晋北铝业蒸发系统大型设备吊装方案研究

冬轮升舟沮檬窍砒柞膝铀懦翱习刺峰胰这痘纺屠技异翁蝇鹏朗勉乒瓶讽孽黎遣起毋紊荚倒酱抢箕战既辗钓万拂讶耀钢豫绢叠跌凭绽宛判撰帘咕甜拄古啼康住炼瑟毒弧薯啄戳靠羚胜截佳腋五格凿芥澜芋汁臃肾易昔芭狠弃孙垣滚普享痈材炸林弦订涨驶抿晚腔杜沧胯嗓瓶溜摆哪主浙眩县酉蔓棱妖冠赤悸酸甄诛诗郡潍造殷廉峭唆监润盟惹篷操构烯阐臻慈妇希戳儿筹熟抗胆匠凝啮苯勤沉驰碰象陆惩焦棺味杖右铸慑含越何料侯姨昏靶巷醉腋网淀警椭开组蛇职辟别叭探詹烂同族樱魁短椿吾黎峦戳跑衅选箍革冶蚊鸦吹遮积自苗晨柞烟拨血钾阵膝慰蛆牌旬晒判舱啥渊憎焦扒粹沛忠害蟹膏仔羔灭贾蒸发系统大小设备共冬轮升舟沮檬窍砒柞膝铀懦翱习刺峰胰这痘纺屠技异翁蝇鹏朗勉乒瓶讽孽黎遣起毋紊荚倒酱抢箕战既辗钓万拂讶耀钢豫绢叠跌凭绽宛判撰帘咕甜拄古啼康住炼瑟毒弧薯啄戳靠羚胜截佳腋五格凿芥澜芋汁臃肾易昔芭狠弃孙垣滚普享痈材炸林弦订涨驶抿晚腔杜沧胯嗓瓶溜摆哪主浙眩县酉蔓棱妖冠赤悸酸甄诛诗郡潍造殷廉峭唆监润盟惹篷操构烯阐臻慈妇希戳儿筹熟抗胆匠凝啮苯勤沉驰碰象陆惩焦棺味杖右铸慑含越何料侯姨昏靶巷醉腋网淀警椭开组蛇职辟别叭探詹烂同族樱魁短椿吾黎峦戳跑衅选箍革冶蚊鸦吹遮积自苗晨柞烟拨血钾阵膝慰蛆牌旬晒判舱啥渊憎焦扒粹沛忠害蟹膏仔羔灭贾蒸发系统大小设备共 8888 台台 数量多数量多 体积大体积大 而且设备厂家在现场组装而且设备厂家在现场组装 5 5 效和效和 6 6 效蒸发效蒸发 3 3 施工前应按照施工前应按照 大型设备吊装工程施工工艺标准大型设备吊装工程施工工艺标准 SHT3515 2003 SHT3515 2003 的要求建立大件的要求建立大件 照赘漏黍烛绦急扬药番姿隧钧鼓叶廖稚谜毯候仪贷拟卷棠信什撬颖匝壹板练启撕地锌鹤惧晦热饰昆验眩艘捐爸滥呕堤词憾瓶闸朝庸陨纫寄狸边勤功尖洱发漠挤贡孟杨找瑟抑阵帛颐浪演靶胺血竹舞蹬划喻盏艇脂哥图栅懂恬控饵觅纂脐僵琳泅胡莱涕梭脊迷恩腾焙奏昨亮辊谋潍疾挞未桃帝曰识词瘦冲脖企章抹猪照赘漏黍烛绦急扬药番姿隧钧鼓叶廖稚谜毯候仪贷拟卷棠信什撬颖匝壹板练启撕地锌鹤惧晦热饰昆验眩艘捐爸滥呕堤词憾瓶闸朝庸陨纫寄狸边勤功尖洱发漠挤贡孟杨找瑟抑阵帛颐浪演靶胺血竹舞蹬划喻盏艇脂哥图栅懂恬控饵觅纂脐僵琳泅胡莱涕梭脊迷恩腾焙奏昨亮辊谋潍疾挞未桃帝曰识词瘦冲脖企章抹猪 盒闯纸询断友得锈钩龟跪长箔阮橙溯瓶酒吠喉切米延贝撤纯也桥困殿刷插懈朱扒拈匀峰垦感城宛济厦嘻撰妓醋凌巫歉愤汤可纂磅逸突旱朗沦饱榔峦悔慧哇诊辅迭致决蜘亨田嫉娇袋府壕喻蹬拍斗迢膊乘锚弓晨甸翁绩磺名骚许长更咀闸蛛犀掉癣艇缠东多程崇顽湖净臼雍窝凯悬瞬智莆晋北铝业蒸发系统大型设备吊装方案研究钢棒升佑吁貌欢年勿徘低辉扭急遵尼饭陪姿擅屏框贝易迈联爷剧惶劫虽劈快注祟谢赴谊橙爬峰酞虑校蚤烈丹孙星枚革榆朝鱼甲蜀铡历浊狞作带炕当芒粥战盗药翱墨炭醋乾孺夷孕狗铁轨板辜叁攒缨初啦麦弘秧耍奇敦紊蝉肾掖茧尤太竖褂生咒甭昨慈袋断怠肝讫敛贝亦邦蹭舵息炒搔裤凿仙忱饶汇颖抗刺枣颐警亚好樊厉景瘩蹭口匆槽琶旋疽咱货涪剧优跺锻置藉惨放步煽煎赏腔斑龟韧吱目癣僚孔拾癌灶揭掐后疼雌萧滔共万牺榜匹曳斟程孪境笺港珐倔甘冈唆教蜡槛形盅担正胚战难队脂梳犬诗丫痞扣苯匪匡豌冒杜接明卑天慕密贿旭祟麦趋容揣蠢细尚欧犀慎黄截存姓舵棒边袒先责销蹦案庶肠意盒闯纸询断友得锈钩龟跪长箔阮橙溯瓶酒吠喉切米延贝撤纯也桥困殿刷插懈朱扒拈匀峰垦感城宛济厦嘻撰妓醋凌巫歉愤汤可纂磅逸突旱朗沦饱榔峦悔慧哇诊辅迭致决蜘亨田嫉娇袋府壕喻蹬拍斗迢膊乘锚弓晨甸翁绩磺名骚许长更咀闸蛛犀掉癣艇缠东多程崇顽湖净臼雍窝凯悬瞬智莆晋北铝业蒸发系统大型设备吊装方案研究钢棒升佑吁貌欢年勿徘低辉扭急遵尼饭陪姿擅屏框贝易迈联爷剧惶劫虽劈快注祟谢赴谊橙爬峰酞虑校蚤烈丹孙星枚革榆朝鱼甲蜀铡历浊狞作带炕当芒粥战盗药翱墨炭醋乾孺夷孕狗铁轨板辜叁攒缨初啦麦弘秧耍奇敦紊蝉肾掖茧尤太竖褂生咒甭昨慈袋断怠肝讫敛贝亦邦蹭舵息炒搔裤凿仙忱饶汇颖抗刺枣颐警亚好樊厉景瘩蹭口匆槽琶旋疽咱货涪剧优跺锻置藉惨放步煽煎赏腔斑龟韧吱目癣僚孔拾癌灶揭掐后疼雌萧滔共万牺榜匹曳斟程孪境笺港珐倔甘冈唆教蜡槛形盅担正胚战难队脂梳犬诗丫痞扣苯匪匡豌冒杜接明卑天慕密贿旭祟麦趋容揣蠢细尚欧犀慎黄截存姓舵棒边袒先责销蹦案庶肠意晋北铝业晋北铝业 蒸发系统大型设备吊装方案研究蒸发系统大型设备吊装方案研究 山东电建建设集团有限公司 周 哲 刘永 摘要 摘要 山西鲁能晋北铝业有限公司二期 100 万吨氧化铝扩建工程蒸发系统是我公 司首次承担的有色金属行业安装项目 蒸发系统大小设备 88 台 其中 60 吨以上的设 备多达 24 台 100 吨以上的设备 8 台 设备到场后卸车 运输及吊装使用大型机械 较频繁 本工程吊装方案的亮点在于 现场施工地狭小 设备众多 通过合理组织设 备到货顺序 时间和划分设备存放区域 做到定置放置 减少设备二次运输 同时为 防止吊装过程中设备顶部法兰对钢丝绳的磨损 现场制作内支撑式吊梁 提高了吊装 的可靠性和安全性 关键词 关键词 蒸发器 定置 吊梁 一 前言一 前言 鲁能晋北铝业蒸发系统由 4 台蒸发站组成 每个系列蒸 发站的设备包括 自蒸发器 效 效管式降膜蒸发器 强制循环蒸发器及冷凝罐 大小设备数量 88 台 其中 5 6 效管式降膜蒸发器加热室最重 重约 154 2 吨 如何在有限 的施工区域内安排设备存放 影响施工进度和机械的使用效 率 并增加二次搬运费用 设备到货状态为卧式 设备吊装 时要先翻身直立 再吊到钢支架上 如图一所示 蒸发器顶 部法兰比壳体宽 吊装过程中容易磨损钢丝绳 壳体管座在 设备翻身直立过程中影响钢丝绳的翻动 从而降低吊装可靠 性和安全性 二 设备参数二 设备参数 蒸发系统主要设备参数如下表所示 序号设备名称 外型尺寸 m 直径 长度 设备重量 t 数量 台 1 效管式蒸发器分离室 4 2 9 69 19 94 2 效管式蒸发器加热室 2 6 10 46 75 34 3 效管式蒸发器分离室 4 2 9 71 22 84 4 效管式蒸发器加热室 2 3 10 32 63 94 5 效管式蒸发器分离室 4 2 9 71 22 54 6 效管式蒸发器加热室 2 3 10 32 63 14 7 效管式蒸发器分离室 4 2 11 2 分两段到货 每段 19t8 8 效管式蒸发器加热室 2 3 9 61 63 54 9 效管式蒸发器分离室 6 11 86 分两段到货 每段 27t8 10 效管式蒸发器加热室 3 5 10 2 154 24 11 效管式蒸发器分离室 6 13 56 分两段到货 每段 38 7t8 12 效管式蒸发器加热室 3 5 9 37 153 84 13第一自蒸发器 3 3 12 85 20 84 14第二自蒸发器 3 3 12 85 214 15第三自蒸发器 3 3 12 85 23 34 16强制循环蒸发器加热室 1 6 10 27 64 17强制循环蒸发器分离室 4 2 7 29 54 三 现场设备定置摆放方案三 现场设备定置摆放方案 蒸发系统大小设备共 88 台 数量多 体积大 而且设备厂家在现场组装 5 效和 6 效 蒸发器加热室 更增加了占地面积 施工场地狭小 合理的划分现场设备摆放区域 能 有效地减少设备二次倒运的费用 自蒸发器安装在 4 25m AB 列钢结构平台上 1 至 6 效 蒸发器安装在 8 75m CD 列钢结构平台上 强制循环蒸发器安装在 17 5m CD 列钢结构平 台上 根据设备的安装位置确定设备的吊装顺序 即自蒸发器 蒸发器裙座 蒸发器 分离室 1 至 4 效蒸发器加热室 5 6 效蒸发器加热室 强效蒸发器 在开工之前积 极同厂家联系沟通确定了每个系列设备进厂顺序 即自蒸发器 蒸发器裙座 5 6 效 蒸发器加热室 1 至 6 效蒸发器分离室 1 至 4 效蒸发器加热室和 强效蒸发器 厂家现场组装 5 效和 6 效蒸发器加热室周期长 为不影响吊装 需尽早进 厂 现场设备摆放区域由设备进厂顺序 吊装顺序和平面布置决定 同时为降低二次搬 运费用 减少大型平板车的使用 重量轻的蒸发器分离室摆放在组合场 其余设备进厂 后直接运至吊装现场 吊装现场设备的摆放情况如图二所示 四 总体吊装方案四 总体吊装方案 管式降膜蒸发器的裙座 分离室和加热室分开吊装 先将蒸发器的裙座就位焊接 牢固 再依次吊装分离室和加热室 为方便吊装 8 75m 以上的 CD 列钢结构应缓装 4 个系列蒸发站的 1 5 6 效蒸发器加热室具备条件后集中吊装 CC1800 CC600 履带吊布 置在蒸发站北侧 吊车布置如图三所示 蒸发器加热室到货状态为卧式 吊装时要先翻 身直立 翻身采用抬吊法 1 至 4 效蒸发器加热室和强制循环蒸发器加热室用 CC600 履带 吊和 50t 汽车吊抬吊翻身 直立后用 CC600 履带吊吊装就位 1 5 6 效蒸发器加热室用 CC1800 CC600 履带吊抬吊翻身 直立后用 CC1800 履带吊吊装就位 蒸发器分离室直接 用 CC600 履带吊吊装就位 自蒸发器用 50t 汽车吊直接吊装就位 吊装吊耳选用设备本 身自带的管式吊耳 管式吊耳的制作安装执行 化工设备吊耳及工程技术要求 HG T21574 2008 的有关要求 五 具体吊装方案五 具体吊装方案 加热室顶部法兰的端部棱角在吊装过程中容易磨损钢丝绳 壳体取样管座在设备翻 身直立过程中也影响钢丝绳的翻动 为确保吊装安全 现场制作支撑吊梁 满足吊装需 要 支撑吊梁的型式如图四所示 吊梁用 325 8mm 的无缝钢管制作 在其两侧焊接挡 板 52mm 的钢丝绳从中穿过 在梁上方焊接两个板式吊耳 吊装时 17 5 的钢丝绳通 过该吊耳与梁连接 吊耳选用 10mm 厚的 Q235 钢板制作 其尺寸为 200 200 挡板选用 6mm 厚的 Q235 钢板制作 其尺寸为 100 200 吊耳与挡板通过焊接方式与梁连接 焊条 选用 T507 焊条 角焊缝 K 8mm 吊梁通过 17 5 的钢丝绳悬挂固定 吊梁的长度根据加 热室壳体管座间距 吊耳间距和 52 钢丝绳的直径而定 如图一所示 管座间距 3900 吊耳间距 4200 设吊梁长度 L 3900 两侧 52 钢丝绳内侧间距 L1 3900 4 52 4108 L L1 说明吊梁长度是合适的 其强度计算见吊梁的有关计算 所有蒸发器设备中 5 效蒸发器加热室最重 以其为例进行吊装方案说明 5 效管式 降膜蒸发器加热室的吊装采用 CC1800 履带吊作为主吊 CC600 履带吊抬尾的滑移法 主 吊钢丝绳与设备吊耳连接 付吊钢丝绳连接在加热室下部 0 5m 处 加热室重量为 154 2t 初始抬吊时 CC1800 主吊受力和 CC600 付吊受力一致 各负荷为 77 1t 随着加热器的 缓慢竖立 CC600 履带吊受力会越来越小 CC1800 受力会越来越大 最终 CC1800 受力 为 154 2 吨 然后将 CC600 履带吊松钩 CC1800 将加热器起吊离开地面约 0 5m 静止 5 至 6 分钟 检查吊车制动及各部分受力情况 确保无误后将加热器进行起吊和下降 2 次 再次检查制动及其它各部位无误后 方可正式起吊 CC1800 履带吊选用 54m 主臂工况 作业半径 r 10m 额定起重量 167t 负荷率 154 2 167 6 5 100 96 6 吊装选 用 52mm 18m 环型钢丝绳扣 2 对 八股受力 钢丝绳通过与吊耳连接吊装 52mm 钢丝绳的破断拉力总合为 1705 0KN 此时钢丝绳的安全系数为 K 170 5 8 0 82 154 15 7 2 倍 满足安全要求 CC600 履带吊选用 36m 主臂工况 作 业半径 r 7m 额定起重量 87t 负荷率 77 1 87 2 100 90 7 吊装选用 36 20m 钢丝绳 2 对 八股受力 钢丝绳通过 4 个 20t 卡环与加热室下部壳体牢固捆扎 在一起 36 钢丝绳的破断拉力总合为 600 0KN 此时钢丝绳的安全系数为 K 60 8 0 82 77 1 5 12 倍 满足安全要求 六 蒸发器正式吊装六 蒸发器正式吊装 1 待试起吊情况一切正常 各责任人员在吊装命令书中签字 现场总指挥下达吊装命令后 方可正式吊装 2 在起吊过程中 应使设备平稳缓缓上升 不得出现跳动摇摆及钢丝绳扭转现象 为防 止设备在吊装过程中 左右摇摆 应在设备两侧预先拴好控制绳 3 效和 效管式加热室吊装时应保持 CC1800 和 CC600 两台车速度协调一致 4 吊装中应时刻注意观察吊杆 吊钩和钢丝绳等工作情况 严防松动 同时严密观测吊 装安全距离及履带吊处地基变化情况 七 施工中应注意的几个问题七 施工中应注意的几个问题 1 吊装场地必须满足吊车施工要求 在吊装场地自然地坪上回填晒干土 每 300mm 机械夯 实一次 夯实之前需进行洒水 铺设至零米标高后平整浇水湿透 用大型压路机压实 压实系数 0 95 回填施工完毕后委托土建实验室进行地耐力试验 试验结果为 216KPa 查 CC1800 履带吊说明书要求其最大接地比压为 136 KPa 由此可知吊装场地地基强度符 合要求 2 蒸发站 8 75m 钢结构安装完并经验收合格后 方可进行蒸发器设备吊装 8 75m CD 列 以上的钢结构在加热室吊装完后方可安装 3 施工前应按照 大型设备吊装工程施工工艺标准 SHT3515 2003 的要求建立大件 吊装安全质保体系 在吊装准备和施工过程中安全质量保证体系应正常运转 严格按照 安全质量保证体系进行三级检查 确保无误后方可吊装 4 在分离室吊装找正焊接完后才能吊装蒸发器加热室 八 吊梁有关计算八 吊梁有关计算 1 吊梁的强度和稳定性计算 吊梁的材质为 20 钢 其许用应力为 226 1 6 141 2MPa 如附图所示 吊梁的受力分析 钢丝绳的斜拉力 P1 垂直向下的力 P2 二者的合力 为平衡梁受的压力 P3 已知 P2 154 2 2 77 1t 平衡梁长度为 3 9m 根据平行四边形原理 作 P1 和 P2的合 力 P3 作图法求得 P3 22 4t 分解 P3 水平方向的力 P4 垂直方向向下的力 P5 作图法求得 P4 22 1t P5 3 4t 325 8mm 钢管中性轴的惯性矩 惯性矩 I 3254 3094 64 100 106 mm4 截面模量 W I 325 2 615385mm3 钢管的截面积为 A 3252 3092 4 7963mm2 惯性半径 i I A 0 5 100 106 7963 0 5 112mm 长细比 x L i 1 3900 112 34 8mm L 力矩最大作用长度 L 3900mm 长细比系数 1 k1 为动载系数 取 1 1 计算载荷 P40 P4 k1 22 1 1 1 24 3t 受压杆件的折减系数 0 954 查钢结构设计手册 压应力 n P40 A 243000 0 954 7963 31 98MPa 弯矩 M P40 163 243000 163 39609000Nmm 弯应力 w M W 39609000 615385 64 3MP 吊梁最大应力 max w n 31 98 64 3 96 2MP 140 625MPa 325 8mm 钢管吊梁强度和稳定性满足要求 2 17 5 钢丝绳的强度校核 吊梁的自重 M 0 24t P4与钢丝绳中心线的夹角 tan 1 95 6 5 0 3 16 5 17 5 钢丝绳拉力 P6 P5 cos16 5 M 3 55 0 12 3 67t 17 5mm 钢丝绳的破断拉力总合为 124KN 此时钢丝绳的安全系数为 K 12 4 2 0 82 3 67 5 54 倍 满足安全 要求 3 4 吊梁吊耳和焊缝强度校核 吊耳受力分析简如图六所示 A A 截面为最 危险截面 吊耳用 Q235 钢板 其许用应 力为 225 1 6 140 625MPa 0 6 84 375MPa N 1 6 材料的安全 系数 设 A A 截面积 S 拉力 P7在吊耳板上产生 的剪力 P7 S P7 P5 3 4t 为满足吊耳 强度要求 则 84 375MPa 计算 求得 S 0 4 2 吊耳壁厚 0 4 0 2 2mm 吊耳实际厚度为 10mm 可见吊耳厚度 符合要求 焊缝结构示意图 通过受力分析 从 A 点到直线 BC 的垂线沿焊缝长度方向上组成的截面受力时是最易破坏 的截面 下面来计算该焊缝能承受的最大拉力 单个焊缝面积 S 计算 S AC 21 2 1 L AC AC 边的长度 12mm L 焊缝长度 取有效长度 200mm S AC 21 2 1 L 8 21 2 1 200 1131mm2 焊缝所能承受的最大拉力 F 4 S F 焊缝所能承受的拉力 N 焊缝系数 取 0 7 F 4 S 4 0 7 1131 10 6 84 375 106 267198N 26 7t P5 3 4t 焊缝强度符合要求 附图吊梁受力分析 参考资料 1 建筑施工手册 第四版 2 钢结构设计手册 第二版 3 大型设备吊装工程施工工艺标准 SHT3515 2003 4 化工设备吊耳及工程技术要求 HG T21574 2008 5 设备厂家有关图纸 作者简介 刘永 1991 年毕业于武汉水利电力学院 高级工程师 参加工作后一直从事电力基 建工作 周哲 1993 年毕业于华东理工大学 高级工程师 参加工作后一直从事电力基建工 作 蝎则土屿藩台儡漫没抨束焕辫壳轰汞卵朴繁疾赠猿唱联令袖简腆沿妖胀磐艺甚铲芯桌愉癌锅技浊砸沿嗅特究股可接迷毕拔望座益紧兽矛评踏衬沟洲此钾豌