78t;中段長度18.39m,重86t;下段長度32.95m,重136t。上、中、下段的吊耳及吊耳標準(HG/T21574-2008)見下表:
為了節(jié)約拆除時間,降低大型吊車費用,根據以上情況,考慮拆除吊裝分兩段進行,割除分段位置:距設備底部32.95m處,即安裝時的上段和中段一起割除,為本次拆除分段的上段,安裝時的下段為本次拆除吊裝的下段。分段情況:上段長度35.85m,重164t;下段長度32.95m,重136t。
3.1.1、主、輔吊車受力計算
考慮分兩段吊裝:
(1)、上段受力計算:長35.85m,加上梯子、平臺、欄桿重約164t,主吊點選據上部焊縫1.2m處的AXC-600-20吊耳,輔助吊點選安裝時中段的尾部AXC-400-20吊耳。
按均布載荷考慮,由力學知識得:31.52×F2=14.96×G
故 主吊車最大受力(設備直立時)為164t,考慮吊鉤及索具14t,合計178t
抬尾吊車最大受力(設備平躺時)為77.84t,考慮吊鉤及索具2t,合計79.84t。
(2)、下段受力計算:長32.95m,加上梯子、平臺、欄桿重約136t,主吊點選據下段上部焊縫1.2m處的AXC-800-20吊耳,輔助吊點選設備裙座內的AP-75吊耳。
按均布載荷考慮,由力學知識得:31.75×F4=15.16×G,
F4=
故 主吊車最大受力(設備直立時)為136t,考慮吊鉤14t,合計150t。
抬尾吊車最大受力(設備平躺時)為64.94t,考慮吊鉤2t,合計66.94t。
3.1.2、主吊車選擇
根據H2S/CO2吸收塔吊裝受力計算選擇主吊車。
上段:主吊車選QUY650t履帶吊,SHB超起工況:L=84m,R=26m,Q=266t。使用支撐平衡梁 φ426×14,長3.4m。
下段:主吊車選QUY650t履帶吊,SHB超起工況:L=84m,R=26m,Q=266t。
3.1.3、尾部輔助吊車選擇
根據受力計算,選擇尾部輔助吊車。
上段:抬尾吊車選QUY150t履帶吊,主臂工況:L=31m,R=8m,Q=88.6t。
下段:抬尾吊車選QUY150t履帶吊,主臂工況:L=31m,R=8m,Q=88.6t。
3.1.4、繩扣選擇
(1)、H2S/CO2吸收塔上段主吊繩扣計算選擇:
由破斷拉力SP=K.P(K—安全系數(shù),取6;P—主吊繩扣受力,設備上段重為164t)
吊裝計算載荷:Q計=164×K動×K不=164×1.1×1.1=198.44噸
K動——動載系數(shù)取1.1
K不——不均勻系數(shù)取1.1
每根兩股使用時,則單股鋼絲繩受力:
由公式SP=0.3δd2得:式中δ—鋼絲抗拉強度,取177kgf/mm2;
d—鋼絲繩直徑
故選用φ82mm,L=18m二根,每根2股使用用做上段主吊繩扣安全。
吊平衡梁鋼絲繩選φ39mm二根,每根2股使用。
尾部吊車繩扣計算選擇:
由前面的吊車受力計算知:P=44.94t Q計=P×K不=44.94×1.1=49.434噸
尾部繩扣按2股使用時,選用φ52mm—6×37+1 δ=177kgf/mm2鋼絲繩
查表鋼絲繩破斷拉力:1379040N(140718Kgf)
則鋼絲繩安全系數(shù)為K=140718×2/49.434×1000≈5.7>5故安全。
尾部繩扣選φ52mm,L=8m繩扣二根,2股使用作為尾部吊裝繩扣。
(2)、H2S/CO2吸收塔下段主吊繩扣計算選擇:
按同樣方法選擇H2S/CO2吸收塔下段主繩扣:φ82mm,L=18m繩扣,2股使用;輔助繩索:φ52mm,L=8m,2股使用;40t卡環(huán)2個。
3.1.5、支撐平衡梁強度校核
H2S/CO2吸收塔上、下段吊裝,采用一根L=3.4m平衡梁,規(guī)格φ426×14無縫鋼管制作。
根據上圖可計算得,吊裝時繩扣對支撐梁的正壓力N=P1/tg60°=47.35t
若已知平衡梁用φ426×14,長3400mm無縫鋼管制成,鋼管的幾何性質查表得:
管子截面積F=181.2 cm2
管子慣性半徑i= 14.57cm
長細比λ= ,取μ=1
查表得:φ=0.961
考慮不均衡系數(shù)K不,計算載荷N不
N不=1.2×47.35=56.82t 取K不=1.2
時 安全
故選用φ426×14無縫鋼管作為平衡梁滿足條件。
式中:F—管子截面積cm2
N—軸向壓力,kg
W—截面系數(shù),cm3
φ—軸心受壓件穩(wěn)定系數(shù)
[σ]—許用應力,kgf/cm3
I—慣性半徑,cm
G—支撐梁自重
L—支撐梁長度
3.1.6、吊耳強度校核
由于本次拆除吊裝的下段與安裝時的下段同樣重,吊耳仍采用安裝時的吊耳,故不需校核下段吊耳,只對上段主吊耳AXC-600-20強度進行校核。
(1)管軸危險截面
管軸與襯板連接的端面為危險截面,如下圖所示。
計算最大垂直分立Pvmax和最大水平分力PHmax;
Pvmax=Qa
Phmax= Pvmax*tga0
式中Qa---吊耳的設計載荷;
a0----吊裝角。一般a0≤15°。
校核斷面上的彎曲應力與拉應力的合成應力:
Q235鋼材的抗拉強度極限σb=3750kg/cm2
滿足要求。
校核剪應力:
滿足要求,故吊耳的強度是足夠的。
(2)校核焊縫截面
為安全計,僅以吊耳管端周邊的焊縫承受載荷,焊縫所承受的剪應力為:
式中S-------焊縫高度,cm;
由上式知,焊縫強度不滿足要求,故需增加焊縫強度。
吊耳加強焊接要求見下圖:
4、 H2S/CO2吸收塔吊裝平、立面布置圖
H2S/CO2吸收塔吊裝平、立面布置圖如下:
5、 吊裝現(xiàn)場平面布置
5.1 吊車站位位置場地地基的處理
設備吊裝吊車站位位置鋪毛石300mm,渣石150mm,瓜子石50mm,使地耐力達到25t/m2。并在吊車下面墊置與吊車配套的路基板,以擴大地面的接觸面積,將地面的承壓面積擴大。
5.2 吊車的站位
主、輔吊車的站位應按吊裝平面布置圖上的要求進行相應的站位。
本工程框架北側為吊裝主要場地,H2S/CO2吸收塔在北側吊裝拆除,故框架北側場地需臨時處理。吊裝現(xiàn)場平面布置見H2S/CO2吸收塔拆除吊裝平面布置圖
6、 安全技術措施
(1)、不得使用吊車在地面上直接拖拉設備。
(2)、吊車司機必須按吊車操作規(guī)程進行操作,吊裝指揮的職責應明確,并統(tǒng)一指揮信號。
(3)、兩車抬吊設備時,輔助吊車抬送速度應與主吊車提升速度相匹配,應始終保持吊鉤與被吊物重心在一條鉛垂線上。
(4)、必須在吊車額定起重量、回轉半徑、允許作業(yè)角度等主要技術性能參數(shù)以內進行吊裝作業(yè)。
(5)、吊裝場地應平整、硬實,地耐力應達到25噸/米2。650 t履帶吊下應墊路基板或厚鋼板。
(6)、在額定負荷吊裝作業(yè)前應進行試吊,觀察其穩(wěn)定狀態(tài)無異常后,方可進行吊裝作業(yè)。
(7)、起吊作業(yè)時,不允許同時操作兩個動作,提升設備時,速度應均勻平穩(wěn);落下時應低速輕放,不得忽快忽慢或突然制動。
(8)、吊車吊著重物行走或回轉時,速度應均勻平穩(wěn),不得突然制動或在沒有停穩(wěn)前作反向行走或回轉,不得在斜坡上吊著重物回轉。
(9)、大雨、夜間照明不足或風力達到5級時,不得露天進行吊裝作業(yè)。
(10)、由于該吸收塔立式從33.25m處割除,腳手架應按腳手架規(guī)范搭設,33.25m處作業(yè)應系掛好安全帶。
(11)、設置吊裝警戒區(qū),禁止閑雜人員進入吊裝區(qū)域。
7、 幾點總結
7.1 通過順利吊裝拆除完此設備,我們驗證了徐工QUY650履帶吊在超起工況下的吊裝能力。
7.2 該方案經濟可行,分段拆除相對整體吊裝費用小。
7.3 通過計算機模擬現(xiàn)場實際作圖,可清晰的看出吊裝工況下,吊車的使用情況。