镇海100万吨延迟焦化装置设备吊装计算书

1、镇海炼化100万吨/年延迟焦化装置设备吊装计算书目 录一、吊装时设备强度、吊耳强度校核计算 2 二、平衡梁计算 14三、主吊绳套的选择与计算 14四、吊车承载地基处理设计计算 17100万吨/年延迟焦化装置设备吊装计算书一、吊装时设备强度、吊耳强度校核计算 镇海炼化100万吨/年延迟焦化装置大型设备吊装受道路运输及吊装场地限制，以分段吊装为主，塔类设备5台，单台重量都在100吨以下，其中焦炭塔分10段吊装，由于焦炭塔材质为15CrMoR，不能与材质为20钢管焊接，因此不能焊接管轴式吊耳，为满足吊装需要，在焦炭塔每段上部沿圆周均布焊接4个“U”型板式吊耳；焦化分馏塔分3段吊装，下段98.8吨，为

2、该塔最重一段。下面就焦炭塔和分馏塔分段吊装时设备强度、吊耳强度进行校核计算。（难道不能用15CrMoR材质来制做管轴式吊耳？）§1.1、分馏塔吊装时设备强度、吊耳强度校核计算§1.1.1、水平吊装状态时筒体弯曲应力计算： 水平吊装状态时简体弯曲应力就对这台设备进行校核计算。经计算：焦化分馏塔T1102下段重心位置：X=10.2m（重心位置到溜尾吊耳距离）。 将： (S为壁厚h为重心位置到溜尾吊耳距离Di为设备的直径) H（设备总长、可能是设备主吊耳到设备溜尾吊耳的距离） 代入上式得：查GB150-98得：在时的允许用应力 则： 满足强度要求安全，所以水平吊装时，按吊装塔顶时

3、塔体并不弯曲。§1.1.2、水平吊装状态时塔体吊耳焊接处的应力计算： 主吊力：式中： 溜尾力：在主吊力的作用下对焦化分馏塔T1102筒壳体产生的应力计算如下：（不应该是直径而应该用半径，或者边长的一半来进行减少）（补强板）（原来所用公式中0.875r0变成了0.438d半径已变成了直径）(公式中的R该为RM筒壳体的平均半径)力矩：式中：为主吊力相对于筒体外缘的力臂 单位mm，按计（具体尺寸见吊耳图，图号为2）根据和查有关表得（利用中间插值法）： 将 代入以上四式得：上式中：， 分别为在周向力矩M 作用下产生的周向弯矩、纵向弯矩、周向薄壳力、纵向薄壳力。因此，由， 可以计算出吊耳根部设

4、备薄壳体的应力值。（1）吊耳上部环向：内表面：外表面：（2）吊耳上部纵向：内表面：外表面：（3）吊耳下部环向内表面：外表面：（4）吊耳下部纵向：内表面：外表面：所得结果负值“-”表示受压，正值“+”表示受拉。经计算，水平状态时吊耳根部设备壳体所受的所有应力值均未超出材质的许用应力，安全。§1.1.3、焦化分馏塔T1102下段吊装竖立后吊耳根部壳体的应力计算：，根据查表得：； ； 将 () 代入各式得：以上分别为在纵向力矩作用下在设备壳体上产生的周向弯矩，纵向弯矩，周向薄壳力，纵向薄壳力。则:(1) 吊耳上部壳体所受的环向应力：内表面：外表面：（2）吊耳上部壳体所受的纵向应力：内表面：

5、外表面：（3）吊耳下部壳体所受的环向应力内表面：外表面：（4）吊耳下部壳体所受的纵向应力：内表面：外表面：所得结果负值“”表示受压，正值“+”表示受拉。经计算，竖直状态时（即塔体吊直后）吊耳根部设备壳体所受的所有应力值均未超出材质的屈服极限，工程上允许，安全。§1.1.4、吊耳强度校核： （吊耳见附图）由于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。除了活动挡板外，所有材质为，相应；角焊缝系数；吊车吊装，动载综合系数可取为k=1.0 吊耳按进行强度校核。吊耳的受力简图竖向载荷:横向载荷：径向弯矩（力矩）：吊耳强度校核：为简化计算过程，吊耳筋板暂不列入计算

6、范围，按没有筋板时考虑，若没有筋板时强度满足要求，有筋板显然就更满足要求，更安全。吊耳截面积:吊耳抗弯截面模数： 吊耳根部最大弯曲应力： 吊耳轴向压应力： 组合应力：吊耳上根部： 吊耳下根部：说明:横向载荷对吊耳根部产生压力。竖向载荷对吊耳根部上半部分产生压力，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，查材料力学得 考虑到焊接因素，实际因此，吊耳本身也满足强度要求，安全。§1.1.5、结论：（1）水平状态时，塔体并不会发生弯曲；（2）水平状态时，吊耳根部设备壳体所受的周向拉（或压）应力和纵向拉（或压）应力均未超过材质的屈服极限；（3）竖直状态时，吊耳根部设备壳体所受

7、的周向拉（或压）应力和纵向拉（或压）应力均未超过材质的屈服极限；（4）吊耳本身也满足强度要求；综合以上计算，按原吊耳和吊点位置设置，均能满足焦化分馏塔T1102安全吊装要求，可以执行方案。经同样类似计算，其他设备按原吊耳和吊点位置设置，均能满足安全吊装要求，可以执行方案。§1.2、焦炭塔吊装时设备强度、吊耳强度校核计算每台焦炭塔分10段运输到现场，立式吊装。由于焦炭塔材质为15CrMoR，不能焊接管轴式吊耳，为满足吊装需要，在焦炭塔每段上部沿圆周均布焊接4个“U”型板式吊耳。由于最重段不超过50吨，下面就按每段50吨的重量作为校核参数进行校核计算。§1.2.1、焦炭塔吊耳根

8、部壳体的应力计算： 方形附件的边长之半 筒体半径 筒体的壁厚根据查表得：在径向力矩作用在附件上圆壳中的周向、径向薄膜力，周向、径向弯矩； 将M =12,500() R= 4.4(m) 代入各式得：以上分别为在纵向力矩作用下在设备壳体上产生的周向弯矩，纵向弯矩，周向薄壳力，纵向薄壳力。则:(1)吊耳上部壳体所受的环向应力：内表面：外表面：（2）吊耳上部壳体所受的纵向应力：内表面：外表面：（3）吊耳下部壳体所受的环向应力内表面：外表面：（4）吊耳下部壳体所受的纵向应力：内表面：外表面：所得结果负值“”表示受压，正值“+”表示受拉。经计算，竖直状态时（即塔体吊直后）吊耳根部设备壳体所受的所有应力值均

9、未超出材质的屈服极限，工程上允许，安全。§1.2.2、焦炭塔吊耳强度校核：吊耳见附图由于所有焊接“U”型板式吊耳的焦炭塔筒节均为立式吊装，为此以筒节受力起吊后所受的力作为强度校核的依据。吊耳材质为，所有材质为，相应；角焊缝系数；每个筒节顶部沿圆周均布焊接4个“U”型板式吊耳。筒节最重一段41吨，吊装采用方形平衡梁，因此吊耳只受到垂直向上的作用力。吊车吊装，动载综合系数可取为k=1.0 ，吊耳按进行强度校核。吊耳的受力简图竖向载荷:径向弯矩（力矩）：1-1截面：22截面： 吊耳强度校核：11截面抗弯截面模数： 22截面（吊耳根部）抗弯截面模数： 受力处的剪应力：11截面的剪切应力：吊耳

10、根部（22截面）的剪切应力：查材料力学得 考虑到焊接因素，实际，因此，吊耳本身也满足强度要求，安全。§1.2.3、结论：（1） 吊装时，吊耳根部设备壳体所受的周向拉（或压）应力和纵向拉（或压）应力均未超过材质的屈服极限；（2） 吊耳本身也满足强度要求。 综合以上计算，按原吊耳合吊点位置设置，均能满足焦炭塔安全吊装要求，可以执行方案。二、平衡梁计算 镇海炼化延迟焦化装置大型设备吊装净重均在100吨以下，设备吊装所需要的平衡梁均有相配套规格。按要求进行选用即可，在此不作校核计算。三、主吊绳套的选择与计算§31、索具选择镇海炼化延迟焦化装置大型设备以分段吊装为主，单台吊装净重均在

11、100吨以下，下面就对50吨以上的设备吊装索具作选择和计算。50吨以上设备：焦炭塔（分段吊装）、焦化分馏塔（分段吊装）、接触冷却塔、焦炭塔下部钢架，烟囱上段（分段吊装）。§3.2、索具计算a、焦炭塔T1101/1，2（立式吊装）:最重一段41吨，按50吨进行校核计算。主吊绳套上套为47.5-6×37二根各40米，均绕两圈，下套43-6×37四根，各15米，绕一圈。 上套安全系数：（方形平衡梁长8.8m,绳套长10m，平衡梁与绳套夹角按计算） 下套安全系数：b、焦炭塔T1101/1，2（1、2和4组合段）：该段重50吨，需要在现场翻转90°。主吊绳套上套为

12、47.5-6×37二根各40米，均绕两圈。下套43-6×37四根，各30米，绕二圈。溜尾绳套为47.5-6×37二根各20米，绕两圈。上套安全系数：下套安全系数：溜尾绳套安全系数：c、焦化分馏塔T1102：分三段吊装，其中下段重量为93.2吨，为该塔最重一段，按100吨进行校核计算。主吊绳套为上套52-6×37二根各30米，下套52-6×37二根各30米，均绕两圈，溜尾绳套52-6×37一根30米，绕两圈 上套安全系数： 下套安全系数： 溜尾绳套安全系数：d、接触冷却塔T1103：该塔重52.5吨，按60吨进行校核计算。 主吊绳为上套

13、39-6×37二根各30米，下套39-6×37二根各30米，均绕两圈，溜尾绳套39-6×37一根30米，绕两圈。 上套安全系数： 下套安全系数： 溜尾绳套安全系数：e、焦炭塔下部钢架：46.5米标高以下部分预制成一个大框和一个大片，其中大框重量在75吨以下，按75吨进行校核计算。主吊绳套上套为47.5-6×37四根各40米，均绕一圈，绳套长度控制在10米。下套43-6×37四根各20米，均绕一圈，用方形平衡梁。溜尾绳套选择47.5-6×37二根各20米，均绕一圈。上套安全系数： 下套安全系数：溜尾绳套安全系数：f、烟囱上段：烟囱分两段

14、吊装，其中下段28吨，上段54吨。主吊绳套上套为39-6×37，两根各30米，绕两圈；下套47.5-6×37两根各42米，均绕一圈，绳套长度控制在20米。设备直径3000，用平衡梁。溜尾绳套选择43-6×37，一根20米，绕一圈。 上套安全系数： 下套安全系数： 溜尾绳套安全系数：§3.3、结论 经计算，钢丝绳选择满足强度要求。四、吊车承载地基处理设计计算§4.1、处理方法按照每个支腿承重326吨进行校核计算。每个支腿地基处理范围为40m2（8m×5m）。将吊车站位位置地基土壤挖出运走（处理深度Z=2m），然后分层铺填200mm黄沙、

15、1,600mm毛石及200mm碎石，并压实。§4.2、对处理后的软弱下卧层顶面处附加压力PZ进行计算和校核：软弱下卧层顶面处附加压力PZ 按下列公式简化计算PZ =BL(P-PC)/（B+2Ztg）（L+2Ztg）式中：B矩形底排的宽度；（B=2.6m）L矩形底排的长度；（L=6m）P矩形底排下的外载压力（Te/m2）Pc回填部分底面处土的自重压力Pc=VZV灰土的容重（V=1.75Te/m3）Z灰填土基础顶面与软弱下卧层顶面的距离（Z=2m）回填地基压力扩张角:（查土力学地基处理基础P147页表4.3，=35o）a常数（a=2）令1=BL(P-Pc)令2=B+2Ztg令3=L+2Ztg将以上数据代入公式PZ =BL(P-PC)/（B+2Ztg）（L+2Ztg）得：软弱下卧层顶面处附加压力PZ（Te/m2）支腿BLatgPZPc123PZ2.6621.750.722.623.52985.48.86.27§4.3、软弱下卧层顶面处地基允许承载力f计算参考土力学地基处理基础清华大学出版社1999年第三版（P273页）。我国规范采用公式如下：f=fK+b(b-3)+ do(d-0.5)式