關于塔器設備整體吊裝的計算總結

鄭志勇 馮子云 李敏輝

陜西化建工程有限責任公司 陜西楊凌 712100

陜西延長石油（集團）有限責任公司榆林能化一期項目填平補齊工程DMTO 裝置中1 臺乙烯精餾塔的施工過程中，總包單位為加快施工進度，該設備由原計劃的400t履帶吊分兩段吊裝改變為地面組對完成穿衣戴帽后，由1250t 履帶吊整體吊裝。為確保吊裝方案的安全可行性，主要對吊裝機械負載率、吊耳的設計和強度，以及設備強度進行了核算。

1 吊裝機械負載率

該乙烯精餾塔的規格為φ3200mm×78600mm×24mm，重200t。其重力、重心分布簡圖如圖1 所示，重量參數如表1 所示。設備重心分裙座和筒體兩段計算，L1 為裙座質心距離設備底部距離，L2 為設備筒體質心距離設備底部距離。乙烯精餾塔的總質心坐標（L）計算見式（1）。

表1 乙烯精餾塔重量參數匯總表

圖1 乙烯精餾塔重力、重心分布簡圖

式中：n——設備分段數，n＝2；

Gi——各分段的重量，i＝1，…，n；

Li——各分段質心Si 到各段底面的距離，i＝1，…，n。

2 吊裝機械受力計算

設備吊點布置見圖2，圖中主吊點受力為T，溜尾吊點受力為F。

圖2 設備吊點布置圖

經計算，T=103.2t，F=96.8t。

本次吊裝采用單主機抬吊遞送法吊裝工藝，即用1 臺1250t 履帶吊主吊，1 臺260t 履帶吊配合溜尾。具體吊裝機械參數見表2。

表2 吊裝機械參數表

由表2 可見，吊裝機械起重性能滿足吊裝。

3 吊耳的設計、強度核算

3.1 主吊耳計算

主吊耳結構如圖3 所示。

圖3 主吊耳設計圖

主吊耳參數：材料，Q345；屈服強度σs=325MPa；許用應力[σ]=325/ 1.6=203MPa；許用剪應力[τ]=203×0.6=121MPa。

根據《化工設備吊耳及工程技術要求》（HG/ T 21574- 2018）對主吊耳進行校核。吊耳管根部截面積尺寸按照Φ630mm×18mm 進行校核。

3.2 溜尾吊耳計算

溜尾吊耳結構形式如圖4 所示。

圖4 溜尾吊耳設計圖

溜尾吊耳參數：材料，Q345；屈服強度：σs=315MPa；許用應力：[σ]=315/ 1.6=196MPa；許用剪應力：[τ]=196×0.6=117MPa；許用擠壓應力：[σhz]=2σs=630MPa。根據《化工設備吊耳設計選用規范》（HG/ T 21574- 2018）對溜尾吊耳進行校核。

3.2.1 溜尾吊耳孔擠壓強度計算溜尾吊耳孔擠壓強度（σhz）計算見式（2）。

3.2.2 溜尾吊耳截面強度計算

溜尾吊耳示意圖見圖5，截面強度（σA）計算見式（3）。

圖5 溜尾吊耳示意圖

設備抬吊時，吊耳截面A- A 拉應力（σA）最大。

計算得σA=110.4MPa＜[σ]，滿足要求。

設備抬吊時，吊耳截面B- B 剪應力（τB）最大，計算式見式（4）。

則，計算得τB=94.9MPa＜[τ]，滿足要求。

3.2.3 設備強度核算

乙烯精餾塔設備簡圖見圖6。設備材料為Q345R；屈服強度σs=315MPa；許用應力[σ]=315/ 1.6=196MPa。

圖6 乙烯精餾塔設備簡圖

將設備各段重力視為均勻分布力，使用MD Solids軟件建立模型進行受力分析，起吊時的力學模型見圖7。

圖7 乙烯精餾塔受力分布示意圖

圖8 為乙烯精餾塔截面示意圖，圖中A- A 截面為主吊耳受力處；B- B 截面為溜尾吊耳受力處；C- C 截面為筒體與裙座焊接處；D- D 截面為設備彎矩最大處。

圖8 乙烯精餾塔截面示意圖

（1）A- A 截面

因此，設備強度滿足要求。

圖9 為乙烯精餾塔吊裝圖。

圖9 乙烯精餾塔吊裝圖

4 結論

大型設備吊裝方案中的理論計算是重點，是指導作業的有力依據，必須準確、詳細的核算。吊裝方案中還有其他關鍵環節的計算也不可忽視，例如平衡梁核算、鋼絲繩核算、地耐力強度核算等。總之，大型設備吊裝中的每個環節都必須核實并確定安全，才能確保吊裝順利安全完成。