中石化湖北枝江化肥厂煤代油工程大型设备吊装计算书

1、 中国石化集团湖北枝江化肥厂煤代油工程大型设备吊装方案附录一、中石化湖北枝江化肥厂煤代油工程大型设备吊装计算书1. 主要设备的吊装计算1.1、气化炉（V-1301）1.1.1、V-1301有关吊装技术参数设备规格3020/4630×30900×65/95mm设备壳体材质SA387Gr.11CL2设备本体重量510t设备组合重心位置（离下端口距离）13.098m1.1.2、V-1301的重心计算V-1301结构尺寸及受力图如下经过计算，V-1301的组合重心位置距离底部的距离X为：1.1.3、V-1301抬头状态的受力计算如上图所示。V-1301抬头时250吨溜尾吊车吊钩受力

2、F2V-1301抬头时1250吨主吊车吊钩受力F1F1=G-F2=510-142=368（t）1.1.4、主吊绳扣的选择与计算（1） 平衡梁下方：主吊绳扣选用110-8×61+FC，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，其破断拉力为449t/根。长度为105m两根，各绕三圈六股后上与平衡梁相连接，下与两只管轴式主吊耳相连接，共6圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍 安全（2）、平衡梁上方：主吊绳扣选用110-8×61+FC，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，其破断拉力为449t/根。长度为50m两根，各绕三圈六股上挂吊钩下与平衡梁连接，共6圈受力，主吊绳扣的安全系

3、数为倍 安全1.1.5、溜尾绳扣的选择与计算溜尾选用110-8×61+FCmm，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳圈，按5倍系数后其允许拉力为117t/圈。周长为12m两根，各绕一圈后通过80吨卸扣与两只板孔式溜尾吊耳相连接，共两圈受力，溜尾绳扣的安全系数为倍 安全1.1.6、气化炉壳体上局部应力的校核计算 气化炉（V-1301）在水平吊装状态和垂直状态时，主吊耳和溜尾吊耳焊接处气化炉壳体上局部应力的计算另见相关的书面设计证明文件，本计算书从略。1.1.7、主吊耳强度校核计算 由于主吊耳在设备直立时所受的力最大，为此以设备直立后所受的力作为强度校核的依据。主吊耳管轴材质为SA

4、387Gr.11CL2，管轴外径700mm，管轴壁厚=70mm，相应的屈服极限为。角焊缝系数按考虑，则焊缝处的。吊装动载系数取k=1.1，吊耳按300t/只进行强度校核。主吊耳的受力简图如下：径向载荷:由于用平衡梁吊装，横向载荷为0N，即径向弯矩（力矩）：为简化计算过程，吊耳筋板暂不列入计算范围，按没有筋板时考虑，若没有筋板时强度满足安全要求，有筋板时显然更满足安全要求。吊耳管轴横截面积:吊耳抗弯截面模数： 吊耳根部受到的最大弯曲应力： 吊耳轴向压应力： 组合应力：吊耳上根部：吊耳下根部：说明：径向载荷对吊耳根部上半部分产生压应力，下半部分产生拉应力。由产生的主吊耳管轴根部的剪应力： 上式中，

5、根据材料力学，对于塑性材料，有考虑到焊接因素，实际因此，主吊耳本身强度满足安全要求。1.1.8、溜尾板式吊耳强度校核查GB150-1998得，厚度为70mm的16MnR钢板常温下的的许用拉应力为：，相应的许用剪应力为： 按每只吊耳正向受力F2/2=(142/2)t=710000（N）进行强度校核。 开孔处截面的剪应力： B-B截面的正向拉应力为： C-C截面的正向拉应力为： 吊耳板所受的侧向弯矩： 吊耳板侧向抗弯截面模量： 吊耳板侧向弯曲应力： 结论：溜尾板式吊耳也满足强度要求，安全。1.2、合成气冷却器（V-1302）1.2.1、V-1302有关吊装技术参数设备规格3400×405

6、00×70mm设备壳体材质SA387Gr.11CL2设备本体重量540t设备组合重心位置（离下端口距离）20.579m1.2.2、V-1302的重心计算V-1302结构尺寸及受力图如下:经过计算，合成气冷却器V-1302的组合重心位置距离底部的距离X为：1.2.3、V-1302抬头状态的受力计算如上图所示。V-1302抬头时250吨溜尾吊车吊钩受力F2V-1302抬头时1250吨主吊车吊钩受力F1F1=G-F2=520-149=391（t） 1.2.4、主吊绳扣的选择与计算（1）、平衡梁下方：主吊绳扣选用110-8×61+FC，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，其

7、破断拉力为449t/根。长度为105m两根，各绕三圈六股后挂两只管轴式主吊耳，共6圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍 安全（2）、平衡梁上方：主吊绳扣选用110-8×61+FCmm，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，其破断拉力为449t/根。长度为50m两根，各绕三圈六股后挂吊钩，共6圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍 安全1.2.5、溜尾绳扣的选择与计算溜尾绳扣选用110-8×61+FCmm，公称抗拉强度为1670Mpa的纤维芯钢丝绳圈，按5倍系数后其允许拉力为117t/圈。周长为12m两根，各绕一圈挂两只板孔式溜尾吊耳，共两圈受力，溜尾绳扣的安全系数为倍 安全 1.2

8、.6、合成气冷却器壳体上局部应力的计算 合成气冷却器（V-1302）在水平吊装状态和垂直状态时，主吊耳和溜尾吊耳焊接处设备壳体上局部应力的计算另见相关的书面设计证明文件，本计算书从略。1.2.7、主吊耳强度校核 由于吊耳在设备直立时所受的力为最大，为此以设备直立后所受的力作为强度校核的依据。主吊耳管轴材料为SA387Gr.11CL2，管轴外径900mm，壁厚=70mm，相应的屈服极限为。角焊缝系数按考虑，则焊缝处的。吊装动载综合系数取k=1.1，吊耳按300t/只进行强度校核。吊耳的受力简图如下：径向载荷:由于用平衡梁吊装，横向载荷为0N，即径向弯矩（力矩）：为简化计算过程，吊耳筋板暂不列入计

9、算范围，按没有筋板时考虑，若没有筋板时强度满足安全要求，有筋板时显然更满足安全要求。主吊耳管轴横截面积:主吊耳管轴抗弯截面模量： 主吊耳根部受到的最大弯曲应力： 主吊耳轴向压应力： 组合应力：吊耳上根部：吊耳下根部：说明：径向载荷对吊耳根部上半部分产生压应力，下半部分产生拉应力。由产生的吊耳管轴根部的剪应力：上式中，根据材料力学，对于塑性材料，有考虑到焊接因素，实际因此，主吊耳本身强度满足安全要求。1.2.8、溜尾板式吊耳强度校核溜尾吊耳材质为SA387Gr.11CL2，板厚=70mm，相应的屈服极限。相应的许用剪应力为：角焊缝系数按考虑，则焊缝处的。 按每只吊耳正向受力F2/2=(149/2

10、)t=745000（N）进行强度校核。 开孔处截面的剪应力： B-B截面的正向拉应力为： C-C截面的正向拉应力为：吊耳板所受的侧向弯矩： 吊耳板侧向抗弯截面模量： 吊耳板侧向弯曲应力： 结论：溜尾板式吊耳也满足强度要求，安全。1.3、气体返向室（V-1302）1.3.1、主吊绳扣的选择与计算 以气体返向室吊装直立后所受的力进行计算，主吊绳扣所受的力为186吨。（1）、平衡梁下方：主吊绳扣选用70-8×61+FC，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳扣，按5倍系数后其允许拉力为42t/根。长度为49.2m两根，各绕两圈四股后挂两只管轴式主吊耳，共4圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍

11、 安全（2）、平衡梁上方：主吊绳扣选用72-6×37+1mm，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，按5倍系数后其允许拉力为56.7t/根。长度为24m两根，各绕两圈四股后挂吊钩，共4圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍 安全1.3.2、溜尾绳扣的选择与计算以设备水平状态时所受的力进行校核，溜尾吊车所受的力为119吨。溜尾绳扣选用72-6×37+1mm，公称抗拉强度为1670Mpa的纤维芯钢丝绳，按5倍系数后其允许拉力为61.5t/根。长度为10m两根，各绕一圈挂两只板孔式溜尾吊耳，共两圈受力，溜尾绳扣的安全系数为倍 安全 1.3.3、气体返向室壳体上局部应力的计算 气体返

12、向室（V-1302）在水平吊装状态和垂直状态时，主吊耳和溜尾吊耳焊接处设备壳体上局部应力的计算另见相关的书面设计证明文件，本计算书从略。1.3.4、主吊耳和溜尾吊耳的强度校核 与气化炉相似，此处略去。1.4、传导段（V-1303）1.4.1、主吊绳扣的选择与计算 以传导段吊装直立后所受的力进行计算，主吊绳扣所受的力为96吨。（1）、平衡轮连接件下方：主吊绳扣选用72-8×61+FC，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，按5倍系数后其允许拉力为56.7t/根。长度为24m两根，各绕一圈两股后通过四个32吨卸扣与四只板式主吊耳相连接，共2圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍 安全（2）

13、、平衡轮连接件上方：主吊绳扣选用90-8×61+FCmm，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，按5倍系数后其允许拉力为76t/根。长度为20m，绕一圈两股后挂吊钩，共1圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍 安全1.4.2、溜尾绳扣的选择与计算以设备水平状态时所受的力进行校核，每台溜尾吊车所受的力约为24吨。溜尾绳扣选用39-6×37+1mm，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，其破断拉力为78.68t/根。长度为20m两根，各绕一圈挂两只板孔式溜尾吊耳，共两圈受力，每根溜尾绳扣的安全系数为倍 安全 1.4.3、传导段壳体上局部应力的计算 传导段（V-1303）在水

14、平吊装状态和垂直状态时，主吊耳和溜尾吊耳焊接处设备壳体上局部应力的计算另见相关的书面设计证明文件，本计算书从略。1.4.4、主吊耳和溜尾吊耳的强度校核 四只主吊耳在传导段水平抬头时和直立后平均所受的力较小，而水平抬头时溜尾吊耳所受的侧向力却较大，现对其进行强度校核。溜尾吊耳板所受的侧向弯矩： 吊耳板侧向抗弯截面模量： 吊耳板侧向弯曲应力： 结论：溜尾板式吊耳也满足强度要求，安全。1.5、气体返向室和传导段组合件（V-1302/V-1303）1.5.1、V-1302/V-1303吊装时的受力计算根据绘制的力三角形得出，分布于两管轴式主吊耳上的力为190吨，分布于两板孔式吊耳上力为152吨。1.5

15、.2、主吊绳扣的选择与计算（1）、与两管轴式吊耳相连接的绳扣：主吊绳扣选用70-8×61+FC，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，按5倍系数后其允许拉力为42t/根。长度为49.2m两根，各绕两圈四股后挂两只管轴式主吊耳，共4圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍 安全（2）、与两板孔式吊耳相连接的绳扣滑轮组上侧：主吊绳扣选用72-6×37+1mm，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，按5倍系数后其允许拉力为56.7t/根。长度为24m两根，各成单股上挂吊钩，下与滑轮组相连接，共2股受力，每根主吊绳扣的安全系数为倍 安全滑轮组下侧：跑绳选用26-6×37

16、+1mm，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，其破断拉力为34.97t/根。长度为40m两根，各成穿6-6滑轮组，各12股受力，在不考虑滑轮摩阻的情况下，平均每根跑绳受力约为76/12=6t，则每根跑绳的安全系数为倍 安全1.5.3、气体返向室和传导段组合件吊装时壳体上局部应力的计算 吊耳焊接处设备壳体上局部应力的计算另见相关的书面设计证明文件，本计算书从略。1.5.4、主吊耳强度校核管轴式主吊耳计算从略。下面对两板孔式主吊耳进行强度校核。吊耳板材质为SA387Gr.11CL2，板厚=70mm，相应的屈服极限。相应的许用剪应力为：角焊缝系数按考虑，则焊缝处的。按斜向受力F2=50t=5

17、00000（N）进行强度校核。开孔处截面的剪应力： 吊耳板C-C截面所受的侧向弯矩： 吊耳板侧向抗弯截面模量： 吊耳板侧向弯曲应力： 结论：该板孔式主吊耳满足强度要求，安全。1.6、高温高压过滤器/飞灰收集罐（V-1501/S-1501）1.6.1、V-1501/S-1501有关吊装技术参数设备规格6525×20239×(100+3)mm设备壳体材质SA387Gr.11CL2设备本体重量300t设备组合重心位置（距离下法兰口）12.814m1.6.2、V-1501/S-1501抬头状态的受力计算经过计算,V-1501/S-1501抬头时250吨溜尾吊车吊钩受力F2=45.8

18、t:1250吨主吊车吊钩受力F1=254.2t。1.6.3、主吊绳扣的选择与计算（1）、平衡梁下方：主吊绳扣选用110-8×61(钢芯)，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，其破断拉力为661t/根。长度为29m两根，各绕两圈四股后上与平衡梁相连接，下与两只管轴式主吊耳相连接，共4圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍 安全（2）、平衡梁上方：主吊绳扣选用90-8×61+FC，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳，按5倍系数后其允许拉力为79t/根。长度为50m两根，各绕三圈六股上挂吊钩下与平衡梁连接，共6圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍 安全1.6.4、溜尾绳扣的选择

19、与计算溜尾选用39-6×37+1mm，公称抗拉强度为1670MPa的纤维芯钢丝绳扣，其破断拉力为78.68t/根。长度为20m两根，各绕一圈后与两只管轴式溜尾吊耳相连接，共两圈受力，溜尾绳扣的安全系数为倍 安全1.6.5、设备壳体上局部应力的校核计算 设备在水平吊装状态和垂直状态时，主吊耳和溜尾吊耳焊接处壳体上局部应力的计算另见相关的书面设计证明文件，本计算书从略。1.6.6、主吊耳和溜尾吊耳强度校核计算 主吊耳和溜尾吊耳应力校核计算另见相关的书面设计证明文件，本计算书从略。1.7、气化炉中压汽包（V-1304） 主吊绳扣选用70-8×61+FC，公称抗拉强度为1670MP

20、a的纤维芯钢丝绳扣，按5倍系数后其允许拉力为42t/根。长度为49.2m两根，各绕一圈两股兜于气化炉中压汽包底部，共2圈受力，主吊绳扣的安全系数为倍 安全1.8、气体返向室顶（提）升机构、气化框架及组装支架的校核计算 有关这三部分的校核计算另见相关的设计书面证明文件，本计算书从略。2.吊装现场接地压强的计算2.1、 1250吨履带吊车吊装站位处的接地压强的计算 路基板结构尺寸：长7m，宽2.2m，高0.43m，则每块路基板接地面积为：A=7×2.2=15.4（）。 1250吨履带吊车接地部分结构尺寸为： 履带中心间距10.5m，履带长度14.9m，履带宽度为2m。每条履带压7块路基板

21、。 1250吨履带吊车在吊装合成气冷却器V-1302时对地的总压力约为2000t，1250吨履带吊车对地面的压强按一条履带，压7块路基板计算，则吊装时履带路基板对地面的压强为： 2.2、1250吨履带吊车空载行走地面的接地压强计算1250吨履带吊车空载状态下总重约为1100吨，则对地面的压强为：2.3、250吨履带吊车吊装站位处的接地压强计算 根据250吨履带吊车随车提供的技术资料，250吨履带吊车在吊装设备时地耐力应不小于。2.4、1250吨履带吊车超级提升配重摆放位置的接地压强的计算 本次吊装最多使用400t超级提升配重，超级提升配重底盘面积为9.5×3.5=33.25。则超级提

22、升配重对地面的压强为 则超级提升配重摆放处的地耐力应不小于。 3.千吨级平衡梁的强度校核计算书3.1、材料所用板材为16Mn，其机械性能见下表：组 别第1组 I 16第2组 II1725第3组 III=2636抗拉、抗压和抗弯 （MPa）235225210抗剪（MPa）142137127所用轴的材料为40Cr，其机械性能见下表：组 别抗拉强度b（MPa）屈服强度S（MPa）抗拉、抗压和抗弯 （MPa）抗 剪（MPa）100300调质686490所用滑轮的材料为ZG35，其机械性能见下表：热处理类型抗拉强度b（MPa）屈服强度S（MPa）抗拉、抗压和抗弯 （MPa）抗 剪（MPa）调 质5393

23、433.2、载荷条件及计算部位和计算方法3.2.1、额定负荷1000t，折合9800KN，设计载荷按1.25×9800=12250KN计。载荷条件见图1。3.2.2、计算部位、在1-1截面处计算上轴的强度。、在2-2截面处计算中轴的强度和与上轴及中轴相关联的耳板环部强度。、在3-3截面处计算下轴的强度和与下轴相关联的耳板环部强度。、在4-4截面处计算连接件2上下耳板结合部位焊接结构的强度。3.2.3、计算方法、上轴和下轴为连续梁类静不定结构，采用力法计算支反力，并忽略作用力和反力在实际上的某些均布特征，均按集中力处理，使之成为典型结构，既便于计算，又偏于安全。 、耳板环部截面的强度按工程上惯用的假定计算方法计算。、以材料的许用应力为标准建立强度条件。3.3、上轴强度计算3.3.1、上轴强度计算 、1-1截面处外力见图2-1。计算简图和支反力计算图见图2-2。、支反力计算：则有方程组如下：解得：即: 、内力计算 见内力图图2-3。 3.3.2、强度计算、上轴截面几何参数 、上轴强度计算 3.3.3、结论： 按现使用的计算方法和所作的假定计算所得结果表明，现选轴径剪应力满足，正应力稍大，但仍小于1.05即343.35MPa，为此仍属工程上