海天化合成氨装置大型设备吊装方案

1、合成氨装置大型设备吊装方案化肥装置年产45万吨合成氨装置的超限设备（或称大型设备）根据“附件A附录二”有27台，计3593.3吨（包括2台成套设备，不包括现场组装设备）。设备吊装周期比较长，因此，大型设备的吊装方案的制订及优化将是关系到整个装置的建设进度及施工安全的重要环节。必须在大型设备吊装技术和物质上充分重视。一、 吊装方法选择：常用的大型设备吊装方法主要有：抱杆吊装和特大型吊车吊装二大类。我们分别对这二种方法的吊装大型设备做出装置典型设备的吊装方案，然后比较择优采用。二、 大型吊车吊装主要大型设备的方案以下列举主要大型设备的吊装方法：（见表1）1. 吊装计算:1.1转化炉组件(101-M

2、B-SFM-1SFM-5)吊装: 16m17mAB12m1.1.1.吊装几何尺寸计算: 一段转化炉对流段组件外型尺寸 长13.5米 宽4.9米 高5.6米一段转化炉对流段外型尺寸 长17米 总宽10.76米 高12米吊车回转半径R=（102+162）1/2=20米 吊车回转中心离转化炉中心水平距离16米吊车回转中心离转化炉中心垂直距离12米2.320BhH12mC3.67mC0H1H2h1h2h3=artg(16/12)=53.13吊车杆长 h=54米B =B =4.9+1.753+4.114/2=8.71米 A =B/sin=10.8875米 吊车抱杆与水平线夹角：= arccos(20-2

3、.3/56-3.67)=69.41C=(H-12)/tg-A=4.97 米吊车抱杆与转化炉吊装净空距离:C0=C*sin-d/2=4.65米 (安全)H=sin*h+3.67=54.22米H1=14.6米h1=6米 h2=3米 h3=5.6米 吊钩与吊车顶距离: H2=H-12-H1 =27.62米 (安全)1.1.2.吊车要求的地耐力计算:吊车自重: W1=120 吨吊车配重: W2=160 吨吊杆重量: W3=20吨吊装重量及吊装梁、吊钩、索具重量： W4=174.3+10=184.3 吨总重量：W1+W2+W3+W4=120+160+20+184.3=484.3 吨吊车的履带计算长度：L

4、=12 米吊车的履带计算宽度：b=1.5米由此总重量引起的对地压强: q1=2*505/3 (12x1.5)=17.9 吨/平方米所以在吊装场地的地耐力要求大于17.9吨/平方米。1.1.3. 结论：一段转化炉对流段组件的最大重量为174.3吨，采用CC4800型吊车（SH模式），抱杆长54米，回转半径20米时，安全吊装重量为157吨。此时，吊装靠近辐射段的组件重量为153.3吨，吊装空间足够满足吊装条件。在吊装174.3吨的组件时，吊车的回转半径为18米，此时吊车的最大吊装重量为186吨，能满足吊装条件。地耐力要求大于17.9吨/平方米。1.2.CO2(122-MD)再生塔吊装:（见附图1）

5、再生塔尺寸: 6000x65000mm再生塔重量:320 吨选择CC4800吊车(SSL模式)。吊车的主抱杆长78米，回转半径16米。此时最大安全吊装重量为326吨。吊装空间计算示意图1.2.1.吊装空间计算:吊车抱杆与水平夹角:= arccos (16-2-2.3)/78= 81.37吊车抱杆顶离地高度: H=sinx78+3.67= 80.78 m吊车抱杆与再生塔之间距离: C0=(H-65.8)/tg+2.3)-3)sin= 1.55m（安全）吊车吊钩与抱杆顶之间距离: h=H-65.8-h=80.78-65.8-6=8.98m（安全）1.2.2.吊车要求的地耐力计算:吊车自重: W1=

6、120 吨吊车回转平台配重: W2=160 吨吊篮配重：W2=200吨吊杆重量: W3=30吨吊装重量及吊装梁、吊钩、索具重量： W4=325 吨总重量：W1+W2+W3+W4=120+160+200+30+325=835 吨吊车的履带计算长度：L=12 米吊车的履带计算宽度：b=1.5 米由此总重量引起的对地压强: q1=2*835/(3(12x1.5)=30.9吨/平方米所以在吊装场地的地耐力要求大于30.9吨/平方米,在地耐力不够时必须采用枕木、钢板加固地面。1.1.4. 结论：CO2再生塔重量为320吨，采用CC4800型吊车（SSL模式），抱杆长78米，回转半径16米时，安全吊装重量

7、为326吨。此时，吊装空间足够满足吊装条件。地耐力要求大于30.9吨/平方米。1.3氨合成塔(105-MD)吊装:合成氨塔尺寸: 3500x30000mm氨合成塔重量:490 吨选择CC4800型吊车（SSL模式）。吊车的主抱杆长42米，回转半径12米。此时最大安全吊装重量为500吨。1.3.1.吊装空间计算:吊车抱杆与水平夹角: =arccos (12-2-2.3)/42=79.43吊车抱杆顶离地高度: H=sinx42+3.67= 44.95m吊车抱杆与氨合成塔之间距离: C0=(12-2.3)sin-3.67/2-2=5.78m吊车履带与氨合成塔之间距离: L=12-6.53-1.75=

8、3.72mC0吊装空间计算示意图1.3.2.吊车要求的地耐力计算:吊车自重: W1=120 吨吊车回转平台配重: W2=160 吨吊篮配重：W2=200吨吊杆重量: W3=20吨吊装重量及吊装梁、吊钩、索具重量： W4=515 吨总重量：W1+W2+W3+W4=75+162+320+20+515= 1015吨吊车的履带计算长度：L=12 米吊车的履带计算宽度：b=1.5 米由此总重量引起的对地压强: q1= 2*1015/(3(12x1.5)= 37.6吨/平方米所以在吊装场地的地耐力要求大于37.6吨/平方米,在地耐力不够时必须采用枕木、钢板加固地面。1.1.5. 结论：氨合成塔重量为490

9、吨，采用CC4800型吊车（SSL模式），抱杆长42米，回转半径12米时，安全吊装重量为500吨。此时，吊装空间足够满足吊装条件。吊装场地采用枕木、钢板加固地面。1.4压缩厂房内压缩机吊装:（附图2）示意图是用大吊车吊装压缩机厂房内压缩机。压缩机厂房内合成氨设备中103-MJ/103-MJT为最重72吨，采用吊车CC4800（SH模式），54米抱杆，26米回转半径，此时的吊装能力为103吨。吊装时候要求吊装部位的厂房顶部屋面及结构暂时移去，吊装以后复位。（如果考虑尿素CO2压缩机95吨的吊装，也能满足要求。）2.吊装计划:（见图3）计划中仅包括CC4800型（800吨）大吊车的吊装（包括辅助吊

10、车M4600300吨），其它设备只要到现场，而且不妨碍大型设备的吊装的情况下,随时可以用150吨吊车吊装（包括二台150吨吊车抬吊）。3.吊装平面布置：（见附图4）4.吊装主要机具:吊车吊装主要吊装机具计划一览表。序号机具名称型号规格单位需用量备 注1大型吊车CC4800（800T）台1租用大型吊车M4600（300T）台1租用坦克吊150T台250T台22 汽车吊75T台150T台23吊装钢丝绳63763米20063756米20063752米200637-42.5 米300619-39 米500619-35米50010 卡环500T个1250T个2100T个480T个450T个85.吊车吊装

11、所需人力：序号技 术 专 业 或 工 种人 数1起重工程师12起重技术员23起重技师24起重工205机械维修工46普工30三.抱杆吊装大型设备方案:1.抱杆吊装的进度计划:1.1进度安排原则：a. 对于用抱杆吊装的设备根据设备吊装计划程序运输到设备基础边,以便用抱杆和150吨吊车卸车，使之具备吊装条件。b. 本装置拟采用二套抱杆（200TX2，100TX2）和一套600T龙门吊吊装。c. 在时间安排上要满足总体计划要求,尽早结束用抱杆吊装的全部工作。拆除抱杆、拖拉绳、锚点等，不影响其他安装工作。因此，压缩机及快装锅炉等设备不考虑用抱杆吊装。d. 主要设备吊装方式：设备位号设备名称设备尺寸宽*高

12、*长 （米）设备安装标高 （米）设备重量 （吨）设备类型（卧/立）吊装方式101-B一段转化炉对流段组件4.9*5.6*1580-180立200T抱杆组合临机103-MD二段转化炉5*5.2*25225立200Tx2 抱杆105-MD氨合成塔3.5*3.7*30490卧600T龙门吊141-MD汔包2.3*2.5*1083卧200T抱杆2201-MV快装锅炉5.5*6.5*990立100T抱杆104-MD1高温变换炉3.5*3.5*6105立100Tx2抱杆104-MD2低温变换炉4*4*6113立100Tx2抱杆121-MDCO2吸收塔5*5*45360立200Tx2抱杆122-MDCO2再

13、生塔6*6*60320立200Tx2抱杆其它101-MC，102-MC163-MD等200Tx2抱杆其它106-MD，109-MDA/B等100Tx2抱杆1.2抱杆吊装进度计划表：(见图5)1.3抱杆行走路线及锚地布置图：（见图6）2.主要大型设备吊装计算：（列举主要吊装类型）2.1.CO2吸收塔(121-MD)吊装计算：（分别用单抱杆和双抱杆吊装作计算对比）双抱杆吊装再生塔计算简图（见图7）计算荷重P=1.1k(Q+q)=441.65(吨) Q吊物重(设备重量)=360(吨)q吊具重=5(吨)k=动载系数1.1滑车组与抱杆中心线的夹角=tg-1B-(e2+R)/L-(n1+h)= 6.77n

14、1:设备吊点高度=40（米）R设备半径=2.5（米）B抱杆中心线到设备基础中心线距离5.2（米）h设备基础螺栓顶面离地高度=0.8（米）P1滑车组受力P1=P/2cos=222.24（吨）S卷扬机所需牵引力S=P1/k1=17.18（吨）k滑车组的机械利益系数(根据选用的滑车组有效绳数查表)由于采用双抽以滑车组的一半轮子来查表得6.47k1由于采用双抽所以总的滑车组的机械利益系数为k的2倍=12.94Pd滑车组上部绑绳受力Pd=(P12+(2S)2+2P12Scos)1/2=256.5（吨）Pt抱杆主拖拉绳受力Pt=P1(Lsin+e2cos)/Lcos+e1sin=31.6（吨）拖拉绳与地面

15、的夹角30L拖拉绳绑点到抱杆底部的长度60.5（米）L滑车组绑点到抱杆底部的长度58.5（米）e1拖拉绳绑点到抱杆中心线的距离0.6（米）e2滑车组绑点到抱杆中心线的距离0.6（米）Pc抱杆支座的垂直压力bcaz0L200X20tPc=P/2+Ptsin+t+G=304.12（吨）t拖拉绳予张力给抱杆头总的垂直压力t=(n-1)Tsin=17.5000（吨）G抱杆的重量50（吨）T每根拖拉绳的予张力=5（吨）n拖拉绳根数=8抱杆对地面压力：q=Pc/42=304.12/16=19吨/平方米抱杆强度及稳定性验算抱杆中部的力学特性：主支角钢采用：L200x20L=200X18截面积: F=76.5

16、05(cm2)惯性矩: Ix=2867.3(cm4)截面系数: Wx=200.42(cm3)重心距离: Z0=6.7(cm) L200x18截面积: F=69.301(cm2)惯性矩: Ix=2620.64(cm4)截面系数: Wx=182.22(cm3)重心距离: Z0=5.7(cm)板厚 t=1.2(cm)板宽 B=150(cm)板面积180(cm2)F=2(F+F)+t*B=471.612(cm2)X=2FZo+F (b-Zo)-(tB) (t/2)/F=44.05917067(cm)抱杆中部总的惯性矩：I总=2Ix+F(X-Zo)2+Ix+F(X-Zo)2+(t*B)*(X-t/2)2

17、=1957202.942(cm4)抱杆中部总的截面系数：XXYY12btt W总=I总/(X-t)=45665.90793(cm3)抱杆二头的力学特性：抱杆头部最小处宽度： b=90(cm)抱杆头部长度： Lj=8(m)抱杆头部覆板长度： Lk=3.45(m)抱杆头部覆板厚度： t=1.2(cm) t=0.8(cm)头部总面积=F=4F+tb+3tb=601.204(cm2)X=2FZo+tbb/2+F(b-t/2)/F+tbb+t/2)-tbt/2/F=43.42128495(cm)抱杆头顶部惯性矩：J2=2F(X-Zo)2+F(b-X-Zo)2+tb/2 (X+t/2)2+1/12(tb3

18、+tb/2*(b-X+t/2)2+tb (b-X)2+2Ix)=899699.5993(cm4)抱杆头顶部截面系数：W2=J2(X+t)=20163.01413(cm3)抱杆头部不是四周覆板处宽度：b=b+(b-b)Lk/lj=115.875抱杆头部不是四周覆板处的总面积及惯性矩:F=4F+2tb+tb=601.654(cm4)X=2FZo+F (b-Zo)+tb (b/2)/F -(tbt/2)/F=44.44196853(cm)抱杆头部不覆板处的惯性矩：J3=2F(X-Zo)2+F(b-x-Zo)2+tb/2(X+t/2)2+1/12tb3+tb(b/2-x)2+2Ix=1340707.6

19、27(cm4)抱杆头部不覆板处的截面系数：W3=J3/(X+t)+29374.44791(cm3)抱杆的长细比及折减系数：抱杆的最小惯性矩：Jmim（取J2,J3之小的值）=899699.5993(cm4)抱杆的回转半径：r=(J1/4F)1/2=64.42070991(cm)抱杆计算长度：L0=L=60.257 (m) 上面公式中：L为抱杆长度：60(m) 为修正系数：（根据下面二个数据查表的得到） 1.004285714Jmim/J1=0.459686413m/L=0.733333333 m=L-2L头=44(m) L为抱杆头长度：8(m)轴心受压细长比：=L0/r= 93.5369121

20、8折算细长比：0=2+27(Fb1/Fp1+Fb2/Fp2)1/2= 94.12954046 Fb1=Fb2(具有共同轴线1-1及2-2的成对肢杆断面积)= 2F =153.01 Fp1=Fp2(垂直于轴1-1及2-2的平面内联系杆的断面积)2Fi =38.522 联系杆选用角钢 L100x10 Fi=19.261(cm2)Pz计算截面上所受的正压力(抱杆中部)Pz=P/2+Ptsin+t+Gi+2S=316.5（吨）G1计算截面以上的抱杆重量 28（吨）M计算截面上所受的弯矩(抱杆中部)M=P1(L1sin+e2cos)+2Se2-Pt(L1cos+e1sin)=55.64（吨-米）Li抱杆

21、底部到计算截面的长度30（米）L1滑车组绑点到计算截面的长度30.5（米）L1拖拉绳绑点到计算截面的长度28.5（米）强度验算(抱杆中部)=M/W+Pz/F=792.9(Kg/cm2)稳定性验算(抱杆中部)=M/W+Pz/F=1165.4 (Kg/cm2) W抱杆中部截面的抗弯截面系数45665.91（cm3）F抱杆中部的净截面积471.612（cm2）抱杆轴心受压的稳定系数0.643093（根据0查表得到）小于安全允许值（1400Kg/cm2）所以采用此抱杆吊装是安全的。直立单抱杆吊装再生塔e1e2PdPtLLP1PyHPSA1.受力计算计算荷重P=(Q+q)k=401.5（吨）Q-吊物重=

22、360（吨）q-吊具重=5（吨）k-动载系数 =1.1吊耳高度H=40米吊点离抱杆中心A=2.6米滑车组受力P1=Pcos/cos(+)=423.2935819（吨）-滑车组与抱杆中心线的夹角=7.999983472-夺力牵引索与地面的夹角=16.70.990268109卷扬机所需牵引力S=Qfn+k(f-1)/(fn-1)=39.11699213（吨）n=动滑轮绳数18k=导向滑轮数4夺力（吨）Py=P1sin/con=61.50509078（吨）滑车组上部绑绳受力Pd=(P12+S2+2P1scos)-1/2=462.0619636（吨）抱杆主拖拉绳受力Pt=P1(Lsin+e2cos）/

23、Lcos+e1sin=70.17417415（吨）e1-拖拉绳绑点到抱杆中心线的距离（米）=0.6e2-滑车组绑点到抱杆中心线的距离（米）=0.6L-拖拉绳绑点到抱杆底部的长度（米）=60.5L-滑车组绑点到抱杆底部的长度（米）=58.5-拖拉绳与地面的夹角=30抱杆支座的垂直压力Pe=P1cos+Ptsin+G+t=516.7612219（吨）G-抱杆的重量（吨）=50t-拖拉绳予张力给抱杆头总的垂直压力（吨）t=(N-1)Tsin=12.5N-拖拉绳根数=6T-每根拖拉绳的予张力（吨）=52.抱杆强度及稳定验收(抱杆采用400吨60米的箱形抱杆)抱杆所受正压力Pz=P1cos+Ptsin+

24、G1+t+S=535.8782141（吨）G1-计算截面以上的抱杆重量（吨）=30抱杆所受弯矩M=P1(Lisin+e2cos)+Se2-Pt(Licos+e1sin)=83.04325164(吨-米）Li-滑车组绑点到计算截面的长度（米）=26.5Li-抱杆底部到计算截面的长度（米）=32Li-拖拉绳绑点到计算截面的长度（米）=28.5强度验算=M/W+Pz/F=787.8231505(kg/cm2) W-验算截面的抗弯截面系数（cm3)=50812.38528F-验算截面的净截面积（cm2）=858.24稳定性验算=M/W+Pz/F=1153.311209(kg/cm2)-抱杆轴心受压的稳

25、定系数=0.630775421结论：单抱杆吊装虽然可以减少拖拉绳和锚地的数量，但是卷扬机要40吨以上才满足需要，主拖拉绳受力也太大（70.17417415吨），夺力也大（61.5吨），况且设备就位时比较困难，故不采用。2.1.1主要机具的选择：根据以上计算书的计算结果，用双抱杆吊装的主要机具选用如下：卷扬机所需牵引力：17.18（吨），选用20吨卷扬机4台。跑绳选用：42 其破断拉力为91450Kg 安全系数为 91450/17180= 5.35 故安全. 滑车组上部绑绳受力:256.4（吨）滑车组绑绳选用56 (其破断拉力为173500Kg)12股安全系数为 173500x12/256400

26、=8.128 故安全.抱杆主拖拉绳受力 30.3（吨）主拖拉绳选用52(其破断拉力为123000 Kg)其破断拉力为 123000/31600=3.893 故安全.e1e2L1L2bPLS1Ge1e2S2G1PtPfPfPzHA对流段2.2转化炉对流段组件吊装：2.2.1.吊杆受力计算(1)计算重量：P=(Q+q)k=203.5（吨）Q-设备重量=180（吨）q-吊具重量=5（吨）k-动载系数=1.1(2)起吊滑车组出绳端拉力：S1=P/K1=15.72642968（吨）K1-滑车组机械利益系数=12.94(3)起吊滑车组上部绑绳受力：Pd=(P2+S12+2PS1sin)1/2=218.76

27、23824（吨）-吊杆与水平面的夹角=75.52248781 sin=0.968245837cos=0.25(4)变幅滑车组受力：Pf=(P(Lcos+e2sin)+e2S1+G(L/2)cos)/(Lsin+e1cos)=54.53891284（吨）L-吊杆长度=48米）e1-变幅滑车组绑点到吊杆中心的距离=0.6米）e2- 起吊滑车组绑点到吊杆中心的距离=0.6（米）G-吊杆的自重=36（吨）-吊杆中心线与变幅滑车组受力中心线夹角=+=99.79269799 sin=0.985429583cos=-0.170083913=tg-1(L2-Lsin-e1cos/Lcos-e1sin+b)=2

28、4.27021018L2-变幅滑车组绑点到吊杆回转点的距离=52（米）b-立杆中心到吊杆回转点的距离=0.5（米）(5)吊杆所受的正压力：Pz=Psin+S1+Pfcos+Gsin=261.2560357（吨）(6)吊杆支座所受的垂直压力：Pc=Pzsin=252.9600689（吨）(7)吊杆支座所受的水平推力：Ps=Pzcos=65.31400893（吨）(8)变幅滑车组出绳端的拉力：S2=Pf/K2=9.089818806（吨）K2-变幅滑车组机械利益系数=6(9)变幅滑车组绑绳的受力：Rd=(Pf2+S22+2PfS2sin)1/2=58.86139189（吨）2.2.2.立杆受力计算

29、：(1)拖拉绳受力：Pt=Pf(L2cos+e2sin)/L1cos+e1sin=97.08089262（吨）e1-拖拉绳绑点到立杆中心线的距离=0.6e2-变幅滑车组绑点到立杆中心线的距离=0.6L1-立杆拖拉绳绑点到底部的距离=52.5-拖拉绳与水平面的夹角=30sin=0.866025404cos=0.5(2)立杆所受的正压力：Pz1=Pfcos+S2+G1+Ptsin+T(n-1)sin=204.5335794（吨） G1-立杆自重=40（吨）T-拖拉绳的予张力=5（吨）n-拖拉绳的根数=62.2.3.吊杆的强度及稳定性验算：(1)吊杆中部的弯矩：M=P(L/2)cos+e2sin+e

30、2S1+G(L/8)cos-Pf(L/2)sin+e1cos)=118.3621947（吨-米）(2)吊杆中部的应力：=Pz/F+M/W=969.4018025(kg/cm2) （安全） (200吨抱杆作为临机的力学特性同CO2吸收塔吊装计算)W-吊杆中部的抗弯断面系数（cm3)=45665.9F-吊杆中部的截面积(cm2)=471.612-稳定系数=0.782.2.4.立杆的强度及稳定性验算：(1)验算截面的弯矩：M=Pf(L1-H)-(L1-L2)cos+e2sin)+S2e2-Pt(L1-H)cos+e1sin)=-25.1782665(吨-米)H-验算截面的高度=26（米）(2)稳定性

31、验算：=Pz1/F+M/W=515.5093984(kg/cm2) （安全） (200吨抱杆作为立杆的力学特性同CO2吸收塔吊装计算)W-立杆验算截面的抗弯断面系数（cm3)=45665.9F-立杆验算截面的截面积(cm2)=471.612-立杆稳定系数=0.762.3.氨合成塔吊装：氨合成塔吊装采用600吨龙门吊吊装。吊装方法和步骤见附图83.抱杆吊装主要机具：主要吊装机具计划一览表。序号机具名称型号规格单位需用量备 注1 汽车吊75T台150T台12 坦克吊150T台250T台23金属抱杆200T,60m/根2套1100T，48m/根2套1龙门吊600T套14卷扬机(慢速)20T台410T

32、台810B-8 8T台8JJM5T台121011 3T台85卷扬机(快速)JJK-0.5T台26 手动葫芦WA-20 20T台2WA-10 10T台4WA-5 5T台107 滑车组H2709D个4H1408D个4H806D个8H506D个12H805D个10H324D个20H204D个28H203D个68 导向滑轮30T个1020T个1210T个168T个205T个303T个309 钢丝绳63756米40063752米600637-42.5 米30001500M/根63737米30001500M/根619-39 米2000619-35米2500637-32.5米2000637-25米20006

33、37-22米2000637-19.5米4000637-17.5米1500637-15.5米1500637-13米1500637-11米100010 卡环500T个1250T个2100T个450T个1240T个1632T个2820T个4416T个2010T个208T个405T个4011 绳卡Y55个100Y13-50个100Y12-45个100Y11-40个100Y10-32个150Y8-25个150Y7-20个150Y5-15个200Y4-12个200Y3-10个2004.抱杆吊装所需人力：序号技 术 专 业 或 工 种人 数1起重工程师12起重技术员23起重技师44起重工365机械维修工46普工50四.几点说明：1. 卸车问题： 根据“招标书”附件E之二的2.6条，“业主负责将业主供货中的超限设备运送到设备基础附近，承包商负责将设备从车板上卸下。”这对于用大型吊车吊装已经具备大型吊车（一台M4600型300吨吊车和二台1