偏心設備雙機抬吊空中遞送技術

甘繼榮

南京南化建設有限公司 江蘇南京 210044

在當前化工設備的改擴建過程中，經常需要將大型偏心設備抬吊至高空安裝，但由于各種條件限制，有時不能使用大型吊車進行吊裝操作，揚子石化－巴斯夫SAP 高吸水性樹脂改擴建項目中R1200 型聚合反應器的安裝即是這種情況。為滿足施工要求，我們因地制宜地采用偏心設備雙機抬吊空中遞送技術，節省了施工成本，降低了施工難度。本文以此工程為例對偏心設備雙機抬吊空中遞送技術加以說明。

1 吊裝方案與技術特點

1.1 吊裝方案的選擇

在揚子石化－巴斯夫二期擴建SAP 高吸水性樹脂項目中，R1200 型聚合反應器從德國進口，其規格為10230×3520×3427mm，設備總重量約54.0t，吊耳兩側重量分別為21t、33t，且分布不均勻，偏心量較大。聚合反應器就位于鋼結構框架內，安裝標高13.7m。吊裝時，需要經過干燥間頂部長度7.5m，高度13.7m 的鋼結構維修平臺。吊裝難度較大。

如圖2 所示，該設備吊耳為板式吊耳，兩側吊耳的重量分別為21t、33t，分布嚴重不均勻，國外供貨商要求單主機旋轉遞送吊裝，且使用偏心吊點板孔式平衡梁（平衡梁下板孔距離的長度為5740mm，較重端內側吊耳板孔至重心距離為2163mm，較重端外側吊耳板孔至重心距離為3430mm），設備起升高度至少為22m，最小需要500t 全路面起重機，而設備卸車位置的北側有84in.的管道在施工，不宜有大吊車的站位。

圖1 R1200 型聚合反應器設備平面布置圖

圖2 板式吊耳及設備尺寸平面圖

吊裝方案在選擇的過程中受限于施工企業現有機械能力、施工現場條件、施工成本等諸多因素。國內工業生產裝置中也有較多類似重量分布不均勻的臥式進口成套設備，但多數是在較低空就位吊裝，安裝時采用大噸位單主機旋轉遞送法或同類型多臺起重機吊裝，配以不規則偏心吊點板孔式平衡梁。這種方法使用的大型起重機占用場地大、費用高、自身安裝時間長。

我單位從安全、工期和性價比的角度綜合考慮，充分利用公司現有起重資源（SCX2000 型200t 履帶式起重機、QY130K 型130t 全路面汽車吊），綜合考慮力學平衡原理，采用不同類型起重機的雙機抬吊空中遞送方式替代單主機旋轉遞送方式。該吊裝技術和使用偏心吊點板孔式平衡梁進行吊裝的方法相比較，節省了費用，降低了使用不成熟技術所帶來的吊裝風險（見圖3）。

圖3 R1200 型聚合反應器吊裝施工

1.2 偏心設備雙機抬吊技術的特點

該技術應用化工行業工程起重施工規范，重點解決偏心設備雙機抬吊空中遞送吊裝技術，在滿足吊裝工程需要的前提下，充分利用了我公司現有的起重資源。

本吊裝方案采用不同類型起重機的雙機抬吊空中遞送，其中履帶式起重機工作速度控制系統是由類似于摩托車的油門手柄與“SC”控制器聯合，同時改變發動機轉速和液壓泵的流量，或保持發動機轉速僅改變液壓泵的流量；回轉速度控制是根據液壓泵的流量變化，可以從最大速度調節到任意值，速度為1.7 r/ min；前后卷筒鋼絲繩在空載時的速度為120～2mpm，卷揚速度隨載荷量和作業條件不同而不斷變化。全路面汽車起重機最大回轉速度為1.8r/ min；空載條件下主起升機構的起升速度為115m/ min；起重臂變幅時間為60s。

該技術采用不同類型的起重機，由于兩臺起重機起吊速度不一致、吊臂回轉不協調，均會造成起重機載荷分配不均勻，故每臺起重機的負載率都小于75%。在吊裝提升階段，通過觀測較重端四個吊耳等長度吊帶張緊力不同，保持負載小的起重機提升速度略大于負載大的起重機至吊裝高度，呈平衡穩定狀態；在空中旋轉遞送階段，通過觀測較重端四個吊耳內外側吊帶張緊力的變化，及時調整較輕端起重機的起伏桿或提升速度，控制偏心設備重心的偏移距離與偏移速率，動作同步、回轉協調、荷載平衡。

1.3 偏心設備雙機吊裝技術的難點

雙機抬吊在提升階段，同步動作控制、平衡荷載控制較難。雙機抬吊空中遞送時受到鋼架結構框架高度和抗桿距離的影響，履帶式起重機需要適當移動站位，此時設備的重心偏移速率極不穩定，回轉協調控制難（見圖4）。

圖4 履帶式起重機移動站位圖

2 吊裝施工方案

雙機抬吊由于不同類型的起重機容繩量和起升速度等各項指標不相同，需要解決提升階級兩臺起重機動作的不同步性和荷載分布的不平衡性。通過觀測較重端四個吊耳等長度吊帶張緊力不同，保持負載小的起重機提升速度略大于負載大的起重機至吊裝高度，呈平衡穩定狀態（見圖5）。

圖5 聚合反應器起吊階段

偏心設備雙機抬吊后需要空中遞送一段距離才能滿足吊裝要求，空中遞送時受到鋼架結構框架高度和抗桿距離的影響，履帶式起重機需要適當移動站位，此時設備的重心偏移速率極不穩定，需要觀測較重端四點等長度吊帶張緊力不同，通過較輕端起重機的起伏桿和提升加以平衡控制。

偏心設備雙機抬吊空中旋轉遞送階段，保持較輕端高度不變，旋轉較重端，通過觀測較重端四個吊耳內外側吊帶張緊力的變化，及時調整較輕端旋轉速度、較重端的起伏桿或提升速度，呈平衡協調性，控制偏心設備重心的偏移距離。以下是空中旋轉遞送的過程示例（圖6～圖9）：

3 主要技術指標和參數

（1）地基處理：根據巖土工程勘察報告，采用換填墊層法處理，對地基的軟弱下臥層頂面處附加壓力Pz、土的自重壓力Pca、地基承載力修正值fa 的計算、地基承壓能力載荷試驗（沉降值測量）。

圖6 聚合反應器吊至指定高度

圖7 聚合反應器進行高空旋轉

圖8 聚合反應器推送至平臺

圖9 滾杠牽引至安裝位置

（2）吊裝能力：SCX2000 型200t 履帶式起重機作業半徑12m，額定吊裝負荷48t，負荷率73.03%；QY130K 型130t 全路面汽車起重機作業半徑10m，額定吊裝負荷37.2t，負荷率61.4%。

（3）吊裝高度和抗桿距離：履帶式起重機與鋼框架抗桿位置近，需適當調整。

（4）吊裝安全性：機械化高，吊裝安全性可靠、實時監控性好。

（5）采用高纖維合成圓形吊帶替代傳統索具鋼絲繩的應用，具有強度高、耐磨損、抗氧化、抗紫外線好、質地軟、不導電、無腐蝕、輕便柔軟、重量輕（是同等金屬吊索具的25%）、易于支配、搬運和保存。同時在該技術中更容易（與鋼絲繩相比）觀察和監控吊帶的張緊力。

4 技術的經濟效益、社會效益

（1）在施工生產過程中，該吊裝方案為我單位帶來了巨大的經濟效益（見表1）。

表1 偏心設備雙機抬吊方案收益表

（2）我單位通過此次吊裝施工，成功積累了高吸水性樹脂裝置吊裝經驗，為巴斯夫在巴西新建的高吸水性樹脂裝置提供了吊裝示例，為業主在大件吊裝中的費用控制提供了依據，為社會帶來了效益。

（3）該技術可推廣至國內或國際石油化工、精細化工行業在新建或改擴建項目、技改技能項目，適用于臥式偏心或大型立式設備的雙機抬吊空中遞送吊裝。

石化設備吊裝所具有的獨特性和難以預見性充分說明，雙機抬吊吊裝，尤其是采用兩種不同型號吊車的偏心設備高空抬吊，不僅僅是一項簡單的吊裝工程，它對吊裝設備選取、機械負載性能分析、配合協調、吊機操作等反面提出了較高要求。本工程綜合考慮成本、安全和合理性三方面因素，因地制宜地采用200t 履帶式起重機、130t 全路面汽車吊進行雙機吊裝，確保了施工安全，提高了施工效率，極大的節省了預算成本，經實踐證明是合理有效的。

1 沈養中, 石靜.結構力學[M], 科學出版社, 2001.

2 SH3515- 2003 大型設備吊裝工程施工工藝標準[S].

3 中國石油天然氣集團公司.大型設備吊裝技術[M],石油工業出版社,2012.

4 駱發江, 徐長鋒等. 大噸位雙機抬升吊裝技術的應用[J]. 建筑施工,2011, 22(7): 574- 576.

5 張衛東, 葛家君. 雙機軌大噸位設備吊裝施工技術[J]. 建筑, 2014,(2): 53- 55.